浅谈输煤系统落煤管进行流线型优化改造

 落煤管是电厂输煤系统不可或缺的一部分，它的性能的好坏直接影响着输煤系统的安全稳定运行。我厂14号皮带尾部落煤管改造前故障频发，本文列举改造前存在的主要缺陷和隐患，经过流线型优化改造故障发生率明显下降，对改造前、后的效果比对，阐述流线型落煤管的性能特点及改造后的使用情况，对同类型的设备改造具有一定的参考价值。

标签：输煤 落煤管 磨损 导料槽 流线型落煤管 优化改造

一、概述

我厂输煤系统14号皮带尾部落煤管位于筛碎煤机下部，连接筛碎煤机和14号皮带机，是输煤系统的主干线。原有落煤管采用DTII型（900mm×900mm）落煤管设计，下料口积煤，加上落差较大，导致落料不均，中心偏移，引发皮带跑偏、皮带胶层冲击性损伤、尾部缓冲托辊磨损加剧、导料槽护皮磨损撒煤冒粉、现场环境恶劣等一系列问题，严重影响输煤系统的安全稳定运行。

二、存在问题及分析

1.落料不正引发皮带跑偏

设计时落煤管中心线与皮带机架中心线理论保持一致，但是，煤流冲击性下落过程中，对落煤管壁无序碰撞，造成煤流下落至皮带时无法实现理想状态下的有效居中，加上落煤管内壁死角的积煤，落料不正就更为严重，同时落料处的胶带支撑托辊大多都是槽型托辊，由于落料点不正，侧辊倾斜，物料重力则可分解为一个对胶带的压力和一个沿胶带宽度方向上的力，这个沿胶带宽度方向上的力很容易使胶带发生跑偏导致在负载状态下皮带受煤流冲击而偏向一侧，形成皮带跑偏，轻则可造成撒煤、导料槽护皮磨损、皮带啃边，重则影响皮带出力、甚至发生皮带拉断事故。

2.落煤管内壁积煤

当煤流中水分含量偏高时，在输煤过程中，受冲击作用，很容易在落煤管内壁直角边积煤，形成冲击性积煤。如果落煤管存在拐角，积煤尤为明显，可导致落煤管通流面积变小，甚至堵塞。积煤需要停运设备，人工定期清理，带来了很大的人力资源消耗，同时在疏通积煤时对工作人员有一定的安全风险。频繁发生落煤管堵煤，直接影响系统的安全稳定运行，降低了设备的可用性，成为制约输煤系统不能满负荷运行的瓶颈，尽管在落煤管上安装振打电机等助流装置，但作用不明显。

3.落料点区域粉尘浓度高

在落料点处形成很大的诱导风是产生粉尘的主要因素。原煤从一条皮带上经落煤管输送到另一条皮带时，原煤运行时有一初速度，进入落煤管后，初速度得到增大，在下落过程的同时携带了大量的诱导风进入。在落煤管的上半部份，管内还处于负压状态，当煤到落煤管的下半部时，变成正压，此时诱导风与原煤中的细粉尘相互作用，形成尘气，带到下一条皮带的导料槽内，使导料槽内形成一定的正压，从各个漏点向外飘逸。皮带上原煤输送量越大，其原煤下落时所携带的诱导风就越大。落煤管的倾斜角度越接近于垂直，原煤在落煤管内的下落速度越快，其所携带的诱导风就越大。落煤管的截面尺寸越大，煤下落时所携带的诱导风越大。原煤的粒度越细越干，与诱导风相互混合的越好，所造成的粉尘污染越严重。

4.落煤管磨损

原有落煤管中煤流下落时，无序碰撞，使煤流方向多次改变，加剧了落煤管的冲刷，原有内镶衬板防磨层磨损严重，多处出现撒煤现象。落煤管磨损后，通常采用焊补钢板，短时间内解决了局部泄漏，但运行几个月后，又会出现重复缺陷，要想彻底解决，只有进行整体更换。

三、治理措施

1.采用流线型设计

流线型落煤管，是利用离散学原理，对物料及空气二相流的状态进行详细分析，研究物料离子的弹性、粘性、塑性、形变等级、滑动、膨胀和流动性，根据皮带机运行参数，结合转运站空间结构布置而设计的一种新型落煤管，其对煤流进行全程导流，使煤流从无序坠落转变为可控的滑落过程。设计优势主要体现在：

1.1来料皮带速度赋予煤流的动能在转运站曲线落煤管内与煤流势能叠加，叠加后具有合能量的湿煤流克服了倾角管壁的摩擦力，使煤流能够靠自身惯性能量沿曲线落煤管滑落到接料皮带上，防止了堵煤。

1.2将煤流在传统落煤管中的“爆炸式”无序坠落改变为在曲线落煤管中的“集束式”有序滑落，控制滑落煤流的出口速度与接料皮带速度一致，使煤流与接料皮带相对静止，消除了煤流坠落冲击，减少诱导风量，从源头上抑制减少了90%粉尘的产生。

对14号皮带机尾部落煤管落煤管进行流线型设计改造，断面采用U型设计。改变煤流在落煤管中的下落方式，减少煤流的运行死角，有效的防止落煤管堵煤，减少煤流在落煤管内的相互撞击，使煤流有序下落，同时对出口落煤管进行了收口，形成前倾扩容，出口由原来的900mm改为600mm， 缩小了落煤点与导料槽护皮的距离，同时出口延伸至导料槽内部200mm，有效的保证落煤管的落料绝对居中，防止由于落料点不对中而诱发的皮带跑偏，大大降低了导料槽及护皮的磨损。

2.加装弹簧感应集流锁气器

弹簧感应集流锁气器是由活动挡板、弹簧装置、配重块、摇臂和转轴构成，其作用原理是使落料管中下落的高速物料，经缓冲锁气器的挡板而减速，利用物料下落的冲击和堆积重量将封闭的缓冲挡板打开，使物料顺利地通过，促使物料流引起的诱导风量基本被阻，从而起到锁气的目的。

14号皮带尾部落煤管落差较大，管内诱导风風速很快，在落煤管中上部，加装弹簧感应集流锁气器，有效的降低煤速，减小对设备的冲击，对煤流有集流的作用，保证煤流下去后积聚在一起，沿着流线型下落，对煤流起导向作用，同时切断诱导风，大大降低了诱导风，有效的减小粉尘的产生。

3.安装耐磨衬板

此次改造落煤管内部防磨选用表面致密、可承受持续冲击的稀土耐磨合金铸钢衬板（宏观硬度为HRC56-62），厚度24mm，用沉头螺栓连接，方便维护更换。投运后使用情况良好，至今未发生磨损、脱落现象。

四、结束语

通过对落煤管流线型优化改造，有效地解决落煤管容易堵煤，从源头抑制粉尘的产生，改善了现场环境，减少煤流对皮带的冲击，有效保护皮带机设备，防止落料点不正诱发皮带跑偏，减缓护皮及导料槽的磨损，降低了护皮、落煤管漏煤等缺陷的发生率，大大提高了设备的可靠性，同时降低了劳动工作量，节约了维护成本。

总的来看，流线型落煤管效果较好，值得在火电厂在输煤系统转运站中推广应用。

参考文献

[1]邓金福.燃料设备运行与检修. 2004.中国电力出版社

[2]周振起，张炳文.输煤系统粉尘污染治理技术.环境污染治理技术与设备. 2005

作者简介：任靖乾：男，（1987-1），陕西渭南人，大学本科，助理工程师，长期从事火电厂综合点检。