本文介紹了青山紙業(yè)股份有限公司熱電廠150t/h CFB鍋爐給煤系統(tǒng)存在的問題，經(jīng)多次改進的措施及其效果，對給煤管的布置方式、材質(zhì)選擇、密封風、播煤風的設(shè)計進行了分析和探討，提出了一些具體的實施措施和建議，提高了給煤系統(tǒng)運行的可靠性能。

關(guān)鍵詞 循環(huán)流化床鍋爐  給煤系統(tǒng)  改進

前言

    循環(huán)流化床鍋爐在我國已有多年的發(fā)展，特別是近年來，隨著循環(huán)流化床燃燒技術(shù)不斷地成熟與進步，循環(huán)流化床鍋爐越來越得到廣泛的應用，但作為與之配套的給煤系統(tǒng)的設(shè)計，往往得不到足夠的重視，這與循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的迅猛發(fā)展是很不相稱的[1] ，而給煤系統(tǒng)運行的正常與否，直接影響到循環(huán)流化床鍋爐運行的穩(wěn)定性，特別是給煤系統(tǒng)的斷堵煤將導致床溫的下降，嚴重的將導致鍋爐滅火，給機組的安全運行造成很大的隱患。

    青山紙業(yè)股份有限公司熱電廠6#鍋爐為濟南鍋爐集團有限公司生產(chǎn)的YG—150/9.8—M1型循環(huán)流化床鍋爐，燃用福建無煙煤。2006年7月機組投入試運行，2006年8月機組正式投入運行，自投入運行以來，給煤系統(tǒng)就暴露出了一系列問題，運行前期頻繁堵煤，使鍋爐的運行極不穩(wěn)定，不僅限制了機組的發(fā)電量，而且嚴重影響了向外供汽。曾多次因下煤管堵造成鍋爐滅火機組停運，嚴重地制約了機組的安全穩(wěn)定運行。

1  給煤系統(tǒng)概況及分析

    目前循環(huán)流化床的給煤布置方式很多，有前墻單級多點給煤、后墻回料閥多級多點給煤、前后墻聯(lián)合給煤等諸多方式，對于中小型循環(huán)流化床鍋爐，一般趨向于采用前墻給煤方式。據(jù)研究表明[2] ，采用爐前給煤方式，系統(tǒng)簡化且便于操作、可提高給煤的可靠性，只要保持合適的給煤點數(shù)量，對于燃燒效率沒有多大影響。

    青山紙業(yè)熱電廠6#鍋爐采用3點給煤沿前墻水冷壁下部收縮段寬度方向均勻布置進入爐膛密相區(qū)，給煤管為三根φ325×10的普通碳鋼管，給煤機出口設(shè)電動插板門，下部用天方地圓與給煤直管段相連，給煤管直管段由于位置所限原設(shè)計采用“S”型落入給煤斜管，給煤斜管與水平面夾角為45°，給煤管與水冷壁夾角為35°，給煤斜管內(nèi)設(shè)置托板便于煤滑落，托板為普通碳鋼材料，在托板下設(shè)有一股φ57×3.5播煤風從給煤管底部出口進入燃燒室，在耐壓稱重給煤機尾部設(shè)備設(shè)一股φ159×4.5作為給煤機密封風，在給煤斜管還設(shè)有φ108×4的觀察孔，給煤管布置簡圖參見圖1所示。

    給煤系統(tǒng)特點：

    1、給煤直管段較短，垂直距離只有1.5m，煤下落的速度較小，下落動能不足，且因給煤機安裝位置所限采用“S”型的獨特結(jié)構(gòu)，更是降低了煤下落的動能，造成下煤不暢，煤極易在此處堆積，造成堵煤且不易疏通。

    2、給煤斜管段較長，并且傾斜角度較小，與水平面夾角僅為45°，造成煤粒下落動能不足，僅有自重的一小部分，并且還要克服自身的流動阻力及爐內(nèi)煙氣阻力。當煤的表面水份較大時，煤的粘滯力較大，情況更加嚴重。

    3、播煤風布置在進燃燒室的給煤出口處，播煤風對給進的煤僅起到播撒作用，而對于下落的煤流不能起到吹送作用。

    4、為防止爐內(nèi)煙氣經(jīng)給煤管返竄，在給煤機尾部設(shè)有給煤密封風，給煤密封風作為整個給煤系統(tǒng)的密封風源。

    2  爐內(nèi)正壓對給煤系統(tǒng)的影響分析

    循環(huán)流化床鍋爐的給煤按給煤點的壓力來分有正壓給煤和負壓給煤兩種方式，負壓給煤的給煤點位置一般較高，其優(yōu)勢在于給煤能較為順暢地進入爐內(nèi)燃燒，播散面積較大，不易發(fā)生堵煤現(xiàn)象，其缺點是細顆粒燃料未經(jīng)過高溫料層就被煙氣帶入懸浮段，在懸浮段停留時間較短，即使有較高的溫度，也得不到充分燃燒，增大了飛灰含炭損失[3] ，負壓給煤一般使用在循環(huán)倍率比較低，有一明顯的料層界面，負壓點相對較低的鍋爐中[4] ，如鼓泡流化床鍋爐；對于中高倍率的循環(huán)流化床鍋爐而言，爐內(nèi)基本處于正壓狀態(tài)，負壓點很高或不存在，因此只能采用正壓給煤[4] ，青山紙業(yè)熱電廠6#鍋爐給煤就屬于正壓給煤，其負壓點在爐膛出口標高32.1m處，對于本臺鍋爐由于是燒福建無煙煤，其給煤的優(yōu)勢在于由給煤點進的煤直接進入爐床密相區(qū)，爐床密相區(qū)床溫很高，著火條件優(yōu)越，尤其是對于燒揮發(fā)分低的福建無煙煤更顯示其著火的優(yōu)越性，但其缺點也是明顯的，由于循環(huán)流化床鍋爐的燃燒特點，必然有大量的循環(huán)灰在爐內(nèi)循環(huán)，加上福建無煙煤自身的特點（具有強烈的熱破碎性質(zhì)[5] ，較強的成灰特性，原煤細顆粒含量大[1] ），使得爐內(nèi)的灰循環(huán)濃度很高，爐內(nèi)正壓很大，爐內(nèi)煙氣返竄至給煤管，煙氣碰到溫度低的煤，水份析出來，更加劇了堵煤，嚴重時煙氣可以返竄至給煤機，造成給煤機的皮帶超溫，皮帶滾筒處粘煤嚴重，皮帶跑偏，給煤機內(nèi)的積存大量較潮濕的煤。給煤管處的正壓還造成運行人員無法及時地處理堵煤，也無法從給煤管的觀察孔處觀察下煤與爐內(nèi)燃燒的情況。

3.1  運行初期給煤系統(tǒng)出現(xiàn)的問題、分析及初步改進措施

    鍋爐前期燃用的燃料是煙煤，煙煤的熱值在20～22MJ/kg，揮發(fā)分11～15%，灰分30%左右，給煤系統(tǒng)投入時，開啟給煤機尾部密封風和播煤風，本臺鍋爐陸陸續(xù)續(xù)運行一段時間后，給煤系統(tǒng)在運行中逐漸暴露的問題有：

    其一、經(jīng)常在單臺給煤量不大僅4～5t/h 時，就在下煤管“S”段發(fā)生經(jīng)常性堵煤，堵煤程度不一，如前文所述，在“S”段處煤堆積，再堆積到上部直管段，運行人員對于此處的堵煤一般采取上捅下敲的辦法，由于是“S”結(jié)構(gòu)，疏通難度很大，疏通時間較長，而疏通后再運行一段后又可能再堵，且三根給煤管經(jīng)常輪流堵煤，“S”管段堵煤嚴重時堵到給煤機出口，不得不打開給煤機出口的后蓋板處理堵煤，處理時間較長，鍋爐床溫下降很快，不僅給運行人員增大了勞動強度，而且影響到鍋爐后繼運行的安全穩(wěn)定性；

    其二、給煤斜管底部積煤，隨下煤量不斷增加，積煤越來越多，造成管路不暢通，運行中每班都要處理好幾次，且需冒著爐內(nèi)煙氣反竄的危險通過捅或敲手段來處理堵煤，堵煤嚴重時不得不用壓縮空氣來吹掃，對給煤的影響較大，床溫無法提升，造成燃燒不穩(wěn)；

    其三、盡管在給煤機尾部設(shè)有密封風，但煙氣反竄十分嚴重，密封風無法壓住煙氣，對給煤皮帶安全不利，運行常有發(fā)生因皮帶超溫而聯(lián)動給煤機跳閘，超溫信號不消除則給煤機無法啟動，另外給煤機尾部的密封風開啟，使皮帶滾筒處粘煤較多，經(jīng)常造成皮帶跑偏，運行需處理多次，嚴重影響給煤。

    對于“S”管段處容易堵煤，稍有常識的人就可明顯認識到，在鍋爐投入試運行之前，已有很多人認識到并建議改為垂直管段，原來主要困難在于現(xiàn)場位置所限，要改為垂直管段就必須適當加長斜管的長度（參見圖1），而現(xiàn)場位置緊湊，加長斜管段后占用平臺一部分空間，對以后處理給煤斜管的堵煤增加難度，而平臺前方有風管和許多儀表導管導致平臺無法拓寬，并且由于是原設(shè)計，基于種種原因，在鍋爐投入試運行前并未做改動，在給煤系統(tǒng)投入運行后，實踐證明此處極易堵煤，必須作改造否則影響鍋爐運行。

    但改造必須有合適的較完整的方案，不能簡單地將“S”型管段改為垂直管就了事，除了考慮此處的堵煤外，還需考慮給煤斜管處的堵煤以及爐內(nèi)正壓對給煤的影響，通過查閱資料和走訪有關(guān)廠家結(jié)合我們自身的認識，我們對給煤系統(tǒng)進行了更為詳細的討論與分析：

    1、對于前墻給煤的類似電廠，我們感覺到東鍋產(chǎn)的鍋爐在給煤系統(tǒng)設(shè)計上有獨到之處，東鍋前墻給煤一般是采用方形碳鋼管，緊靠爐前，主要靠煤的重力作用給煤，并且設(shè)計了多路的密封風，在靠近給煤口處還有播煤風，對于爐型已確定的本臺鍋爐，由于爐內(nèi)開孔已定型，給煤機位置已靠近爐前，模仿改造是不可能的，但東鍋的密封風的設(shè)計對于本臺鍋爐是有借鑒意義的。

    2、對于給煤“S”型管段必須改為垂直管，實踐已證明了此處非改不可，這一點勿庸置疑，為配合將給煤“S”型管段改為垂直管，應適當加長斜管的長度。

    3、給煤斜管段與水平面夾角僅為45°，能否考慮增大其角度，將其傾斜角度加大到60°或更多，這樣煤粒的下落動能明顯增加對于下煤有利，但在爐內(nèi)給煤孔位置已確定且其內(nèi)澆注料已澆注成型的情況下，無法進行改動。

    4、能否考慮將直管段前移更靠近爐前，這樣直管段更長，煤下落的動能加大對給煤有利，但因為給煤機的給煤出口已靠近爐前，也無法進行改動。

    5、由于運行中給煤斜管底部積煤，隨下煤量不斷增加，積煤越來越多，造成管路不暢通，運行中每班都要處理好幾次，嚴重影響給煤，床溫無法提升，造成燃燒不穩(wěn)，因此必須考慮在斜管端部增設(shè)吹送風，以保證下煤順暢。

    6、設(shè)在給煤機尾部的密封風盡管有開啟，但運行中無法抑制爐內(nèi)煙氣的反竄，不僅易造成給煤皮帶超溫、給煤機內(nèi)的煤積存大量較潮濕的煤；堵煤信號裝置因煤粒擠壓而誤動作；并且此密封風的開啟還易使皮帶滾筒處粘煤較多，經(jīng)常造成皮帶跑偏需要處理；而爐內(nèi)煙氣的反竄造成運行人員無法及時地處理堵煤，更無法從給煤斜管處的觀察孔觀察下煤與爐內(nèi)燃燒的情況。因此必須考慮增設(shè)密封風，位置在給煤斜管靠近燃燒室處，以此來替代原有的給煤機密封風以利于安全。

    通過上述的分析討論并結(jié)合本臺鍋爐給煤系統(tǒng)運行的實踐，我們對給煤系統(tǒng)下煤管進行逐步改造，將給煤“S”型管改為直通管，適當加長給煤斜管的長度，在給煤斜管靠近燃燒室的適當位置與給煤斜管成25°的角度加一股φ73的風作為密封風通過噴嘴進入管內(nèi)，在給煤斜管端部加一股的φ57×3.5吹送風，其風源按就近原則均從φ159×4.5的播煤風母管（來自一次冷風，風壓8～9 kPa左右）取出，同時對給煤斜管端部的原觀察孔進行適當移位，在給煤斜管中部便于在運轉(zhuǎn)8米平臺人工處理堵煤的位置增設(shè)φ108×4的捅煤孔，改造簡圖參見圖2

 3.2  改造后的給煤系統(tǒng)出現(xiàn)的問題、分析及進一步改進措施

    給煤系統(tǒng)經(jīng)上述全部改造完成后，所燃用的燃料改為用福建永安等地的無煙煤，熱值一般在17.5～20MJ/kg，揮發(fā)分3～8%，灰分30～35%左右。給煤系統(tǒng)投入后，對于風系統(tǒng)除了開啟播煤風外，還開啟了改造后增加的給煤吹送風和給煤管密封風，關(guān)閉原設(shè)計在給煤機尾部的密封風，改造主要解決了原來在“S”型管段處老堵煤且堵煤不易疏通的問題，使得2006年11月3日6#爐點爐以后，運行相對穩(wěn)定，改造取得了一定的效果。隨著機組逐步正常，鍋爐帶的負荷也較試大，一般在130～150t/h，此時每臺給煤機的給煤量一般都在8～10 t/h之間，給煤量較前期6～8 t/h大，給煤系統(tǒng)經(jīng)改造投入運行出現(xiàn)的問題仍然有：

    其一、在給煤直管段與給煤斜管段的三通處堵煤，盡管在此處有一股吹送風，但對于煤流的吹送作用有限，堵煤可堵到觀察孔，為疏通堵煤不得不打開觀察孔蓋進行捅煤，而一旦有所疏通，則爐內(nèi)煙氣反竄嚴重，對繼續(xù)疏通堵煤難度很大，工作條件惡劣。

    其二、對于三通處的堵煤，如果未及時進行疏通，不斷積煤會一直堵煤到直管段，對于直管段的堵煤疏通采取上桶下敲的辦法，而一旦有所疏通，則同樣爐內(nèi)煙氣反竄嚴重，對后繼疏通堵煤難度不利，工作條件惡劣。

    其三、好不容易疏通三通口和直管段的堵煤后，又經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在給煤斜管的堵煤仍十分嚴重，給煤托板上局部積煤多，對于此處的堵煤只能采取從斜管處的觀察孔及增加的桶煤孔側(cè)進行疏通，由于斜管長度較長，捅煤工具作用區(qū)間受限制，并且爐內(nèi)煙氣的返竄嚴重影響疏通堵煤，疏通難度大。

    其四、2006年11月10日以來，由于連續(xù)下雨，新到廠的原煤較濕，而煤棚庫容量小，沒有庫存干煤可以調(diào)整使用，使得三臺給煤機經(jīng)常發(fā)生斷煤、下煤管堵煤等故障。由于頻繁的斷煤和堵煤，使鍋爐的運行極不穩(wěn)定，不僅限制了機組的發(fā)電量，而且嚴重影響了向外供汽。

    針對以上運行中給煤系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，我們采取了多種不同的調(diào)整措施，以觀察在不同的措施下給煤管的下煤情況，并對吹送風、給煤管密封風、給煤機尾部的密封風投入方式進行了不同組合的調(diào)整，以期找出給煤管中容易積煤而造成堵煤的原因，便于在進一步的改造中有針對性的采取措施。

    通過一段時間的不同調(diào)整措施，我們注意到：

    1、增設(shè)的給煤管密封風的開啟對給煤的密封作用很有限，根本無法抑制爐內(nèi)煙氣的反竄。

    2、經(jīng)觀察，在多次試驗停吹送風的情況下，給煤三通處更容易堵煤，在吹送風開啟的情況下，堵煤情況有所緩解。

    3、在同時開啟吹送風、給煤管密封風、給煤機尾部的密封風的情況下，給煤管的堵煤情況并未有減輕，相反的在處理堵煤時，開啟觀察孔蓋后進行疏通時，由孔蓋處往外冒的風更大，感覺往外冒的風是常溫，在關(guān)閉給煤機尾部的密封風的情況下，則由孔蓋處往外冒的風則明顯減小，從而說明是爐內(nèi)正壓把這股風“壓”出來了，又由于給煤機尾部的密封風的開啟又易造成使皮帶滾筒處粘煤較多，經(jīng)常造成皮帶跑偏需要處理，有鑒于此，在此后運行中我們一直關(guān)閉了給煤機尾部的密封風。

    4、由于運行中的爐內(nèi)煙氣的反竄，運行中根本無法觀察堵煤情況并進行較為徹底的處理。利用有停爐的機會，我們對給煤系統(tǒng)進行了全面檢查，發(fā)現(xiàn)在直管段與斜管段的三通口處附近掛煤較多，且兩管段的三通連接處由于管壁粗糙也掛了不少煤，從而導致經(jīng)常性的堵煤，說明增設(shè)的吹送風動力不足以吹走此處的煤流；另外，發(fā)現(xiàn)運行容易堵煤的另一個部位是給煤斜管中部，此處的給煤管內(nèi)托板有變形而堵煤，且斜管內(nèi)壁由于粗糙而極易掛煤。

    致此，我們對給煤系統(tǒng)的堵煤情況有了進一步的感性認識，必須解決給煤管內(nèi)壁不光滑易粘煤的問題，條件成熟時應考慮將下煤管的材質(zhì)由普通碳鋼改為不銹鋼，必須重點考慮因爐內(nèi)正壓造成的煙氣反竄對給煤的影響，保證吹送風的壓力足夠，下面結(jié)合本爐的給煤系統(tǒng)進行分析，要使煤能夠順暢地通過給煤管進入燃燒室，應有以下平衡條件[6] ：

    Gsinθ＋Ps－f≥P1

    式中，G—煤的重度；θ—落煤管與水平面的夾角；Ps—吹送風出口處壓力；f—系統(tǒng)流動力阻力；P1—爐內(nèi)給煤口處壓力；

從式中可以看出，由于P1較大，又存在流動阻力f，且Gsinθ相對變化不大，因此吹送風出口處壓力Ps要足夠大才能滿足下煤的順暢要求，而爐內(nèi)給煤口處的壓力可用下式求得[7] ：

    P1 =PRmax(HRm－h(huán)1)/ HRm

    式中，PRmax—爐膛最大壓力；HRm—布風板至旋風分離器出口煙道中心線的高度，本爐為26.1m；h1—布風板至給煤口處的高度，本爐為1.875m。而爐膛最大壓力可用PRmax下式求得[7] ：

    PRmax=9.80665rdh0

    式中，rd—床料堆積密度,取770kg/m3；h0—裝料高度，h0=hm/nb[7] ，其中hm—密相區(qū)高度，按本爐結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)為5.3m，nb—床的膨脹度，按規(guī)定取10。

    通過以上計算，就可求得本爐給煤口處的壓力P1=3.7kPa，從理論計算來看實際運行中吹送風的壓力為8～9kPa左右，遠大于給煤口處的壓力，為什么無法順暢下煤呢？理論計算與實際確實相差較遠，但是我們還是認為如果還能提高吹送風的壓力，也許效果會不一樣，可能對下煤是更為有利的。于是，我們決定取消原先接自播煤風母管（來自一次冷風，風壓8～9kPa）的三根φ57×3.5的吹送風，而改從返料風機出口接一路φ259×4.5的管(正常運行時風壓在15～16kPa，最大可達20 kPa)到爐前作為吹送風母管，再從吹送風母管各接一路φ108×4支管到給煤三根斜管處，吹送風進斜管內(nèi)還專門設(shè)計專用的噴嘴，以提高吹送風的速度，期望能明顯改善下煤情況并在管內(nèi)形成負壓；另外在播煤風母管與吹送風母管設(shè)置聯(lián)絡(luò)風門；為配合改造將給煤觀察孔由原來的φ108×4改為φ57×3.5；對于接自播煤風管的給煤管密封風，因風源來自一次冷風，運行時作用不大，決定改接自爐前DN80的壓縮空氣管（到爐前壓力可達0.25MPa），以備運行時處理堵煤和設(shè)備事故的需要。此項改造于2006年11月18日至21日利用停爐整修的機會進行，此次對給煤系統(tǒng)的改造，暫時不考慮更換給煤管材質(zhì)，主要是想通過進一步的觀察以便在下次改造中繼續(xù)完善，此次改造可再參見圖2，只是圖中風管尺寸有所改動，吹送風和給煤管密封風的風源不同而已。

3.3  再次改造后的給煤系統(tǒng)的效果、出現(xiàn)的問題及分析、局部系統(tǒng)的試驗

    給煤系統(tǒng)經(jīng)此次改造投入運行后（風系統(tǒng)是只投入給煤吹送風，給煤密封風因接壓縮空氣主要用于事故處理而未投入），給煤系統(tǒng)下煤管的堵煤現(xiàn)象明顯減少，由原來的幾乎班班堵煤多次減少到一星期或十幾天堵二至三次，并且較易疏通，疏通時間短，但當原煤較濕時，每班仍有兩到三次堵煤，堵煤次數(shù)較前也減少，但疏通仍較困難，總的來說給煤系統(tǒng)經(jīng)此次改造效果明顯，給煤系統(tǒng)運行的可靠性顯著提高，極大提高了鍋爐運行的安全穩(wěn)定性。

    給煤系統(tǒng)經(jīng)再次改造后，我們?nèi)蚤L期密切關(guān)注給煤管的下煤情況，在這個過程中，主要重點是關(guān)注鍋爐運行中的不同工況下爐內(nèi)壓力對給煤系統(tǒng)的影響，還有風系統(tǒng)及給煤量對于下煤的影響，期間還作了些局部改造的試驗，以便于進一步完善改造措施，我們對給煤系統(tǒng)的調(diào)試是邊試驗邊進行總結(jié)分析的：

    1、在鍋爐正常運行給煤較正常的情況下，打開觀察孔蓋進行觀察，發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)正壓仍很大，風從觀察孔向外冒，給煤管無法形成負壓，更無從觀察爐內(nèi)火焰情況，原因是打開孔蓋破壞了原先的密封平衡，爐內(nèi)正壓將風“壓”到煤管外，為了便于對比，我們用風壓較低的一次冷風作為吹送風源做試驗，試驗時關(guān)閉接自返料風的總閥，打開播煤風母管與吹送風母管之間的聯(lián)絡(luò)風門，此時打開觀察孔蓋，此時向外冒的風顯著增大，而吹送風倒回用返料風機出口的高壓風時，此時向外冒的風明顯減小；另外在全停吹送風時，則煙氣反竄十分嚴重，打開觀察孔時明顯有一股熱氣流向外噴，涂在給煤管外的油漆因高溫燒烤而變形脫落。通過上述的多次試驗，我們認識到在風的管路一定的條件下，提高吹送風的壓力明顯對下煤有利，吹送風的壓力提高到一定程度甚至有可能在下煤管中形成負壓，還能通過觀察孔到觀察爐內(nèi)火焰情況。

    2、利用點爐的機會，我們認真觀察了點爐過程中的下煤情況，點爐時由于返料風機尚未投用，無法用壓頭高的返料風作為吹送風，只能用一次冷風作為吹送風源，在打開給煤管的觀察孔蓋后，發(fā)現(xiàn)觀察孔的風是往里吸，給煤管內(nèi)有負壓，通過觀察孔不僅可以看到給煤斜管的下煤情況，還可看到爐內(nèi)火焰的情況，這對現(xiàn)場觀察爐內(nèi)著火情況非常有利。在返料風機投入正常后，吹送風源改為用壓頭高的返料風，此時我們打開觀察孔蓋繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)在有一段時間內(nèi)，給煤管仍能形成負壓，而到了一定時間則在觀察孔處開始有微正壓，到鍋爐正常負荷時，則正壓就較大，風從觀察孔向外冒，給煤管處的壓力與什么因素有關(guān)呢？經(jīng)過多次的現(xiàn)場觀察與爐內(nèi)工況的分析，發(fā)現(xiàn)主要原因在于爐膛壓差（表征爐內(nèi)灰循環(huán)濃度的高低的參數(shù)）的不同對于給煤管的壓力影響有決定性作用，觀察發(fā)現(xiàn)，在爐膛壓差≤1.0kPa時，給煤管處都能形成負壓，在爐膛壓差＞1.0kPa而＜1.1kPa時，給煤管為微正壓，而爐膛壓差＞1.1 kPa，給煤管處的正壓隨爐膛壓差的增大而明顯增大。由于本爐正常運行中爐膛壓差一般在1.1kPa～1.8kPa之間，爐膛壓差平均值在1.5kPa，爐內(nèi)正壓仍很大，此時就無法在下煤管處形成負壓。

    3、爐膛壓差與煤的性質(zhì)有關(guān)，煤中含灰量大，煤中細顆粒多，特別是福建無煙煤較強的成灰特性[1] ，使得爐膛壓差大，鍋爐運行中的爐膛壓差比較大，對于爐膛上部水冷壁的吸熱是比較重要的，使得沿爐膛高度的上下床溫較為均勻，對于鍋爐帶負荷有利，但不可避免地使得水冷壁磨損加劇，而且使得爐內(nèi)正壓較大，爐內(nèi)壓力脈動大，對于給煤有不利的因素。在煤質(zhì)一定的條件下，對于本臺鍋爐來說，爐膛壓差大是無法避免的。

    4、壓縮空氣通過噴嘴能否產(chǎn)生射流作用，使得給煤管形成負壓？按照氣體動力學理論，只要噴嘴合適是能夠形成射流作用并在管內(nèi)形成負壓的，實踐也完全能夠證明這一點的，我們在處理給煤設(shè)備故障或較嚴重時堵煤事故時，開啟用壓縮空氣為風源的密封風，就能在管內(nèi)形成很大的負壓，這樣處理就有安全保證，否則無法處理，但用壓縮空氣作為密封風源其缺點明顯：首先是用氣量大，無法保證生產(chǎn)要求，目前現(xiàn)狀空壓機已無更多能力提供大量的氣，并且壓縮空氣成本明顯較高（電機功率250kW），耗用不起，因此只有在緊急處理時才能用，且氣量只能滿足用于單根給煤管內(nèi)形成負壓，其次是壓縮空氣的質(zhì)量不穩(wěn)定，如壓縮空氣帶水，不但不能在給煤管形成負壓，還造成管內(nèi)的積煤潮濕加劇堵煤。

    5、隨鍋爐運行的逐步正常，給煤量一般比較大，單臺給煤量一般在8～10 t/h左右，原有的給煤管徑是否偏小而影響下煤,給煤管徑適當加大對于下煤可能更為順暢，為此，我們用其中的一根給煤管（爐前靠左側(cè)）進行試驗，利用停爐機會將原給煤斜管從接頭處拆除，將給煤斜管管徑由φ325×10改為φ426×9裝上，經(jīng)一段時間與另外兩根給煤斜管下煤情況作對比，實踐證明，加大給煤管徑反而加劇了堵煤，煙氣反竄更為嚴重，經(jīng)常煙氣反竄造成其對應的給煤機超溫，給煤機內(nèi)積存更多潮濕的煤，實踐證明，加大給煤管徑對下煤不利。

3.4  進一步改造的完善措施及效果、給煤系統(tǒng)試驗與建議

    利用機組整修的機會，我們對給煤系統(tǒng)在改造的基礎(chǔ)上進行了進一步的完善：

    1、天方地圓、下煤管及下煤管內(nèi)的托板材質(zhì)均由普通碳鋼改為不銹鋼材質(zhì)（1Cr18Ni9Ti），以解決下煤管內(nèi)壁易粘煤而造成堵煤的問題，同時也可有效減輕天方地圓處的磨損問題。

    2、三根給煤管的管徑全部采用原設(shè)計的φ325×10的管。

    3、在三根下煤直管段處各增加了一道堵煤信號裝置，提前預報堵煤。

    4、在給煤斜管與直管三通口處增加一段8mm的給煤托板襯板，置于給煤托板上，材質(zhì)也為不銹鋼，以減輕因煤流下落對此處的沖擊磨損。

    5、由DN80的壓縮空氣母管接出一路到吹送風母管，其間設(shè)置聯(lián)絡(luò)門，以備運行中更好地處理堵煤事故。

    效果評估：通過以上的進一步完善措施，經(jīng)運行后收到了明顯成效，其一有效減輕了天方地圓的磨損，并解決了下煤管內(nèi)壁易粘煤而造成堵煤的問題。其二由于在直管段處增加了一道堵煤信號，提前預報堵煤，使得運行人員能夠提前處理此處的堵煤，增強了運行的靈活性和給煤的可靠性，但由于正壓，有時會誤報停止給煤機，經(jīng)復歸后即可重新啟動給煤機給煤，為此我們又接了一路壓縮空氣至堵煤探頭盒，調(diào)整好壓縮空氣量與正壓平衡，也收到了效果，堵煤信號靈活好用。

    由本文中3.3條中所述的試驗及分析，在噴嘴及管路不變的條件下，鍋爐運行中爐膛壓差較大的情況下，吹送風壓力提高到多少可在給煤管內(nèi)形成負壓？為此，我們于2006年12月28日～2007年1月5日利用壓縮空氣進行了多次試驗,試驗時用爐前右側(cè)的一根給煤管作測試，關(guān)閉運行時的吹送風總門，關(guān)閉去另兩根給煤管的吹送風門，打開壓縮空氣母管與吹送風母管之間的聯(lián)絡(luò)門進行試驗，在運行中爐膛壓差1.5～1.8kPa的條件下，經(jīng)多次試驗（包括有意對此管給煤量的調(diào)整），通過記錄設(shè)在吹送風母管的壓力表顯示的數(shù)值，我們發(fā)現(xiàn)只要吹送風壓力在53～55kPa內(nèi)，就能在下煤管內(nèi)形成很好的負壓；通過計算，要使三根下煤管均能形成負壓，除了保證風壓外，風量應保證不低于4.8km3/h，為此我們建議增設(shè)一臺羅茨風機來保證，通過選型可選參數(shù)：升壓58kPa，風量80m3/min，電機功率132kW。

    增加一臺用于增壓用的羅茨風機現(xiàn)已列入熱電廠的技改項目，預計實施后給煤系統(tǒng)的堵煤將大大減少，由于有效地抑制了爐內(nèi)煙氣的反竄，將極大地增強給煤系統(tǒng)及鍋爐運行的安全可靠性。

羅茨風機投用建議：為有效降低廠用電，羅茨風機可考慮在每年雨季或來煤表面水份大較潮濕時投入；投用時可關(guān)閉原有的播煤風，通過羅茨風機升壓的吹送風作為氣力播煤風，可代替原有播煤風和密封風，這樣進入爐內(nèi)的冷風量減小有利于燃燒

4  結(jié)語

    對于給煤系統(tǒng)的改造，一定要結(jié)合鍋爐現(xiàn)場實際情況，本著安全經(jīng)濟的原則來進行，按照“實踐、認識、再實踐、再認識”的觀點，就能找到切實可行的措施，結(jié)合本爐的實際改造經(jīng)驗，我們有幾點體會：

    1、在下煤管中，煤流主要是靠自身的重力作用給煤，當其自身的重力作用足以克服爐內(nèi)煙氣正壓及流動阻力時，下煤就比較順暢，為此設(shè)計時應保證足夠的直管段長度，要保證斜管段與水平面的夾角不低于60°，以使煤流下落的動能盡可能的大。

    2、正壓密封給煤適用于煤比較干燥、給煤設(shè)備基本無故障的場合，在正壓密封給煤系統(tǒng)中，一定壓力的密封風與爐煙在給煤管中處于相對平衡狀態(tài)，而一旦平衡被打破，如某處密封不嚴、因處理堵煤或給煤設(shè)備故障需打開有關(guān)孔蓋時，風煙就可能從此處向外冒出。

    3、給煤口處的壓力受爐膛壓差影響大，爐膛壓差越大，則給煤口處的壓力越大，且爐膛壓差與給煤口處的壓力不是成線性的正比關(guān)系，當爐膛壓差大于某一值時，給煤口處的壓力成倍增加，而福建無煙煤由于自身的特點，使得爐膛壓差較大，除了影響到爐內(nèi)傳熱外，使得給煤口的正壓相對更大，因而給煤系統(tǒng)的煙氣反竄較同類型的爐子大。

    4、應考慮采用氣力播煤，以保證下煤的順暢，并用氣力播煤風替代密封風形成密封。氣力播煤風的選擇應遵循“高壓頭，小風量”的原則，氣力播煤風的壓力應根據(jù)實際運行中給煤口處的壓力而選定，盡可能在給煤系統(tǒng)中形成負壓，如有必要應考慮采用增壓風機對氣力播煤風進行增壓。

    5、應考慮給煤管的材質(zhì)，推薦使用不銹鋼材質(zhì)，以克服管內(nèi)壁粘煤對給煤的不利影響。

參考文獻

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6.    李軍. 杭熱循環(huán)流化床應用之現(xiàn)狀及相關(guān)問題的討論. 循環(huán)流化床(CFB)機組技術(shù)交流論文集(1～4)合集,全國電力行業(yè)CFB機組技術(shù)交流服務協(xié)作網(wǎng).2004:472～480

7.    朱國楨,徐洋.循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計與計算.清華大學出版社

文章作者：戴新賢 青山紙業(yè)股份有限公司  福建沙縣青州  365506