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【技術要點】敞開式氣螺旋給煤機

2015-06-24  來自: 新鄉市北方通用機械有限公司 瀏覽次數:465

摘要 敞開式氣螺旋給煤技術利用空氣動力形成的氣螺旋將煤輸送進爐膛,可取代目前通用的機械給煤技術,設備結構簡單、投資少。氣螺旋給煤技術能在落煤口處形成負壓,將煤粉吸入 爐膛,消除了機械給煤技術無法解決的生產現場揚塵問題。
    關鍵詞 流化床 鍋爐 敞開式 氣螺旋 給煤
    中圖分類號 TK229.6+6 文獻標識碼 B

    一、流化床鍋爐給煤技術及存在問題
    流化床鍋爐在設計上爐膛內一般為正壓,零壓點一般在爐膛出口。為了延長煤粉及揮發份在爐膛內的停留時間,提高燃燒效率,鍋爐給煤設備在爐膛上的給煤點一般在爐膛下部的密相區,因此要求給煤設備要有較好的密封性能,否則就會在密封不嚴處噴出煤粉、煙氣甚至火焰,造成現場污染。目前,流化床鍋爐的給煤機主要有螺旋給煤機、刮板給煤機和密封皮帶給煤機。這些設備主要是靠工作時物料形成的料封或設備外殼的密封來阻止爐內正壓煙氣和煤粉的噴出,即便新安裝設備的密封性能較好,經過一段時間的使用,因磨損、維修拆裝等原因,密封性能會有所降低,噴煤粉現象或多或少都會存在。同時,由于煤的輸送方向和煙氣噴出方向相反,很容易造成設備堵煤。另外,這些設備的外殼密閉,檢查和維修不便,設備故障率高。
    二、敞開式氣螺旋給煤技術
    敞開式氣螺旋給煤技術是在煤倉下部的敞開式給煤皮帶和爐膛之間引一根敞口的輸煤管,在輸煤管的入口處有一套特殊的配風裝置。如圖1所示。該配風裝置主要由配風管、風箱、導流套管和壓頂風組成。氣源通過配風管引到風箱,風箱結構為中空的圓柱體,風箱中間的圓錐體是一個落煤斗。進入風箱的輸煤風分兩路按逆時針方向(圖2)進入。風箱下部是導流套管,導流套管本身也是一段輸煤管,導流套管外管和輸煤風箱外壁相連,落煤斗和導流套管內管相連,內外管形成的夾套為輸煤風通道。輸煤風夾套內有逆時針方向布置的導流翅片,導流翅片與垂直方向成一夾角。另外從配風管上引出一支細管插入落煤管中心一定深度,作為壓頂風。壓頂風只有在爐內壓力較高時才配合使用。

    流體在運動時受地球自轉的影響將產生旋轉,北半球是左旋,即逆時針。煤從皮帶上落入輸煤管后形成氣固兩相流,不但輸煤管內的氣固兩相流下落時會自然逆時針旋轉,導流套管內的輸煤風同樣也會逆時針旋轉,在套管內按逆時針方向布置的翅片會加速輸煤風的旋轉。下旋氣流在管內分布均勻,向下運動的作用力強,不但能抵制爐內的正壓,還能在落煤管入口處形成吸入的旋渦,將稱重皮帶機頭揚起的煤粉吸入,現場將不會再有煤粉飛揚,大大改善生產環境。輸煤風形成風套,在旋渦的作用下,濃度大的煤流在輸煤管中心,對輸煤管磨損小,延長輸煤管的使用壽命,同時避免了煤粉在輸煤管管壁上粘結造成堵煤。
    三、改造實例
    某公司有一以臺130t/h循環流化床鍋爐,爐前給煤系統有兩級給煤機(圖3)。首先,煤倉內的煤靠重力自然下落到 級給煤設備——稱重皮帶上,經稱重皮帶傳送后,沿一個方形垂直落煤筒自然下落進第二級給煤設備——刮板給煤機內,再經刮板給煤機向前輸送之后,沿圓形輸煤管進入爐膛。輸煤管上半段為垂直段,下半段為有傾角的斜管。垂直段與傾斜段的過渡處設有送煤風,斜管進入爐膛部位有播煤風。改造前給煤系統存在的問題如下。

    (1)原輸煤風和播煤風的風源引自鍋爐的二次風,風壓較低,只有4kPa。輸煤管進入爐膛的部位,是爐內正壓密相區,輸煤風的動力和播煤風的微弱射流作用不足以克服爐內的正壓,爐內燃燒產生的熱煙氣沿輸煤管向上形成上升氣流經過刮板給煤機、落煤管, 后在稱重給煤機落煤口處噴出。同時由于刮板給煤機各個面是靠法蘭密封,氣流也從機殼密封不嚴處噴出。各處噴出的氣流夾帶大量細煤粉,現場環境惡劣。噴出的煤粉不但污染環境,還在風室和風道上堆積,常自燃著火。
    (2)逆流而上的熱煙氣溫度高,會使煤中的水分蒸發,在冬季,上升氣流中的水蒸汽在刮板機機殼內壁及落煤管四壁凝結成水,造成煤粉在這些部位粘結,經常造成堵煤。
    (3)刮板機故障率高,維護費用高,常出現鏈條卡死、堵煤跳車、軸承損壞、斷鏈、斷銷等事故,三臺刮板給煤機平均每年的維護及備件費用約20萬元。經常會因設備機械故障和堵煤及給煤機電機和電氣問題造成鍋爐負荷波動或停爐。
    如圖1所示,改造取消刮板給煤機,并拆除刮板給煤機工作平臺,將稱重皮帶延長,和向上延伸的輸煤管相接,輸煤風改用氣螺旋配風,風源采用壓力較高的鍋爐一次風。
    四、改造效果
    (1)改造后輸煤管延長,垂直管段長度達5m左右,煤在管內自然下落時速度大大提高高速下落的煤不但對上升氣流產生沖擊,同時由于煤連續下落時形成向下運動的活塞效應,對空氣產生向下的拉動效果,削弱上升氣流的力量。
    (2)采用氣螺旋輸煤技術,不但在落煤口處沒有煤粉噴出,還在落煤口處形成了負壓,產生了逆時針的吸入的旋渦,將稱重皮帶機頭揚起的煤粉吸入,現場沒有煤粉飛揚,大大改善生產環境。
    (3)輸煤風形成風套,在旋渦的作用下,濃度大的煤流在落煤管中心,對落煤管磨損小,延長落煤管的使用壽命,同時避免落煤管粘煤、堵煤。
    (4)取消刮板給煤機,消除了刮板給煤機的堵煤,及其機電故障對生產造成的影響,且每年節約設備備件及維護費、電費約合40萬元。
    敞開式氣螺旋給煤技術是一種結構簡單、投資少、運行費用低、維護簡單的給煤技術,不但可用于新建流化床鍋爐的爐前給煤系統,也可用于老裝置的改造,同時可應用在水泥、冶金等涉及到固體顆粒物料、粉料輸送的行業,是一種應用前景較為廣闊的固體物料輸送技術。

 


關鍵詞: 敞開式氣螺旋給煤機           

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