CN102745431A

CN102745431A - 防止原煤仓堵煤的方法及装置

Info

Publication number: CN102745431A
Application number: CN2012102143104A
Authority: CN
Inventors: 方阳
Original assignee: GUIZHOU JINYUAN POWER GENERATION RUNNING CO Ltd PANNAN BRANCH
Current assignee: GUIZHOU JINYUAN POWER GENERATION RUNNING CO Ltd PANNAN BRANCH
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明公开了一种防止原煤仓堵煤的方法及装置，在给煤机运行过程中，将水源引入原煤仓的内，并在原煤仓的内壁上形成水膜，以防止了煤粉在原煤仓的内壁上结块凝固的情况发生。本发明在原煤仓的仓壁上设置喷嘴，通过喷嘴使原煤仓的仓壁内侧形成水膜。煤粉块吸附水后，含水量增加，与管壁周围的摩擦系数减小，摩擦阻力减少，周界层煤粉块的摩擦力也相应减少；并且，在周界层煤粉块有水源补充时，排出了煤粉间隙中大量的空气，煤粉间隙中的空气被排除后，煤粉再受到挤压时就难以形成局部真空，煤粉块的壁面压力就能大幅度降低，煤粉块粘壁的现象自然减小；本发明能有效的防止煤粉在原煤仓的内壁上结块凝固的情况发生。

Description

防止原煤仓堵煤的方法及装置

技术领域

本发明涉及煤电生产领域，尤其是一种防止原煤仓堵煤的方法及装置。

背景技术

目前，火力发电需要通过给煤机进行送煤。原煤仓和给煤机是重要的组成构件，它的结构是上部为圆柱体，下部为圆锥，如图3所示；在工作过程中，煤粉块靠重力下落，造成煤粉块在落煤管内流动，煤粉块下落过程中，我们将原煤仓内流动着的煤粉块看作两个部分，中间层和周界层。我们将圆柱体和圆锥体转折点标记为a点，圆锥体和给煤机落煤处转折点标记为b点。煤粉块运动过程中速度方向受结构影响而改变的地方在a、b两点位置。原煤仓内煤粉块下落过程中势能降低，转化为动能，在圆柱体内，煤粉块只有垂直向下的动量，经过a点位置状态发生改变，沿着壁面运行，产生V1方向的动量，越向下运动，势能转换越大，动能越大，在b点的速度V2越大，煤粉块经过b点时，状态再次发生改变，水平方向的动量被消耗，V2分解水平方向的速度矢量为V2x，垂直方向的速度矢量为V2y，经过给煤机落煤管下降管时，很大部分动能转化为煤粉块的内能及热能。煤粉块在b点位置的水平方向动量mV_2x最大，消耗的水平方向的动量越大，需要的反冲量越大（ft=mv），故在b点位置煤粉块受到的挤压力最大。煤粉块受到挤压以后，由于煤质含水量较小（2010年盘南电厂全年平均煤质全水份含量为8.0%，2011年平均煤质全水份含量为8.7%）,煤粉块间隙较大，间隙中含有大量的空气，当受到严重挤压时，空气大量排出，形成局部真空，受到压力差的影响，煤粉块受到的挤压力（垂直壁面）极大。造成煤粉块的摩擦阻力f=nf_n增大，当切应力小于摩擦阻力时，煤层就停止流动，紧紧的粘在原煤仓壁面上，形成煤粉块粘壁现象。粘壁煤粉块水份逐渐流失，结块凝固，加剧了粘壁效果，粘壁层逐渐增厚，导致给煤机落煤管通流面积逐渐减小，流通阻力急剧增加，直至落煤管堵塞，从而造成给煤机断煤。火电厂原煤仓堵煤是一个世界性难题，受多方面的影响，大多数火电厂的煤源紧缺，造成了煤源都达不到理想的干燥度。常态思维都是想办法提高煤源的干燥度。针对给煤机断煤问题，国内也研发了很多设备，如更换原煤仓、更换不锈钢衬板、采用仪用气干燥法、增加空气锤、增加振打器、增加疏松机等一系列方法，都达不到理想效果，有些研发项目针对目前的煤源形势，甚至还起到了反作用效果。

发明内容

本发明的目的是：提供一种防止原煤仓堵煤的方法及装置，它能有效避免原煤仓的内壁上煤粉结块凝固的情况发生，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：防止原煤仓堵煤的方法，在给煤机运行过程中，将水源引入原煤仓内，并在原煤仓的内壁上形成水膜，以防止了煤粉在原煤仓的内壁上结块凝固的情况发生。

每个原煤仓的内水膜的用水量为0.05t/h。

水膜式原煤仓，包括原煤仓，在原煤仓上部的内壁上设有均匀分布的喷嘴，喷嘴的喷水方向与原煤仓仓壁的方向一致，所有的喷嘴均连接到进水管上。

在进水管上设有排污口。在长时间使用后，可通过排污口清理进水管。

要想达到煤粉块不粘壁，就要尽量排出周界煤层间隙中的所有空气。但是，如果整个原煤仓煤粉块湿透以后，又带来以下困难：1、增加了给煤机运行负担；2、受磨煤机出口温度的限制，减少了磨煤机的出力；3、增加了水源浪费；4、锅炉送进大量的水源后，水需要的气化潜热越大，对煤耗有一定的影响。

为了实现把周界煤层湿透，而又不影响中间层的煤粉块的湿度的目标，光靠水管无法做到。因此，本发明通过设置喷嘴，使喷嘴的喷水方向与原煤仓仓壁的方向一致，使水源在原煤仓的内壁上形成水膜；由于煤粉块在原煤仓一直处于下落过程，配合此喷嘴设计，实现了水膜不湿透中间煤层的目的，极大的减少了水膜的消耗量。

有了喷嘴的设计，只湿透周界层煤粉的想法可以实现，现在需要确定水膜水量问题。经实际现场反复试验，只要有1cm的煤层湿透，我们便达到了煤粉块不粘壁的目的，水膜水量计算方法如下：

由于给煤机在一定负荷下，给煤量K不变，导致所有原煤仓各个部位的煤粉流量一定，由此可以得出每台原煤仓水膜截面处的煤粉流量为K。

水膜管安装处原煤仓截面积S=πR2；

除需要湿透煤层外的中心层面积为S’=πr2；

湿透煤层与截面煤层的比例u=（S-S’)/S=（πR2-πr2）/πR2=（R2-r2）/R2；

给煤机的给煤量为K，则：

每台原煤仓内需要湿透煤层的流量Q’=u*K=（R2-r2）*K/R2=（4.5²-4.49²）*K/4.5²=0.00444*K。

为保证机组经济性，都保证磨煤机最大出力运行，一般给煤机、磨煤机在最大出力下运行流量为40t/h，高负荷运行时，需要6台磨煤机运行，可以得出每台锅炉需要湿透的煤粉层流量为0.00444*40 *6=1.07t/h。（本发明中，由于具体使用的煤质原因而选用本参数，根据煤质可进行相应调整）

1.07吨煤需要多少水量来湿透呢，这里介绍一下煤的密度定义。煤的密度是指单位体积煤的质量，煤的密度有三种表示方法：煤的真密度、煤的视密度和煤的散密度。

煤的真密度是单个煤粒的质量与体积(不包括煤的孔隙的体积)之比；煤的视密度(又称煤的假密度)是单个煤粒的质量与外观体积(包括煤的孔隙)之比；煤的散密度(又称煤的堆密度)是装满容器的煤粒的质量与容器容积之比。

申请人对本厂煤质的视密度进行了测量统计，2010年至2011年本厂进煤量中，统计结果为平均视密度为0.78 g/cm³，要完全湿透煤源，就必须要煤质湿透后的视密度达到1 g/cm³，水的目的是为了填满煤质中的所有空气间隙，故湿透情况下，煤的视体积不变，密度接近于1，我们做如下计算（煤的质量—m煤；煤的密度—ρ煤；湿透后煤的视密度—ρ视；需要加入水的质量m水）：

ρ煤=m煤/V煤=0.78；

得出：V煤= m煤/0.78；

加入水量，使得煤的视密度变为1以后：ρ视=1=（m煤+ m水）/ V煤；

V煤= m煤/0.78代入上公式得：1=（m煤+ m水）*0.78/ m煤；

得：m水/ m煤=11/39

由此可以计算出：一台锅炉需要湿透的煤量为1.07t/h，需要的水量为11*1.07/39=0.3t/h。

而根据本厂具体生产中，一台锅炉为6个原煤仓提供用水，因此每个原煤仓的用水量为0.05 t/h。

根据计算的水膜流量我们选择了相应的不朽钢管和针型阀（1Cr18Ni9Ti），合理的控制并调试了水膜流量，增强了煤粉流动性，极大的降低了给煤机断煤次数，提高了机组运行的安全性和经济性。

由于采用了上述的技术方案，与现有技术相比，本发明在原煤仓的仓壁上设置喷嘴，通过喷嘴使原煤仓的仓壁内侧形成水膜。煤粉块吸附水后，含水量增加，与管壁周围的摩擦系数减小，摩擦阻力减少，周界层煤粉块的摩擦力也相应减少；并且，在周界层煤粉块有水源补充时，排出了煤粉间隙中大量的空气，煤粉间隙中的空气被排除后，煤粉再受到挤压时就难以形成局部真空，煤粉块的壁面压力就能大幅度降低，煤粉块粘壁的现象自然减小；此外，增加了煤粉块的水源补充，煤粉块水源不能流失；因此本发明能有效的防止煤粉在原煤仓的内壁上结块凝固的情况发生。本发明方法简单，所采用的装置结构简单，容易实施，适用范围广，使用效果好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的喷嘴的结构示意图；

图3为现有技术的结构示意图。

具体实施方式

本发明的实施例：防止原煤仓堵煤的方法，在给煤机运行过程中，将水源引入原煤仓内，并在原煤仓的内壁上形成水膜，每个原煤仓的内水膜的用水量为0.05t/h；以防止了煤粉在原煤仓的内壁上结块凝固的情况发生。

水膜式原煤仓的结构如图1所示，包括原煤仓1，在原煤仓1上部的内壁上设有均匀分布的喷嘴2，喷嘴2的喷水方向与原煤仓1仓壁的方向一致，所有的喷嘴2均连接到进水管3上，在进水管3上设有排污口4。

Claims

1.一种防止原煤仓堵煤的方法，其特征在于：在给煤机运行过程中，将水源引入原煤仓内，并在原煤仓的内壁上形成水膜，以防止了煤粉在原煤仓的内壁上结块凝固的情况发生。

2.根据权利要求1所述的防止原煤仓堵煤的方法，其特征在于：每个原煤仓的内水膜的用水量为0.05t/h。

3.一种水膜式原煤仓，包括原煤仓（1），其特征在于：在原煤仓（1）上部的内壁上设有均匀分布的喷嘴（2），喷嘴（2）的喷水方向与原煤仓（1）仓壁的方向一致，所有的喷嘴（2）均连接到进水管（3）上。

4.根据权利要求3所述的水膜式原煤仓，其特征在于：在进水管（3）上设有排污口（4）。