浅析原煤仓下料口堵塞原因及处理措施

浅析原煤仓下料口堵塞原因及处理措施

作者：王乐（君正化工水泥分厂）

摘要：在日常工业生产中，包括原煤、矿石粉等颗粒性物料储存仓的使用十分普及，其作用不可低估。但是，在储存仓出料的过程中往往会有物料堵塞现象的发生，严重影响设备的正常工作。

关键词：原煤仓，下料口，堵塞，清堵

1、引言

大型火力发电厂都配置直吹式制粉系统的原煤仓以及焦化厂煤塔，所以一旦发生下煤堵塞，发电机组就要被迫紧急降出力甩负荷，甚至出现锅炉燃烧不稳造成大量投油，更严重的会造成锅炉灭火、机组非计划停运。水泥厂一旦发生下煤堵塞，容易造成输煤中断，继而影响整个系统的正常运行。原煤仓堵煤问题成为一个行业性难题！

2、原煤仓堵塞的原因分析

（1）原煤仓底部下料仓段的结构型式

下料仓段的常用结构型式有矩形截面斜锥式、圆锥式、矩形截面双曲线式、圆形截面双曲线式等。但各有特点：矩型截面原煤仓斗壁四角附近原煤受“双面摩擦”和挤压的作用,易长期粘接在斗壁角落内,在同样半顶角的情况下,较圆形截面原煤仓更易积煤。锥型原煤仓（包括圆锥型和方锥型）沿煤的流动方向流通截面积逐渐变小,挤压力变大,煤粒与仓壁、煤粒之间的摩擦力也越来越大,促使煤沿壁面流动的重力分力则不变,故随着煤的流动,锥形原煤仓内的等效流动动力越来越小。特别是在煤粒含水量较大、团聚性很强的情况下，煤在仓体内的流动就更加困难，结拱堵塞的几率就大大增加。双曲线型原煤仓随着煤向出口的流动,斗壁的倾角加大,促使煤沿壁面流动的重力分力逐渐变大,重力对壁面的挤压力分力逐渐变小,与锥型原煤仓相比,其等效流动动力随煤的流动下降较慢。从原理上来说，这种形式的原煤仓堵塞几率相对较小。但在实践中，当煤的含水量增加到一定值（洗中煤更加突出），其堵塞的几率会迅速增加。

（2）原煤仓内壁半顶角、截面收缩率

对于锥形原煤仓,仓壁半顶角越小,越利于煤粒流动。对于双曲线型原煤仓,截面收缩率越小,越利于煤粒流动。在原煤仓初设的时候，原煤仓的半顶角、面积收缩率是根据甲方提供的设计煤种确定的。在考虑仓体容积和投资的因素外，原煤仓防堵塞的因素也一并考虑。但是，当项目建成投产以后，大部分电厂的煤质根本无法保证，严重偏离设计煤中，再加上下雨、下雪、结冻等不可控的环境因素，原来设计不堵煤的煤仓开始频繁堵煤。原煤仓内部煤的流动状态（漏斗流流动、整体流动）不仅决定于仓体的半顶角和面积收缩率，而且更取决于煤质本身。在设计煤种情况下，原煤仓内部煤的流动成整体流流动，但是在煤质发生变化（水分增加、团聚性强）后，原煤仓内部煤的流动就从整体流流动状态转变成漏斗流流动。而中心流原煤仓的堵塞几率要比整体流原煤仓的堵塞几率大得多。

（3）原煤仓出口尺寸

在颗粒体运动学的理论表明，对于干颗粒，满足不结拱的料仓开口度尺寸至少为颗粒特征尺寸的3 倍，而湿颗粒则要求料仓开口度至少为颗粒特征尺寸的4 倍。虽然料仓在设计上尽量考虑堵塞的因素而加以防止，但是，由于诸如原煤等物料来自不同的矿点，杂质含量、粘度也不同，另外雨季时物料潮湿容易粘结，冬季寒冷容易冻结，特别是随着煤中水分的增加，煤的团聚性急剧增大，煤在原煤仓内向下流动的过程中受到仓壁的挤压力越来越大，本来松散的颗粒被挤压团聚，特征尺寸变得很大，当煤团的特征尺寸达到一定的临界值，堵塞就会发生。另外，潮湿的煤在下料口内仓壁上的沾污板结也使得下料口变得日益狭窄，堵塞的几率随之增加。因此对于一个设计好的料仓来说，几乎无法全天候防止物料堵塞的发生。

（4）煤质种类及成分

不同的煤种，其团聚性不同。比如破碎后油页岩团聚性最强、烟煤的团聚性和吸水性较无烟煤强；石油焦本身由于有油，所以团聚性最弱。煤团聚性的不同直接影响了原煤仓的堵煤状况。煤水分也是影响原煤仓堵

煤的一个重要因素。在实际生产中发现，当煤的含水量(外在水分)达到8%时，有些设计不合理的原煤仓（矩形原煤仓、中心流原煤仓）就开始出现堵煤；当煤的含水量达到10%时堵煤比较严重；当煤的含水量达到12%时堵煤就相当严重了。水分增加会增加煤的团聚性。煤的平均粒径越小，细粉多，比表面积大，表面自由焓高，颗粒间的作用力大，内力强，其宏观表现即为煤的粘结性强，比如洗中煤。

3、清堵措施

(1)人力破堵

人力破堵通常包括通过捅煤孔捅煤、大锤敲击堵煤部位、在易堵煤处仓外设置撞钟式重锤等来破拱。

实施状况：

①耗费人力、短时间无法疏通、效果有限；

②对仓壁破坏大；

③捅煤时大量原煤堆积在现场，造成严重的环境污染；

④人员高空作业，存在安全隐患。

(2)仓壁振打器

仓壁振打器的破堵原理和人工击打相同,通过仓壁的震动使粘接在仓壁上的煤逐渐脱离,以达到破堵目的。实施状况：

①仓壁振打器必须在结拱的位置才能发挥其作用，因原煤仓的结拱、堵塞位置是不确定的，随煤质等原因影响其位置不断变化。如果振打器处于结拱位置上面时会使煤越振越密实。

②振动器易造成仓壁损坏，如仓壁震裂等。

(3)空气炮

空气炮的工作介质为压缩空气，主要部件包括储气罐、电磁速关阀及控制系统等。当速关阀快速打开时,空气炮储气罐内压缩空气受压差作用而形成高速喷出的强烈气流，高动能空气直接冲击仓内堵塞部位，使煤粒重新在重力作用下流动起来。

实施状况：

①空气炮必须在结拱的位置才能发挥其作用，因原煤仓的结拱位置不断地变化，当空气炮如果处于结拱位置上面时会使煤越振越密实。

②空气炮与仓体内壁连接位置的挡板增加壁面的摩擦系数，增加堵煤的概率。

(4)疏松机

原煤仓疏松机通常由液压泵站产生的机械能通过仓壁外侧的液压油缸，驱动犁煤器在往复运动，同时利用其犁煤叶片刮擦堵塞区的原煤，破坏其密实挤压结构，恢复煤的流动。

实施状况：

①由于液压缸的挡板和大量犁煤叶片的影响，使仓壁摩擦阻力增加，增加了蓬煤的概率，特别是在仓体的出口位置。

②由于疏松机只能直线运动，而原煤仓下部最易堵煤的位置，其角度通常发生改变，导致下部无法进行清堵。

③液压系统易出问题，造成系统无法运行。

(5)内仓壁上加不锈钢或PU板内衬，通过内衬特殊材料减小内壁摩擦系数，是目前作为防堵的措施之一。

实施状况：

①内衬易脱落，造成仓壁不光滑，摩擦力增大，造成堵塞。

② PU衬板厚度一般30 左右，加内衬后造成出煤口尺寸减小，造成堵塞。

③仓壁加内衬仅适用半顶角较小的仓体。半顶角较大的仓属于中心流仓，壁面的物料不发生流动，故其清堵效果不明显。