煤仓防堵改造优化实施探讨

煤仓防堵改造优化实施探讨
摘要：电煤价格攀升，燃煤品质下降，各电厂为降低生产成本大量掺烧劣质洗
中煤及煤泥，造成锅炉燃煤严重偏离设计值，输煤系统负担加重，煤仓堵煤事件
频发，锅炉磨煤机由于断煤事件，发生助燃油量增加，严重影响了电厂安全生产。

本文分析该电厂在原煤仓使用空气炮及清堵机设备后仍然发生断煤，在分析该厂
堵煤机理后进行现场设备异动处理，基本解决电厂掺烧煤泥造成的堵煤事件，节
能效果显著。

关键词：煤仓；堵煤；掺烧；煤泥；异动
一、前言
由于煤炭市场的变化，电煤煤质严重偏离设计煤种，原煤仓堵煤事件频发，
尤其国家进行煤炭去产能及环保事件影响。

由于煤仓发生严重堵煤事件，为稳定
锅炉燃烧稳定，采取限制负荷或燃烧不稳定时大量投油助燃。

由于煤仓原煤水份大，使用清堵机及空气炮依然发生断煤事件。

由于上述这些方法均属于被动式清堵，不能从根本上解决堵煤问题。

电厂为降低生产成本掺烧煤泥及洗中煤，使堵
煤问题愈发突出，安全稳定生产不断受到困扰，需要寻找一种安全高效的防堵办
法成为第一要务。

根据煤仓物料流动原理，料仓靠近中心处流动最快，远离中心处由于仓壁的
沿程阻力作用流动较慢，由于煤仓下部一般为椎体，沿煤流通流方向截面逐渐变小，挤压力变大，煤粒与仓壁，煤粒之间的摩擦力也逐渐增大，但煤流沿壁面流
动重力未改变，故随着煤流的运动，锥形煤斗的等效流动动力越来越差，由于原
煤水份大，灰份多，细面多团聚效果更强，结拱堵塞的几率更大。

根据现场统计，堵煤一般发生在给煤机口2～3米部位。

一般情况下，上部堵煤是由于下部堵塞
造成，因为下部堵塞后，整个仓体内的煤流状态发生改变，煤流逐渐转变为管状
中心流，仓体容积变小堵塞更加严重。

二、热电厂概况
1、系统概述
电厂装机容量2*330MW机组，每台炉配置5台耐压称重式给煤机，给煤机
配置断煤信号，堵煤报警等。

该厂煤斗设计为双曲线煤斗，煤斗上方配置4台空
气炮，在发生断煤时运行人员投入空气炮后，前期有效果但后期由于空气炮炮口
处高速压缩空气作用形成鼠洞，造成空气炮成哑炮失效，过多使用空气炮使煤泥
内空隙率减少水份析出助力形成团聚起拱，过多使用空气炮造成煤流空隙率减少，阻碍煤流下行使疏通工作更加困难。

空气炮下部配备1台旋转清堵机，清堵机共配置三只绞刀，运行中绞刀运行300°左右，基本不存在死区。

旋转清堵机工作原理是利用大速比减速机通过齿轮
传动，驱动回转锥仓绕煤仓中心线转动，与仓内安装的防堵组件共同构成一个特
殊的防堵清堵体系。

当煤仓下部发生堵塞时，回转锥仓开始转动，物料和仓壁发
生相对运动，此时物料在仓壁内侧无法与仓壁形成稳定的拱，发生堵塞的基础被
瓦解，拱坍塌堵塞消除，进而保证整个物料仓物料呈整体流动，理论上能解决原
煤仓堵煤问题，但对于该厂煤仓状况效果极差。

2、改前状况
电厂掺烧煤泥后5台给煤机频繁发生断煤，投入空气炮和清堵机仍不能满足
安全生产需要，采取24小时人员值守就地敲打疏通及定期清仓的办法控制堵煤
次数，上述方法均不能从根本解决堵煤事件。

由于该厂属于调峰机组，机组负荷
变化大，造成大量助燃油和考核电量。

此外，频繁断煤运行人员操作难度增大，
检修人员劳动强度增加，机组的安全生产无法保证。

3、堵煤原因
该厂设计时煤仓采用双曲线煤斗，由于断煤多次清仓检查发现煤仓无明显棚
煤点，实践证明清堵机及清堵机以上煤仓部位不存在棚煤点。

（1）给煤机入口煤流整形器堵煤，检查发现给煤机入口方法兰处被煤泥堵涩逐渐堆积形成堵煤。

整个煤仓的堆煤重量为420吨左右，由于煤斗结构等截面收
缩率的原因，越往下走煤泥整体受力越集中，靠近皮带喉口处作用力最大，煤泥
由于压强挤压原因形成煤泥硬块挂壁，逐渐形成管装流最后形成起拱断煤。

（2）给煤机电动门内径630毫米，下部为750×650毫米的方形管渐缩为直径630毫米的圆管，此处渐缩34厘米方形凹槽内煤在竖直方向膨胀，水平方向压缩，压力呈被动塑性状态，随着落煤口尺寸减小，压力越来越大，煤颗粒之间，及煤
与内筒之间的摩擦力增大，在燃煤中煤泥含量超过20%水份超过12%以上，煤颗
粒之间极易发生团聚现象，特征尺寸将显著增大，煤粒挂壁集中，会有大量湿煤
粘接在轨道、边槽、凹槽内，造成粘壁、搭桥、结拱。

该厂煤闸板下部34厘米
凹槽是最易沾煤点，由于清堵机作用下煤较快，皮带运行带走煤量远小于煤流下
落速度，造成顺延皮带方向下煤不畅湿煤粘接挂壁起拱，空气炮频繁冲击湿煤泥，造成煤泥内空隙率减少水份析出助力形成团聚挂壁，大块煤泥塌陷堵塞落煤管中
心通道造成堵煤。

综合分析该厂断煤形成始点于给煤机上插板轨道凹槽及给煤机
上部落煤管煤流整形器处。

3、解决方案
针对该厂堵煤区域及特点，提出以下综合处理方案：
（1）改进给煤机入口煤流整形器结构。

适当扩大给煤机煤流整形器落煤口，增大煤流量，考虑到落煤的不均匀性及中心偏差，拆除给煤机落煤口后部16厘
米挡煤板，落煤口前部按40°圆弧状切割11.5厘米挡板。

由于方口煤流整形器减
少约束面积约0.07㎡，煤流运动平衡状态被打破，压力方向改变，原煤颗粒移动
靠近前、后部，尤其是煤流整形器前部煤流运动速度加快，造成喉口处压力分散，阻力减少，动力增大，流速增大，煤流流态优化，能够适应并超越煤流整形处动
态滑动摩擦角的临界值，原煤等效流动效果好，相对受力点减少或消失，煤流保
持不断流。

由于增大落煤速度，煤流相对内摩擦力加剧携带作用增强，整形器方
法兰处粘接湿煤被大煤流带走，不易发生堵煤事件。

（2）在给煤机上闸板下部开φ159mm的检查孔，当给煤机有断煤迹象及时
关闭给煤机上闸板，人工10分钟左右即可疏通直管段积煤保证下煤畅通，能大
幅度抑制堵煤事件。

（3）给煤机上插板使用方形闸板门，门体厚度10厘米，方形门体制作结构
原因形成下部34厘米凹槽，就地检查长期停用给煤机上插板处煤泥堆积自然形
成直径φ630mm内筒，依据煤流自然运动规律，制作直径φ630mm、厚度8～10
厘米、高度32厘米内筒填补门板处凹槽，使初期50厘米门体轨道凹槽减少至12
厘米，基本形成隐蔽性关断门，门体凹槽积煤点最小化，煤流临界流速最大化，
落煤管初始沾煤点消失，从管道结构上减小堵塞几率，保证煤流流态化。

4、改造效果
对给煤机煤流整形器进行扩口、改变方形闸板门凹槽结构及新加检查孔后，
基本解决给煤机断煤事件，锅炉燃烧稳定，节油效果显著。

实施改造后，电厂取得以下收益
（1）由被动防堵改为自动清堵防堵，彻底避免人工清仓疏通的麻烦，减少生产投入及设备维护成本。

（2）锅炉燃烧稳定，节约燃油，运行操作难度降低，对比电厂7月份断煤助燃投油约60吨左右，此次改造节约生产成本48万元左右。

（3）改造后，电厂大量掺烧煤泥30%～40%左右，生产成本大幅度降低。

（4）电厂此次异动零成本完成断煤改造，同比其他电厂由于拆除旋转清堵机后改造高效清堵装置节约近350万元左右。

结束语
综上所述，本文以煤仓防堵为研究对象，探讨了如何处理好给煤机煤流整形器、落煤口的异动，以此达到给煤机下煤顺畅的目的，由于初期改造效果显著，对比大多数电厂有很大的借鉴意义。

由于本文篇幅有限，相关研究尚存在不足之处，还需要在今后的理论以及实践中进行深入的总结和研究。

参考文献：
[1]李树文，煤仓防堵的有效措施[J].煤矿开采，1994，03
[2]李金龙，王玉霞.煤仓堵塞机理及防止措施探讨[J].宁夏工程技术，2002，01
[3]宋景明，宋玉芳，王冬梅.双出口原煤仓防堵设计优化[J].应用能源技术，2014，07.
作者简介：
王建仁（1980—），男，内蒙古阿拉善盟，助理工程师，研究方向：火电厂锅炉节能。