CFB锅炉给煤机出口落煤管堵煤治理技术应用

唐志兴

摘要：随着循环流化床锅炉在国内的普遍应用，许多炉型也随着国家一带一路政策随之走出国门，本文就印度尼西亚明古鲁电站使用的国内450T循环流化床锅炉在运行中出现的锅炉给煤机出口落煤管严重堵煤和成功改造案例进行论述，根据改造后近一年的运行经验表明，给煤机出口落煤管堵煤问题得到了彻底解决，有效延长了锅炉安全稳定运行时间，提高了企业的安全和经济效益。

关键词：循环流化床锅炉 给煤机落煤管 堵煤治理

1.前言

印尼明古鲁发电公司2×100MW循环流化床机组位于印尼尼西亚苏门答腊省明古鲁市境内，锅炉使用国内大型知名锅炉厂在充分研究了当地自然环境和循环流化床锅炉的燃烧特性、传热问题、磨损问题、膨胀问题以及成熟工艺流程的基础上，采用具有完全自主知识产权技术开发的450t/h 高温高压、水冷式旋风分离器、无中间再热的循环流化床锅炉产品。#1、2机组于2020年7月完成NDC试验正式投入运营，运行期间3次因给煤机出口落煤管严重堵煤造成机组非停，4次因堵煤造成机组负荷非降的异常事件，严重影响机组安全经济运行。经过调研2020年12月对两台锅炉8台给煤机出口落煤管进行改造，改造后彻底解决了堵煤的问题。

2. 基本情况

2.1燃料特性

本机组锅炉燃用煤为印尼当地灰分大、燃点低、水份大的褐煤，采用轮船运输到码头接卸，当地气候为热带雨林气候，每年分为旱季和雨季两个季节，雨季时日均降雨量较大，燃煤在轮船运输途中、接卸过程和煤场存储期间多次被雨水淋透，根据实际接卸轮船煤质取样化验入厂煤全水份在35%至45%之间，经过煤场机械翻晒入炉煤水份普遍在32至36%左右，严重超出设计值。

设计燃煤煤质分析见表一：

项目	符号	单位	设计煤质	校核煤质
收到基水份	Mar	%	30.6	33.82
空气干燥基水份	Mad	%	13.81	12.72
收到基灰分	Aar	%	7.98	9.26
干燥无灰基挥发分	Vdaf	%	52.73	58.77
收到基碳	Car	%	47.29	42.52
收到基氢	Oar	%	3.33	3.46
收到基氮	Nar	%	9.7	10
收到基硫	Sar	%	0.41	0.27
收到基高位发热量	GCVar	Kcal/kg	4523	4260
变形温度	DT	℃	1330	1280
软化温度	ST	℃	1350	1310
融化温度	FT	℃	1390	1350

（表一）

2.2给煤系统设置

本机组燃料输送系统采用贮煤场斗轮机或地下煤斗取煤经输煤皮带把合格的原煤（dmax＜25mm）送进2个炉前原煤仓，经布置在炉前的4台全封闭耐压称重式给煤机将煤粒送至出口落煤管，给煤机出口落煤管上方装设方形金属膨胀节，膨胀节下部装有方形气动插板门，插板门下方通过方变圆不锈钢接口与圆形落煤管连接（见图一），每根落煤管内层均使用厚度约为5cm的SiC复合材料以减少对落煤管磨损，中部和下部设置两层播煤风（一次热风），煤粒依靠自生重力自由下落并在播煤风作用均匀进入炉膛。为防止炉膛内烟气反窜到给煤机而烧坏给煤机皮带，从一次风机出口的冷风道上引出一路冷风到给煤机和落煤管上部，作为密封风来保护给煤机，给煤机密封风进口设置在进煤端，落煤管密封风进口设置在插板门的下方。

（图一：落煤管结构图）

3.堵煤原因分析

3.1.给煤机出口上部膨胀节结构为方形结构，其内部四角容易产生积煤，久而久之慢慢形成一个致命的堵点，影响整个落煤管的下煤顺畅（见图二）。

3.2.给煤机出口插板门下部方变圆短节容易堵煤，插板门结构本身也是严重堵煤的原因之一，首先是插板门高度较高，另外内部为方形结构，且不是不锈钢材质，煤粉容易堆积，这三者是造成堵煤的原因也是往往被忽视的重点。

3.3.落煤管内衬为SiC复合材料，其表面粗糙与煤流下落摩擦力增大且第二段落煤管角度偏小，不利于煤流下落，给煤粉黏壁提供了支撑力，造成煤流积压没能迅速排向炉膛，长时间运行便会形成整个落煤管堵塞（见图二）。

3.4. 印尼褐煤的水分含量过高，入炉煤水份严重超标，同时东南亚雨季较长，也是导致容易堵煤的主要原因。

（图二：出口落煤管堵煤）

4.改造方案及原理

4.1 改造方案：为了使得改造后清堵效果更佳，从给煤机出口依次安装方变圆短节、圆形膨胀节、气动插板门（厚度 90mm），第一段和第二段斜管上各布置一套落煤管清堵装置，刮刀根据落煤管长度整体布置，不形成死角，第二段斜管上的清堵装置刮刀下部延伸至炉膛口，全方位清堵防堵，有利于整个落煤管的煤流通畅。

4.2 工作原理：落煤管清堵装置的设计思想是预防为主，即清堵装置定时循环清理煤垢，当煤垢未形成之前，清堵装置已将落煤管内壁清理干净，使煤垢无法积累而造成堵塞。整套设备的核心是利用落煤管清堵装置刮刀设计的灵活性，通过外置减速机驱动内部刮刀旋转，与落煤管筒体形成相对运动360°旋转，可对入料口及整个落煤管内部的物料和粘附在管壁上的各种粘附物进行清理和疏通，可将粘附在管壁上的各种煤泥刮除，尤其对循环流化床炉前落煤管清理效果更好。为了更好地起到预防作用，清堵装置在所设定的周期内自行启动，所设定的周期以及运转的时间可根据现场的使用情况做出调节。

（图三：出口落煤管清堵装置及改造方案图）

5.性能特点及控制方式

5.1清堵装置（见图三）∶

5.1.1清堵刮刀使用 42CrMo 材料，经过调质处理，强度高、韧性好，中部采用高强度螺栓安装固定方式。

5.1.2落煤管清堵装置密封采用迷宫多重综合密封结构，由四氟材料整体加工而成，并加气压密封（气压大于落煤管内部压力），保证产品不漏粉，彻底解决落煤管的堵塞问题。

5.1.3不受安装空间限制，高度和直径设计灵活。

5.1.4手动控制： 实现就地人工控制设备启停，也可作为日常巡检之用。

5.1.5远程控制（含自动控制）： 可实现集控室远程控制设备启停。将远程/手动 开关切换至远程位置，设定双时间控制器。

5.2气动插板门：

5.2.1内部结构上采用有利于煤流畅通的贯通式直筒结构，消除了内部存煤点， 避免煤粉粘贴基础的存在，且插板门高度仅为 90mm。

5.2.2 内部与煤接触的主筒、门板等均采用不锈钢材料制作，具有优良的耐磨性、抗腐蚀能力，杜绝了煤与插板门粘结的几率，从而克服了插板门内部生锈、积煤的缺陷。

5.2.3设置有门板位置标记，现场操作人员可直观判断插板门的开、闭状态。

6.结论

改造完成后经过长时间运行试验，给煤机落煤管未发堵煤事件，设备本身原因造成的堵煤因素彻底消除，清堵装置投入自动运行稳定。试验期间入炉煤平均水份34.5%，单日最大水份36.83%，给煤机运行正常，运行一年来未发生因给煤机出口落煤管堵煤造成的非停或非降，机组安全经济运行的水平明显提升。

作者：唐志兴，1983年生，工程师，中国电建甘能源印尼公司运行部。

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