秸秆振动炉排炉上料系统存在的问题及解决方案探讨

秸秆振动炉排炉上料系统存在问题及解决方案探讨任志荣江苏国信盐城生物质发电有限公司，江苏盐城摘要：生物质发电作为一种新生事物，是我国近年来重点开发建设的可再生能源项目，生物质发电项目遵循了科学发展观的要求，适应国家可再生能源综合开发利用、走可持续发展道路的基本决策，具有较为广阔的发展前景。但生物质电厂在上料等技术上仍存在瓶颈；文章阐述了生物质电厂上料系统的组成，剖析了锅炉上料系统在设计及运行中存在的设备易卡塞，输料不畅等问题及原因，结合实际对系统进行了一系列改造；成功的解决了生物质电厂上料系统存在的技术问题，实现了秸秆锅炉长期连续稳定运行。关键词：生物质锅炉；上料系统；卡堵0引言江苏国信盐城生物质发电有限公司应用的秸秆直燃锅炉是无锡华光锅炉股份有限公司设计制造的UG75/5.3-J型水冷振动炉排炉。该秸秆直燃锅炉工程于2007年11月开工建设，2008年12月、2009年3月分别通过了#1、#2机组96h试运行，并移交生产。由于上料系统设计不够完善，秸秆加工质量不符合要求，以及秸秆较长、潮湿和缠绕性强等原因，使上料系统在调试和试生产期间经常出现卡、堵料，炉前给料系统落料管下料不畅等，造成锅炉因堵料运行不稳定、严重锅炉解列。公司组织技术人员对上料系统不断进行技术攻关和多次改造，目前锅炉上料系统堵塞的问题已基本解决。1上料系统上料系统是由无锡华光锅炉股份有限公司与江阴鹏锦机械制造有限公司、无锡锡东橡塑机械有限公司联合设计制造。1.1上料系统设备构成上料系统是由仓底螺旋给料机、带式输送机、双向螺旋分料机、小皮带给料机（原设计无此设备，生产过程中将单向螺旋给料机换型）、星型给料机构成。用于将成品秸秆从料库输送至锅炉炉膛。1.2上料系统工艺流程1.2.1秸秆主要采取厂外破碎，规格要求为长度≤50mm、宽度≤30mm、厚度≤5mm。破碎后的成品秸秆通过秸秆运输车辆运至厂内料场上，由装载车根据品种、水分按一定比例进行合理掺配。掺配后的燃料由装载车送至仓底螺旋给料机料口，锅炉的给料量一般都通过仓底螺旋给料机的转速、启停台数进行调节。燃料通过仓底螺旋给料机直接掉落在带式输送机上，通过带式输送机的提升将燃料送至双向螺旋分料机。1.2.2燃料进入双向螺旋分料机后，通过调整双向螺旋分料机的挡板均匀分料后送入小皮带给料机，小皮带给料机将燃料通过星型给料机经落料管送至炉膛。2上料系统存在的问题及原因分析2.1仓底螺旋给料机经常出现过流跳闸，仓底螺旋给料机出口易出现堵塞，容易出现设备损坏，给料量不易控制，时常出现给料过多或过少的现象，影响机组的长期连续安全稳定运行。主要原因如下：2.1.1仓底螺旋给料机料口上料横截面尺寸为5040mm*4400mm，由于装载车等上料设备不能保证连续均匀上料。上料过少，给料不连续，影响机组稳定运行，上料过多，螺旋给料装置承受的重力增大，也就是螺旋给料机运行时阻力明显增加，导致设备过流跳闸。2.1.2仓底螺旋给料机出口空间过小，导致仓底螺旋给料机将挤压的燃料送至出口时，体积瞬间膨胀，容易在出口部位导致卡堵。2.1.3仓底螺旋给料机给料量的调节主要通过转速调节来实现，转速的调节范围过大，设计为5-15rpm/s，仓底螺旋给料机堵塞后，无正反转功能，疏通时难度较大，延误堵料处理时间。2.2因燃料中正常夹杂着铁块、铁板等大件，燃料进入上料系统后，容易引起上料系统螺旋给料机、星型给料机，出渣系统破渣机、缷灰闸等卡涩，严重时会导致设备损坏。2.3双向螺旋分料机分料不均，容易引起单侧堵料；双向螺旋分料机内堵料；双向螺旋分料机尾部轴与轴套连接处磨损严重。主要原因如下：2.3.1由于双向螺旋分料机调节挡板为左、右两块整块挡板进行调节，调节量不易控制，遇秸秆品种变化时，尤为突出。2.3.2当燃用稻草等单位体积较大的秸秆时，由于燃烧需要，单位时间内通过双向螺旋分料机内的秸秆体积较大，容易引起螺旋片与给料机上盖板被料压实，导致过流跳闸。2.3.3长期给料量较大时，易引起双向螺旋分料机尾部轴受力过大，轴承座正常松动，易引起尾部实心轴与轴套之间出现磨损，严重时导致轴承损坏。2.4星型给料机下方料管和上方叶轮处堵料2.4.1由于瞬间给料量过大或大的异物掉落星型给料机上方落料口，导致给料机瞬间超电流跳闸，单台星型给料机跳闸后，不连跳上料系统，导致星型给料机上方堵料严重。2.4.2星型给料机链条断裂后，DCS上显示设备运行电流正常，继续向炉内进料，导致星型给料机堵料。2.4.3星型给料机落料口处的浇注料长时间运行后出现掉落，表面凹凸不平，导致输料不畅，从而引起落料管堵料。3上料系统改进的措施3.1在仓底螺旋给料机料口沿轴输送方向1/2处呈45°角安装一块δ=8mm的斜板，方便燃料的输送，以及减小仓底螺旋给料机螺旋面的受力面积。3.2增加仓底螺旋出口的空间，在原出口挡板上方加高3003.3通过电控部分的改造，在DCS上实现仓底螺旋给料机的微调，达到了有效控制给料量的效果，同时在DCS上实现仓底螺旋给料机的正反转，方便发生堵料时的处理。3.4在带式输送机出口处悬吊安装RCY系列永磁除铁器有效的减少了因燃料中的铁件导致的上料系统设备的卡堵。3.5将双向螺旋分料机右侧的分料挡板一分为二，从两侧分别调节分料挡板的角度，以达到向分料机两侧均匀分料的目的。3.6将双向螺旋分料机的上箱体上移300mm，提高双向螺旋分料机内的空间高度，同时在双向螺旋分料机螺旋片背面焊接加强筋，已达到防止螺旋片变形和输送较大体积燃料时发生卡堵现象。3.7将原双向螺旋分料机的尾部轴承有1只调心轴承增加一组支承轴承，以增加双向螺旋分料机尾部的强度，减小尾部轴与轴套之间的磨损。3.8将原单向螺旋给料机更换为小皮带给料机，一方面提高了机组运行的稳定性，另一方面有效的降低了电耗，但要定期做好小皮带给料机的橡胶密封，以保证现场的环境。3.9通过调整连锁保护的逻辑，将原停2台星型给料机连跳上料系统改为跳任一台星型给料机都连跳上料系统，有效的减少了堵料的次数。3.10在星型给料机从动链轮处装一接近开关，当链条断裂后，从动链轮停止转动，接近开关感应不到链轮转动信号，电机在规定时间内停止转动，促使上料系统连锁保护动作，防止事故扩大。3.11在原落料管与炉膛结合处浇注料表面上制作安装1200*1100mm的不锈钢导料板，防止因浇注料损坏掉落而其的下料不畅。4对秸秆锅炉上料系统的几点建议4.1由于秸秆自身的特点，在上料系统中应避免使用料仓，防止因秸秆搭桥、四壁积料等引起的堵塞，增加运行当中的故障发生率。4.2适当增加仓底螺旋给料机设备安装层的空间高度，方便故障处理和现场卫生环境的清扫。4.3降低螺旋给料机的使用量，可在二、三级给料设备中选用皮带机等运行较稳定的设备，但要设计处理好设备的密封，保证现场环境。4.4炉膛入料口可选用压火装置，能有效的避免因燃烧不稳，炉膛正压等导致的上料系统火灾事故。5结束语江苏国信盐城生物质发电有限公司秸秆直燃锅炉系统从投产初期上料系统不正常运行，时常发生堵料、机组解列等，生产很不稳定，通过对上料系统的改进，基本解决了上料系统堵料、上料不均匀等问题。秸秆直燃锅炉2010年累计运行#1炉7674.24小时，#2炉为7190.81小时，锅炉最大负荷达86t/h，平均负荷60t/h，最长连续运行时间69天，并且已基本实现燃用稻麦秸秆等软质秸秆和树皮、木片等硬质秸秆多料种混合燃烧的要求，已基本实现了长周期连续稳定运行。参考文献：【1】无锡华光锅炉股份有限公司产品说明书【Z】无锡：无锡华光锅炉股份有限公司，2008【2】江苏国信盐城生物质发电有限公司锅炉运行规程作者简介：