生物质锅炉给料系统堵料问题分析及对策

1、生物质锅炉给料系统堵料问题分析及对策刘旭 （湖南省火电建设公司 湖南 株洲 412000）【摘 要】分析了生物质锅炉给料系统热态调试阶段堵料原因，并从机务、控制等方面着手给出了相应的处理方法，保证了调试工作的顺利进行，也为同类生物质锅炉调试运行提供了参考。关键词：生物质 上料系统 堵料 停炉0前言隆回县凯迪绿色能源开发有限公司1×30MW机组配套锅炉为凯迪自主研发的120t/h的高温超高压循环流化床锅炉，型号为KG120-540/13.34-FSWZ1。炉前给料系统设备由江苏朝阳液压机械集团有限公司制造。在凯迪同类型电厂调试过程中，由于炉前给料系统设计不够完善，燃料加工质量不符合要求

2、，以及燃料低位发热量低、潮湿和缠绕性强等原因，使炉前给料系统在热态调试期间经常出现卡、堵料，在堵料严重时，变频器过力矩保护动作跳螺旋给料机，造成锅炉运行不稳定、严重时需要停炉处理。在调试过程中对炉前给料系统进行技术攻关和改造，现堵料停炉的问题基本解决，保证了热态调试的顺利进行。1概述图1 炉前螺旋给料系统示意图给料系统采用炉前给料，是一种全新的设计，采用无炉前料仓加料塞式给料方式，燃料由两条皮带直接运至炉前分料机，经2个分料螺旋后进入4台双螺旋给料机，再由双螺旋给料机送入锅炉的四个给料口。每条皮带对应两台给料机，四台双螺旋给料机的给料量能满足BMCR工况时消耗燃料量的132%的需要。详见图1所

3、示，在给料螺旋后端有一段约1100mm的料塞段。炉前给料机采用变频调速,变频器采用施耐德产品，能接受DCS指令，并具有转速和电流信号反馈至DCS，为保护设备安全，在堵料严重时，变频器过力矩保护动作跳机，然后，就地控制炉前给料机能反转，以松动燃料。2 问题的分析和判断 炉前给料机堵料主要是在料塞位置，当料塞形成后，燃料不能顺利从给料槽进入炉膛，而在料塞处结团，越积越紧，从而导致螺旋给料机力矩保护动作跳闸。而现场给料机未设计捅料孔，给料机堵料跳闸后，只能停炉后打开给料机顶盖人工清料处理。在调试过程中发现造成炉前给料机堵料并可能导致停炉的主要原因分析如下：2.1 燃料品质达不到设计要求 根据锅炉设计

4、燃料和校核燃料成分见下表：种类设计燃料校核燃料1校核燃料2项目名称符号单位工业分析挥发份Vdaf%81.3785.677.1灰分Aar%7.303.4089.52水分Mar%28.6940.819.83元素分析收到基碳Car%30.2327.8732.80收到基氢Har%4.293.694.88收到基氧Oar%28.823.3632.51收到基氮Nar%0.640.840.44收到基硫Sar%0.0520.0480.056合计tot%100100100低位发热值QMJ/kg10.6929.5411.82Kcal/kg255422802823.4现场到货的燃料来源种类较多，主要有：稻壳、杉木边角

5、料、秸秆、建筑模板、碎木料和已发酵杂料等，现对料场不同种类燃料进行检验，并对用于热态调试的混合料进行综合分析；结果发现：现场混合料含水量近60%，低位发热量不到2000Kcal/kg；而设计燃料水分为28.69%，低位发热量为2554 Kcal/kg。现场燃料品质低于设计要求。在调试过程中，当燃料品质变差时，堵料频率将大幅提高。 图二：现场堆积的燃料2.2 给料机设计不合理 料塞段长度原设计长度为1100mm，根据已调试完成的同类电厂的运行经验，在试运过程中该段经常发生堵料，即使是品质较高的谷壳、木屑等燃料亦堵；而现场到货的燃料水分大，杂物多，发热量低，在投料试运过程中，经常在料塞处发生堵料；

6、在清理堵料时，必须在停炉压火后打开料塞管上部的铰链式密封门进行人工清理，由于料塞特别紧，清理时间一般需要810小时，严重影响了调试进度。根据现场实际情况，经与业主、厂家等各方共同分析，并对松滋、双峰等同类型机组进行考察，一致认为给料机料塞长度设计过长是导致堵料的主要原因。2.3过力矩保护设定值过大在炉前给料系统调试过程中，虽然对给料机本身进行了改造及优化，但堵料问题仍然无法完全避免。当堵料发生时，螺旋给料机负载增加，DCS画面上电流突然增大，就地由于料塞处堵死，而电机力矩保护未马上动作，螺旋继续转动，使料塞越来越紧，并是设备发生剧烈的振动，对设备本身特别是给料机轴承有较大损伤。经查螺旋给料机变

7、频器默认电机保护力矩为300%，在开始发生轻微堵料电机电流指示增加至力矩保护动作，一般需要35分钟，而根据运行经验，运行人员很难发现电流变化并做出相应的操作；而当保护动作而跳给料机时，就地给料机已经剧烈振动12分钟，而且料塞特别紧，必须在压火后开料塞管上部密封门进行清理。因此，电机保护力矩设定值过大，间接损伤了设备，并影响了调试进度，需要进行修改。既要保证料塞能正常形成，是给料机不会经常性跳闸；又要保证在设备发生剧烈振动前跳闸，且料塞不能过紧，在跳闸后可通过捅料孔将料塞捅通，而不需要停炉处理。3 改进方案及实施 针对炉前给料系统堵料原因的分析和判断，我们在调试过程中从运行操作、管理、设备改造等

8、方面采取了切实可能的对策，并取得了较好的效果；具体如下：3.1根据燃料情况调整燃烧燃料品质主要受生物质燃料来源及季节等客观因素影响，现场无法控制，燃料品质难以达到设计要求，根据现场料场储料情况采取以下措施：1、要求电厂化验人员提供及时准确的燃料成份报告；2、尽量使用混合料，保持燃料成分相对稳定；3、根据燃料分析报告，当工业分析成分达到设计要求时，可逐渐提高锅炉运行参数，当燃料水分高于50%，或低位发热值低于设计值较多时，应采取控制燃料的加入量，增加拨料风量，加强炉前给料机力矩参数监控等措施，防止堵料。3.2改造炉前螺旋给料机根据分析及判断，确认料塞长度过长时引起堵料的主要原因，开采取加长螺旋给

9、料机螺旋长度进而缩短料塞长度；而当料塞长度减少后，将降低原设计料塞防止回火的功能；进而采取了在回火挡板处增加重锤，及上下限位的措施，具体入下：1、加长螺旋给料机螺旋300mm，料塞长度由1100mm改至800mm；2、在螺旋给料机料塞位置左右两侧分别开一个200×100mm的捅料孔；3、螺旋给料机出口料塞盖板增加重锤，并加上下限位。增加重锤及限位增加捅料口螺旋增加300mm，且不影响料塞形成 图三：螺旋给料机改造图经上述改造，螺旋给料机基本适应了隆回项目所到燃料的特性；既可以保证料塞能正常形成，防止回火，又能保证正常运行时料塞不至于太紧，在万一发生堵料的情况下，可以通过捅料孔在不停炉

10、的情况下进行疏通。3.3 炉前螺旋给料机入口气动闸板门逻辑修改： 炉前螺旋给料机入口气动闸板门设计逻辑为：当炉前螺旋给料机出口温度120时，联锁自动关闭。综合考虑对螺旋给料机改造后，料塞长度由1100mm变更为800mm，实际料塞长度减少了300mm，为杜绝因螺旋给料机的料塞盖板在锅炉运行中不能完全锁死，高温烟气从盖板处反窜而导致的火灾隐患，经与业主协商，对炉前螺旋给料机入口气动闸板门逻辑进行了修改如下： 炉前螺旋给料机入口气动闸板门自动关闭条件：（或逻辑）炉前螺旋给料机出口温度120；炉前螺旋给料机停止。 炉前螺旋给料机入口气动闸板门保护关闭条件：锅炉MFT信号。经逻辑修改，有效的保证了在锅

11、炉运行过程中发生爆燃及设备事故时，螺旋给料机入口气动闸板门能够及时关闭，从而避免了皮带烧毁、人身伤害等火灾事故。3.4 根据现场情况修改变频器力矩保护参数 由于变频器力矩保护参数已设定默认值为300%，且现场无法修改，为确定合适的力矩保护参数，我们分以下三步来实现：第一步：根据现场情况，要求厂家对变频器二次控制部分线路进行修改，从而达到可在变频器上现场修改力矩参数的目的。现场增加部分 图四：变频器二次控制部分修改图第二步：原来的电流信号改成力矩信号送至集控室画面，已便于运行人员监视。第三步：确定现场燃料适用的变频器力矩保护参数为80%，确定过程如下：默认值300%修改成30%堵料后跳闸，料塞过

12、紧，必须停炉清理运行30min后跳闸，给料机未堵料，为误跳连续运行约60min发生堵料跳闸，料塞较松，在不停炉时可将料塞疏通修改成50% 确定为80%连续运行4小时后才发生堵料，料塞松紧适中，在不停炉时可将料塞疏通，可保持锅炉连续运行。 经变频器力矩保护参数修改，最终确定了合适了力矩参数，在调试过程中炉前螺旋给料机可以连续运行，当因给料不均匀或燃料品质太差等因素引起的堵料跳机时，在捅料孔处可以将料塞捅通，从而保证了锅炉的连续稳定运行。4 结束语隆回凯迪生物质电厂炉前给料系统在上料调试初期运行不正常，以至于调试工作经常中断。通过对炉前螺旋给料机的改造，基本解决了炉前给料系统堵料的问题，而且在万一发生堵料的情况下，也采取了设定合适的力矩保护值的措施，保证了在堵料发生时，