(中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东510663)
摘要：输煤系统是火力发电厂项目不可缺少的组成部分，该系统的稳定运行是确保机组连续运行的前提。据调研，电厂输煤系统普遍存在堵煤、跑偏、磨损、撒料等严重影响系统运行的情况，使得整个系统出力达不到设计出力，延长系统运行时间。如发生严重堵煤，还可能造成系统瘫痪，无法正常为锅炉供煤，严重时甚至可导致机组停机，损失惨重。鉴于此，本文就电厂输煤系统设计过程中堵煤防治措施展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：火力发电；输煤系统；堵煤
中图分类号：TM621文献标志码：A
1电厂输煤系统的组成
火力发电厂输煤系统主要包括:
（1）卸煤系统。根据电厂来煤方式的不同，这一系统一般由卸船机、地下煤斗、汽车卸煤沟或翻车机卸车系统等组成。
（2）贮煤场和煤场设施。电厂煤场形式可采用圆形封闭煤场、斗轮机条形煤场、筒仓等，各个发电厂可根据自己的地理位置等实际情况来选择煤场形式和配置对应的煤场设备。
（3）带式输送机。一般采用托辊型普通带式输送机，另外，特殊情况下也可采用管带机、大倾角带式输送机等。
（4）筛碎设备。该系统包含煤筛和碎煤机，常见滚轴筛、高幅筛、环锤式碎煤机或锤式细碎机等。
除此之外，运煤工艺系统还包括了转运站及相关辅助设备，如落煤管、犁式卸料器、取制样装置、皮带秤、仓壁振动器等。
2堵煤原因分析
根据目前的运行情况，造成火力发电厂输煤系统堵煤的主要原因如下：
（1）落煤管堵煤。为满足系统工艺流程和设备布置的要求，同时受限于转运站层高的限制，落煤管常在转运点和落入输送机时增加弯折，这样就在煤流下落时形成了一个倾斜的冲击面，增加了堵煤的故障点。虽然在落煤管的冲刷面一般都考虑有衬板，但当遭遇雨季或来煤水分较高时，由于原煤的物理特性，在转运过程中，细粘的煤逐步从落煤管底部和两侧直角部位开始形成挂料，挂料会越积越厚，不断减小落煤管的过流面积，最终形成堵煤。
（2）头部漏斗堵煤。煤从传动滚筒处以皮带机原有速度向头部漏斗方向做抛物线运动，煤从胶带抛出后几乎呈垂直角度冲击头部漏斗，如果煤水分含量偏高，就会发生不断堆积造成堵煤。而接标准落煤管的头部漏斗在高度方向上开始按标准管收小尺寸，含水率较高的煤由于湿黏，附着在落煤斗倾斜面，越黏越多，导致煤斗通流面积大幅减少，最终也会发生堵煤。
（3）三通挡板堵煤。煤从头部漏斗向下运动时，碰到下方的三通挡板，运动速度减缓，容易黏结在挡板及四周侧壁上。
3火力发电厂输煤系统堵煤的防治措施
（1）目前电厂为减少堵煤现象的发生以及便于堵煤后疏通落煤管，均设计安装有仓壁振动器。仓壁振动器一般固定在落煤管侧壁，采用自动控制，定期自动启动，对堵煤起到一定的预防作用。此外，在输煤系统前端也可考虑设置除大块装置，清理混杂在煤流中的大块杂物，降低堵煤的风险。
（2）在落煤管适当部位设置检查门，方便日常检查时巡检人员观察落煤管内部的积煤情况，尤其应对管内的死角做着重检查。对于那些经常发生堵煤的死角，及时加以整改，消除此类死角，保持煤流畅通。
（3）在选择燃煤时，尽量选择黏结性弱的煤质，或是选择黏结性不同的燃煤混合掺烧，这样能够有效地预防和消除堵煤现象的发生。此外要对燃煤当中所含的水分进行控制。燃煤所含的水分是其产生黏结的主要原因，也是引起堵煤的外因，所以必须采取对燃煤的水分进行控制。在具备条件的前提下，采用露天煤场形式的火力发电厂应建造干煤棚，煤棚内要储存一定量的干煤，当雨季来临时取出使用，从而有效控制燃煤水分。
（4）优化头部漏斗
目前行业内较为熟知的新型转运点设计技术有三维分散物料集流技术（3-DEM）及惯性流动技术（IFT），其主要内容之一即为优化皮带机的头部漏斗。改进后的头部漏斗采用非常小冲击角度收集并限制运动的煤流，可减少冲击力、堆积和磨损。改进后的头部漏斗结构逐渐改变煤流动的垂直方向，使煤朝带式输送机系统下方平缓流动。一旦煤流是垂直流动的，煤流的方向会被轻微改变以便与接收带式输送机中煤流的方向相一致。
（5）优化落煤管
在对落煤管进行优化时，可考虑取消落煤管中的倾斜段，并对落煤管的口径进行增大处理，从而增大通流的面积。因为有些火力发电厂会掺杂着煤泥进行燃烧，这样会大大地增加堵煤的概率，但是在增大了通流的面积之后，就会有效的减少堵煤现象的发生。
此外，使用曲线落煤管也是一个很好的方法。通过三维计算机模型，确定曲线落煤管的几何结构，尽量减小煤流冲击的角度和力量，以便尽可能保持动量平衡。因为曲线落煤管会对进入其间的燃煤附加一个向心力，从而能够有效地预防燃煤的落点不正，而且由于曲线落煤管的管壁更光滑且没有转角处的存在，使燃煤无法粘黏，可避免拐弯死角。同时，曲线落煤管可控制煤流流动速度和流动形态，煤无冲击地流动。煤流之间、煤与管壁均无碰撞，也大大减少了落煤管的磨损。相较于方形落煤管来说，曲线落煤管在制作上虽然有较大的难度，但是其堵煤的概率却非常低，且曲线落煤管系统还能较好的减少粉尘的产生。
另外，对于容易发生堵煤的落煤管，管道的材料选择至关重要，在考虑耐冲击和磨损的同时，必须要保证落煤管表面摩擦系数要低，由于不同的时期都同时存在冲击、磨损和堵煤，所以管道的材料（或衬板）选择性能必须兼顾。目前国内许多电厂的落煤管已采用高耐磨合金复合钢板，表面具有高硬度耐磨层，工作面硬度大于HRC42，无需安装衬板。取消带衬板结构设计的落煤管，从根本上可消除堵煤因素和衬板脱落带来的设备损坏风险。
（6）优化碎煤机布置
在进行技术经济比较后，尽可能加大碎煤机下方转运站的层高，从而增大碎煤机下落料漏斗的角度，并将落煤管竖直地插入下方受料皮带机的导料槽中，从而有效减少堵煤的可能性。此外在进行设备的选购时，尽量选择破碎腔较大的碎煤机，并保证环锤的质量，从而提高燃煤的破碎效果。
（7）优化电动三通
如果输煤系统中输送机的带速不高，可以考虑将卸料器与电动三通交叉使用，并选用定位准确的头部伸缩装置，在降低层高的同时还可以降低堵煤的情况发生。这部分在优化时要充分结合工程的实际情况，简化工艺的流程，避免多次转换增大堵煤的概率。
4结束语
电厂输煤系统是否运行顺畅，取决于合理的设计和可靠的设备及运行维护。在设计时，设计方应在项目的初期阶段，就把系统运行可能存在的问题提前考虑进去，除满足工艺流程要求外，还需从设备的具体参数、头部漏斗的控制尺寸、落煤管的形式、转运点的设计等多个方面综合考虑，选取最优方案，尽量防止堵煤发生。在运行时，电厂运维方也要按期巡检，及时发现系统中是否存在堵煤和设备磨损情况，定期对设备进行维护，保证输煤系统的正常运行。
参考文献：
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