作者：刘文琨 

单位 ：天津大港发电厂； 地址：天津大港发电厂集控运行 ； 邮编：300272

摘要：本文介绍了天津大港发电厂二期两台燃煤机组长期以来存在的原煤斗堵煤问题，说明了堵煤对电力生产的 危害，对堵煤原因进行了分析，介绍了生产中真对堵煤所做的大量工作，进行的一系列解决堵煤问题的措施和设备改造，包括给原煤斗加装空气炮、犁煤器、装增滑衬板等，及取得的显著效果，并对进一步彻底解决堵煤问题提出了建议方案。

关键词：原煤斗、犁煤器、空气炮、蓬煤。 

引言：天津大港发电厂二期两台燃煤机组长期以来存在着原煤斗堵煤的问题，尤其由燃烧原设计煤种晋中贫煤改成燃烧大同 烟煤以后堵煤现象更加严重，不仅影响了 机组的负荷出力，而且影响了机组燃烧的 稳定性，对机组的安全性和经济性都造成 了很大影响。现对堵煤的状况加以说明，

对堵煤的原因进行探讨，并对所采取的处理方法给与说明，以从中找到处理堵煤问题的最有效方法，有利于今后机组安全经 济地运行。

正文

 1 锅炉制粉系统简介

图一、 制粉系统示意图

如图，天津大港发电厂#3、4 锅炉均 为意大利 TOSI 厂制造的亚临界、强迫循 环、辐射中间再热、平衡通风、四角切园燃烧、燃煤汽包锅炉，锅炉采用固态排渣、 露天布置，最大连续负荷为 1100t/h。制粉系统为双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统。原煤斗的圆柱部分内径为 8 米，高

度为 5.3 米，减掉 1 米的空煤位，因此原煤斗圆柱部分实际存煤体积为 216M3， 原煤斗的圆锥部分内径为 8 米，高度为8.27 米，原煤斗圆锥部分的体积为138.5M3，原煤斗的总体积为 354.5 M3，因此原煤斗总的存煤量为 283.6T。设计煤种为大同烟煤，其成分分析为：

（1 ）工 业分析（ 收到基 ）： 设计煤种 校核煤种

全 水 分                         %

8.18          11.0

内 在 水 分                        %

2.08          3.51

灰 分                            %

18.29         6.13

挥 发 分                          %

23.83         34.72

固 定 碳                          %

49.7          44.64

（2）元素分析（收到基）：

碳                              %

61.27         65.15

氢                              %

3.23          4.17

氮                              %

0.43          0.77

硫                              %

1.1           0.59

氧                              %

7.5           12.19

低位发热量                 MJ/kg

23.195         24.842

哈 氏 可 磨 系 数                  HGI

55            59

（3）灰成分：

SiO2                                                   %

54.20          36.83

Fe2O3                                                  %

14.59          9.3

AL2O3                                                  %

20.26          11.7

CaO                             %

0.42          26.34

MgO                             %

3.31          3.83

SO3                                                         %

0.62          8.78

Na2O                            %

2.43          1.54

K2O                             %

3.02          0.96

TiO2                                                       %

1.15          0.72

2 堵煤现象介绍

2.1 堵煤的危害

 堵煤发生以后，对机组影响很大,主 要表现在以下几点：

（1）影响机组的负荷由于堵煤，使锅炉供给的总煤量减少，影响到机组电负荷的出力。机组达不到要求的电负荷，对电网造成出力受阻，影响 电网的电能质量。堵煤严重时，会使机组 的出力受阻达到 50WM，甚至更多。

（2）影响机组的安全性堵煤以后，机组的负荷变化较大时，会造成主汽压力和温度的波动，对调整造 成困难。由于总风量出现过大，使炉膛燃 烧不稳定，调整不及时会造成燃烧恶化。 堵煤以后，会使磨煤机出口温度快速上升， 有超过警戒点的可能，这时候很容易发生制粉系统爆炸的事故，必须及时快速地调 节磨煤机的温度，否则对机组的安全造成 很大威胁。

（3）降低机组的经济性由于燃烧不稳定，造成煤粉不完全燃

烧的热损失增加。机组的各主辅设备都运行在需要的负荷下，当给煤量减小时，一 方面降低了机组的电负荷，另一方面使各 主辅设备造成浪费，增加了厂用电率，使 机组的循环效率降低，从而降低了机组的 经济性。

（4）增加厂用电率堵煤以后电动振打器和犁煤器都要运行，有时多个电动振打器手动长期运行，造成很大的厂用电浪费，影响了机组的经 济效益。

（5）造成设备损坏由于严重的堵煤现象，使电动振打器长期手动运行。一方面，该种振打器马达 为封闭式马达，没有冷却功能，长时间运 行马达就会过热烧毁，所以，由于振打器 的长期运行，马达被烧毁的事故经常发生。 另一方面，由于振打器的长时间振动，在煤斗筒壁形成长期的周期性的振动，使筒 壁金属疲劳，形成裂纹，严重的甚至整块 筒壁钢板连带振打器一起掉下来，造成设 备损坏。原煤斗筒壁因电动振打器长期振 动损坏损坏情况非常严重，原煤斗筒壁可 谓伤痕累累，补焊的痕迹到处可见。

 2.2 堵煤发生的状况

 （1）给煤机出口下煤管堵 堵煤现象有时发生在给煤机出口的下煤管至磨煤机入口处，但由于发生的次 数很少，且均为原煤过湿造成，通过减小给煤机的给煤量和调整进入磨煤机的一次风温度和流量，能够改善此类堵煤现象，所以，我们这里不再探讨下煤管的堵煤问 题。

 （2）磨煤机堵煤当原煤比较湿，给煤量过大或钢球尺寸过小、装载量不够时就会发生磨煤机内部堵煤现象，但次数比较少，主要发生在 雨季，通过及时监视处理，一般能够获得 改善，所以，我们这里也不再探讨磨煤机 内部的堵煤问题。

 （3）原煤斗堵 堵煤频繁发生在原煤斗下部的锥体部分，通常是由于锥体内蓬煤造成堵煤。给煤机入口闸板上部和下部都有发生，以 给煤机入口闸板下部堵煤的几率最大。两台锅炉原煤斗的堵煤程度不一样， 以#3 锅炉的煤斗堵煤现象比较严重，#4 锅炉的堵煤现象轻些。对于#3 锅炉，以 3B 磨煤机的两个煤斗堵煤现象最为严重，堵 煤的严重状况可从下面给煤量趋势图中看 出来。 

图二、给煤机给煤量趋势图

两台锅炉燃用原设计煤种晋中贫煤 时，堵煤现象很少，只有在夏秋多雨季节，才偶尔发生，且只需要用所配备的振打器 振动即可解决。而改燃烧大同烟煤以后， 堵煤现象一直非常严重，即使在无雨干燥 的季节，堵煤现象依然没有好转。堵煤有 时利用振打器和空气炮同时作用也不能奏 效，只好人力用铁锤敲击煤斗壁，经过长 时间的敲打才能使堵煤疏通下来。如果较 长时间煤才疏通下来，就会发生机组负荷 下降，磨煤机出口温度迅速上升，两侧温 度偏差较大，磨煤机内煤位被抽空等现象， 这些都不利于机组的运行。

针对严重的堵煤现象，曾采取了多项 技术措施进行处理，取得了一定效果和经验，虽然没有能完全消除堵煤现象，但在 堵煤发生后基本能快速地使煤疏通下来。

 3 堵煤原因的分析

 3.1 煤质的因素

 锅炉在燃烧贫煤的时候，很少发生原

煤斗堵煤的现象，贫煤的成分分析如下：

（1 ）工 业分析（ 收到基 ）： 设计煤种   校核煤种

水分                          %

6.0           9.20

灰分                          %

26.9          27.16

挥发分                       %

11.8          23.60

固定碳                       %

55.3          47.90

（2）元素分析（收到基）：

碳                            %

60.3          57.08

氢                            %

3..6          3.68

氮                            %

1.0           1.21

硫                            %

0.9           1.35

氧                            %

1.3           8.18

低位发热量               MJ/kg

22.037        23.245

哈氏可磨系数               HGI

95.5          112.72

（3）灰成分：

SiO2                                                %

53.0          45.56

Fe2O3                                               %

4.4           17.20

AL2O3                                               %

35.5          33.45

CaO                            %

1.3           4.54

MgO                            %

0.5           1.08

SO3                                                 %

1.2           3.24

Na2O                           %

0.5           1.54

K2O                            %

0.9           0.96

TiO2                                                %

1.4           0.12

比较大同烟煤和晋中贫煤的成分分析 我们可以看出，大同烟煤较晋中贫煤的挥 发分高，灰分中 SiO2、Fe2O3的含量也比较 高。这些矿物质是组成粘土或硅藻土的主 要成分，它们的混合物是一种亲水性矿物 质,具有吸水显著膨胀软化,失水急剧收缩

硬裂,以及往复湿胀干缩特性的高塑性海

绵体，它们具有极容易吸水的特点，且吸水以后具有比较强的粘性。煤中这些矿物 质的含量高，使煤粘性增大，极易吸水粘 结在一起形成蓬煤。

大同烟煤与晋中贫煤灰分成分 SiO2、 Fe2O3含量的比较：

SiO2

Fe2O3               挥发分

大同烟煤（%）：  54.20        14.59

23.83

晋中贫煤（%）：  53.0         4.4

11.8

我们可以看出，大同烟煤中这些亲水性矿物质的含量比晋中贫煤中这些矿物质 的含量高，这种煤吸水膨胀，具有比较强 的粘结性，煤斗锥体部分的煤在煤斗上部 煤的压力下，有力地粘结在一起，形成蓬 煤，所以改烧大同烟煤以后的堵煤现象突 出出来，严重的堵煤使机组的运行受到很 大影响。

3.2 煤斗形状的因素

根据电厂锅炉理论，原煤斗的渐缩部 分采用双曲线形式，对防止蓬煤效果最好，而二期两台锅炉原煤斗渐缩部分均为圆锥 形，两种煤斗渐缩形部分示意图如下：

图三、双曲线和圆锥煤斗渐缩部分示意图

从两种形式的煤斗示意图我们可以 清晰地看出，对于双曲线形煤斗，渐缩部分上部筒壁收缩较快，这部位由于尺寸比 较大，不易形成蓬煤。下部筒壁收缩较慢，

这部位筒体其筒壁非常陡峭，筒壁对原煤向上的支撑作用非常小，且上部原煤对下 部原煤的压力作用集中，使原煤不易形成 蓬煤，这样，整个筒体原煤形成蓬煤的可

能性大大减小。而圆锥形煤斗，渐缩部分

筒壁收缩率是一样的，下部尺寸较小部位筒体较双曲线形筒体陡度减小，对原煤向 上的支撑作用显著增加，使原煤在这尺寸 较小的部位很容易形成蓬煤，造成煤斗的 堵煤。

3.3 磨煤机内风压过高的因素

对于#3 锅炉，其磨煤机内部一次风压通常在 9～12KPa，而#4 锅炉，其磨煤机内 部一次风压通常在 6～9KPa。这种情况是 由于#3 锅炉磨煤机风粉管管径为 680mm， 而#4 锅炉磨煤机风粉管管径为 840mm。#3 锅炉风粉管管径较#4 锅炉风粉管管径小

160mm，因而造成#3 锅炉磨煤机内的一次

风压普遍比#4 锅炉磨煤机内一次风压高

出 2～3KPa。磨煤机内的风压会对原煤的 下落起托浮的作用，阻止原煤的下落，使 原煤形成蓬煤。所以，在其它条件都一样 的情况下，#3 锅炉煤斗的堵煤现象要比#4 锅炉煤斗的堵煤现象严重很多。

3.4 煤斗振打器工作方式不当的因素

为防止原煤斗堵煤，原设计上一个煤 斗装有两个偏心锤式电动振打器，分别装在煤斗圆锥体的上部和下部。上部装在给 煤机入口闸板上部，锅炉 19 米平台以上。 下部装在给煤机入口闸板下部，给煤机入 口直管段以上。如图所示：

图四、振打器安装位置及铁锤敲打痕迹图

原设计振打器的控制按钮装在主控 制室内，有手动/自动选择开关。当煤斗出 现堵煤，振打器投入自动时，会自动启动， 直到把煤振下来，然后延时 1 分钟自动停 止振打器。振打器在手动控制方式时，只 能用手间断启动振打器，煤疏通以后及时 停止振打器。主控制室装修改造时，为了

美观，把振打器的控制按钮移到了就地， 锅炉 15 米层，且将延时改为 5 分钟。疏通 以后振动时间延长，会使原煤斗下部原煤 在振动力的作用下，粘结形成密实的整体，振动时间越长，这密实的整体越厚，这样 就成为厚厚的蓬煤层，一旦振打器停下来 立即堵煤，严重的时候，即使振打器运行

着仍然不能把煤振下来。为了保持给煤的

连续性，运行人员干脆把振打器切手动连续振动。这样就形成一个恶性循环，振打 器长期手动连续运行，而连续运行会使原 煤更加密实形成蓬煤层，一旦停止振打器 立即出现断煤。

3.5 原煤斗内的存煤量过少

原煤斗内的原煤一般比较潮湿，相互之间吸附粘结，它们的流动主要是依靠上 部原煤的强大压力，迫使下面的原煤向下 流动，蓬煤层的煤拱也是在这强大的压力 作用下遭到破坏的。一旦原煤斗内的存煤 比较少，上层压力不够，不能克服原煤的 流动阻力，原煤的煤拱不能被破坏掉，就 会形成蓬煤。

3.6 原煤斗内壁变形、粗糙，阻力增加

原煤斗内壁因多年腐蚀或磨损，下部因铁锤大力敲击变形，使表面越来越粗糙， 煤受到更大的摩擦阻力，并且受潮的煤末更易于粘附在粗糙的原煤斗内壁上，使原 煤斗内壁更加粗糙，进一步加大了煤流动 的摩擦阻力，使堵煤现象越来越严重。

3.7 原煤过湿，含水分过大

原煤含水分过大，会使煤内的矿物质 形成水胶体，增加煤的粘性，使煤形成凝固体，造成蓬煤。3B 磨煤机原煤斗靠近输送皮带的最顶端，燃料做卫生的污水从此 端外排，水冲洗设备和地面时很容易流入 该磨原煤斗内，使煤受潮，故 3B 磨煤机的 堵煤现象最为严重。

4 针对煤斗堵煤采取的措施

（1）电动振打器原设计每个煤斗装有两个振打器，由

于长期运行，上部振打器使筒壁疲劳破裂， 损坏严重，故后来将上部振打器全部拆除，现下部振打器处于长期连续运行。但会经 常出现烧毁振打器电机的事故。

（2）加装空气炮由于振打器的效果有时不明显，经常

需要人力用铁锤敲击，致使给煤机入口附

近筒壁多有变形，于 2003 年相继在各个煤斗安装了空气炮，空气炮安装在 15 米层给 煤机入口闸板下部。空气炮是以爆破的方 式破坏蓬住的煤拱，对解决给煤机入口闸 板以下的部位堵煤非常有效，并且空气炮 的控制信号已经接到主控室 CRT 画面内， 一旦发生堵煤，可随时用空气炮疏通。但 对于给煤机入口闸板以上的部位堵煤，空 气炮就失去效果了。存在的问题是空气炮 的电磁阀经常会由于积存煤粉，造成堵塞， 使空气炮失去作用，设备的维护量增加了。

（3）加装增滑衬板为了改变筒壁对煤拱的支撑作用，减

小煤流动的阻力，在#3 炉 3A 磨煤机的两 个煤斗的给煤机入口闸板以上的圆锥部分 内壁都加装了耐磨增滑衬板。加装衬板以 后，有效地防止了给煤机入口以上部位的 堵煤，下部堵煤通过空气炮解决，这样有 效地解决了 3A 磨煤机的堵煤问题。

（4）加装犁煤器

在#3 炉 3B 磨煤机的两个煤斗的给煤 机入口闸板上下都加装了犁煤器装置。犁 煤器是以机械的力量破坏蓬煤的根基，以 达到疏通的作用，其效果比较明显。但犁 煤器存在轴芯固定销钉经常被剪切断的缺 陷，使疏煤效果受到影响。

5 结论

5.1 处理堵煤现象的结论

（1）经过加装空气炮，#4 锅炉的堵煤问 题得到了有效的治理，基本能够做到堵煤 以后立即得到疏通。

（2）#3 炉 3A 磨煤机的煤斗由于加装了增 滑衬板，只有给煤机入口闸板下面发生堵 煤，在空气炮的作用下，很快得到疏通， 不会影响到机组的燃烧。

（3）#3 炉 3B 磨煤机的煤斗加装犁煤器以 后，犁煤器不动作时本身就在原煤斗内阻 止煤的下落。犁煤器投自动时，断煤后犁 煤器才开始动作，因此经常出现“自己阻煤自己犁”的现象，堵煤能够及时疏通下

来但断煤非常频繁，也会影响机组的负荷。

犁煤器上部堵煤就很难办了，有时位置比较高，空气炮也够不到，只能靠人力用大 锤敲击了。

（4）#3 炉 3C、3D 磨煤机堵煤问题还是比 较严重，电动振打器经常处于长期手动连 续运行状态，有时空气炮失灵，或是堵煤 位置比较高时，经常需要人力用大锤敲击，不仅增加了劳动强度，也使煤斗的筒壁变 形加大，长时间的堵煤经常会影响机组的 负荷。需要进一步治理消除。

5.2 进一步解决问题的建议方案

（1）对于煤质问题，一是积极想办法进好煤、进干煤，最大限度地降低蓬煤次数。 但目前煤炭市场供应非常紧张，煤质很难 保证，这就需要我们能适应更宽广的煤种。 所以需要我们采取其它技术措施来改善煤种带来的堵煤，蓬煤问题。

（2）对于原煤斗，建议改造原煤斗下部为 双曲线型，以加强斗内煤压力的集中，减 小下部较小尺寸筒壁对煤的向上的支撑 力，减轻原煤斗下部的堵煤。

（3）基于#3 炉磨煤机内的风压比较大的 因素，可进行设备改造，将比较细的风粉 管换成与#4 机组相同尺寸的风粉管。在没 有进行设备改造以前，运行人员在调整时 可采用在能保证输粉能力的前提下，尽量 减小磨煤机内的一次风压。

（4）在电动振打器的运行方式上，应将延 时停止时间缩短，恢复延时 1 分钟或不加 延时。平时，振打器应投入自动方式，禁 止手动连续振打。断煤严重时，应尽力使 用空气炮，或手动间断启动电动振打器， 避免因振打器长时间振动，造成原煤斗内 原煤被振实形成厚厚的蓬煤层。

（5）原煤斗应保持高煤位运行，要求输煤 人员及时给堵煤严重的煤斗上煤，使这些煤斗保持高煤位运行，这样能有效地防止 堵煤。

（6）检查原煤斗下部变形和内壁的粗糙程

度，若原煤斗下部变形较大或内壁较粗糙， 应尽早矫正变形和粗糙。在所有原煤斗内 壁敷设增滑衬板或贴瓷砖。

（7）改造输煤清洗水的外排，防止污水流 入原煤斗。在煤场或上煤过程中，尽量少喷水。湿煤要与干煤掺合混上，减少因煤 湿或下雨而造成蓬煤、堵煤次数。上煤时 应尽量取上层原煤，较湿的煤底应翻上煤 堆，经淋水以后再上到原煤斗中，防止煤 斗内原煤过湿。

（8）现有电动振打器力度较小，应换用振打力较大的振打器。

（9）运行人员应检查给煤机入口闸板确已 开满。在锅炉燃烧不稳，堵煤频繁的情况下运行人员应加强调整，做到不灭火、不 爆燃。