虾米形防堵原煤料斗在300MV机组上的应用浅析 宋明亮

虾米形防堵原煤料斗在300MV机组上的应用浅析宋明亮

摘要：目前制粉系统燃煤储存作为燃煤机组极其重要的一环，堵煤蓬煤现象多发，影响机组安全稳定运行，国电菏泽发电有限公司采用虾米形原煤斗对原煤仓

易堵塞部位进行防堵改造，投运以来未出现堵断煤导致的不安全事件，取得了良

好效果，值得向各同类型机组推广。

关键词：虾米形；防堵；原煤仓；应用

1.前言

目前，在国内燃煤电厂中，制粉系统是极其重要的子系统，其燃煤的存储作

为其中重要一环在保障生产、稳定发电等方面起着至关重要的作用，在设计之初

可以满足电力生产的可靠运行，然而由于随着发电机组燃料成本的不断变化，发

电企业在燃煤选择上发生了重要的变化，煤种与煤质的复杂多变，水份大、粘度大、团聚性强呈多发性，同时燃煤掺烧、烧煤泥等状况已成为机组运行常态，因

而在机组运行一段时间后，堵煤、蓬煤现象频繁发生。国电菏泽发电有限公司在

机组运行中也遇到了类似的问题，在摸索、调研、对比后采用虾米形原煤斗对原

煤仓易堵塞部位进行防堵改造，取得了良好效果。

2.基本情况

国电菏泽发电有限公司二期#3、4锅炉是英国巴布科克有限公司制造的与

300WM机组配套锅炉，为亚临界、一次中间再热、自然循环、单炉膛、全悬吊、平衡通风、W型火焰、露天布置、固态排渣燃煤汽包炉，锅炉设计燃用85%+15%的无烟煤和半无烟煤的混合物。锅炉配备正压直吹式制粉系统，3台磨煤机的制

粉能力为锅炉MCR时所需煤量的120%。每台皮带式给煤机上设置一个原煤仓，

燃料来煤落入原煤仓，下落至给煤机进入制粉系统。

国电菏泽发电有限公司为解决堵煤问题，在其二期机组各原煤仓上均加装了

振打器和疏松机，投运以来起到了一定的防堵作用，然而在实际运行中无法完全

满足现场防堵需要。实际运用中振打器可以解决结拱和部分贴壁引起的堵煤，但

通常对原煤仓上端直径较大的部位效果明显，对下端较细的部分往往越振越实，

反而起到反作用；疏松机能解决部分结拱和贴壁，在投运初期可很好的解决该区

域的堵煤问题，由于其作用区域有限，且内部占用较大空间，对煤流有阻碍作用，影响煤流流动，加剧原煤仓粘堵。

3 虾米腰防堵原煤斗

为彻底解决原煤仓堵煤问题，国电菏泽发电有限公司经过多次实地考察与走访，对市场上较为新兴的料仓清堵产品进行对比筛选，振打器、疏松机、空气炮

等传统清堵方式已不适应当下燃煤电厂形势，对新兴技术----虾米形一体化防堵方

案的考察也随之进行。

3.1、结构分析

国电菏泽发电有限公司二期原煤仓的下部为原锥形体结构，在给煤机上部约

5米处配套安装给煤机入口插板门，下部连接为天圆地方及连接直管段。近几年

原煤仓的堵煤主要在插板门上、下范围内，该区域的特点是仓截面由大到小，反

应到煤流就是受到的向上的摩擦阻力和内部挤压力越来越大，容易产生结拱、贴

壁等现象。

从锥体的结构上看，上口大，下口小，原煤愈向下流动，流通面积愈小，物

料的堆积本身就形成挤压力，愈到下部其挤压力愈大，愈容易使煤流粘接结块；

而煤流流动方向是自仓体中心向落煤筒下口方向流动，中心部位流动速度快，靠

仓壁外缘流动速度较慢，以上两点均增加了物料附壁粘接和棚煤的机率，是发生

粘煤、堵煤的内在因素。

同时，原煤仓与闸板门管段连接时存在较多的拐角、偏心、法兰结构，原煤

易在拐角区域局部粘壁与积留。

另外在原煤仓下端产生堵煤之后，堵煤的部位会慢慢往上延伸，直至原煤仓

上部，这也是日常运行中上部直径较大的仓段会发生结拱的主要原因。

3.2、虾米形防堵原理

经研究表明，影响原煤流动性的因素主要是来煤的水份、压力、粘度等，随

着来煤的水分、粘度增加，煤流在原煤仓流动时压力逐渐增大，动态安息角增大，流动性变差导致堵煤、粘连和蓬煤现象的发生。

虾形防堵原煤斗的外形结构曲线为虾米曲线，其线型曲线既不形成固定的焦点，而且曲线上的动点也不与左右固定的点的距离差形成常数，其截面收缩率变

化为一条呈下降趋势的曲折线。在制作过程中，虾米曲线的煤斗采用不等高圆台

组合拼接而成，并结合实际运用经验数据，对虾米曲线煤斗各节段的截面收缩率、仓壁倾角及高度进行优化设计。各节段的高度、截面收缩率不等值，且仓壁倾角

的不断变化，煤斗壁受压点综合受力方向不断变化，原煤颗粒滑动安息角不断变化；同时，仓壁原煤颗粒滑动动力随曲线延伸倾角的变化而变化，下滑动动力不

断增加，等效流动性不断增强，煤流的下部流速能满足上部原煤颗粒重新排列挤

压与应力分散的需要，煤流水平截面流速优化，煤流流态形成整体流与管状流混

合最优流态。

虾米形煤斗的虾米曲线结构及截面收缩率变化符合煤流运动的规律，原煤经

过虾米弯时，原煤颗粒运动平衡状态被打破，压力方向改变，原煤颗粒移动，压

力分散，阻力减少，动力、流速增大，煤流流态优化，原煤颗粒等效流动性不断

增强，从而达到防止堵煤棚煤目的，并能更好解决粘性大、团聚性强、水份大原

煤及造成棚堵现象。

在虾米形一体化防堵方案中，配套设备的选择运用至关重要，主要包括气能

激振器、插入式伸缩节和双向气动插板门等。虾米形一体化防堵原煤斗在煤斗结

拱的临界点下方加装气能激振器，其冲击力大于该段煤斗区域的平衡摩擦力，能

够有效地助流、破拱、防堵、清堵。

4 运用情况

为彻底解决机组运行期间堵煤导致的各种问题，以降低堵煤发生率，提高机

组安全运行水平，国电菏泽发电有限公司组织攻关小组对系统进行全面排查、分析，在2015年11月首先在对#3炉A磨A1原煤仓采用虾米形一体化疏通防堵方

案进行防堵改造，拆除其原煤仓部分仓段，安装虾米形一体化防堵原煤斗及辅助

控制系统。

2015年12月#3炉A1原煤斗改造完成后，历经数个月的运行，在同煤种、

同煤质及同运行工况下对比其他多次堵煤的原煤仓，#3炉A1原煤仓未发生堵煤

现象，切实解决了棚煤、粘壁、堵塞问题，切实降低了堵煤发生率，提高了机组

经济性，同时也避免了不必要的两个细则考核，确保了锅炉运行的安全性。

以每季度降负荷两次消缺处理原煤仓堵塞计算，单次负荷损失约20万千瓦时，消缺时间以4小时计，单次电量损失约20万kWh，单台机组年经济效益=单次电

量损失×上网单价×每季度降负荷消缺次数×季度数=20万kWh/次×0.382元/kWh×2

次/月×4月=61.12万元。即每年可产生直接经济效益60余万元。

5 结论及注意事项