配煤掺烧防堵装置及配煤掺烧方法

摘要

本发明涉及一种配煤掺烧防堵装置及配煤掺烧方法，特征是：（1）将破碎的煤种或经除杂、烘干前处理的煤泥送到输送带和原煤一起进入煤仓，形成混合煤；（2）煤仓内的混合煤经减压锥后落在承载底盘上，驱动装置带动卸料臂作慢速回转动作，强制刮取底部煤层至中心出料口；（3）混合煤由出料口经上小下大的落料管与其他设备相连或经倾斜落料管，最后送到锅炉；当落料管内的混合煤处于高料位时，上部卸料机减速同时锤头撞击落料管的管壁，以清除落料管内部粘结的煤料；（4）煤料正常输送中检测装置检测到断煤时，防堵喷头发射高压水柱，对煤仓和倾斜落料管进行清堵。本发明能够实现原煤和煤泥或其他煤种混合后顺畅、有序定量的输送到给煤机或锅炉。

说明书

技术领域

本发明涉及一种配煤掺烧防堵装置及配煤掺烧方法，属于火电企业输煤系统设备技术领域。

背景技术

我国煤炭产量跃居世界首位，煤炭加工的深度和广度都在快速发展，各种煤质复杂多变，尤其是煤泥，煤泥的产量逐年上升，煤泥的综合利用已成为迫切需要解决的问题。由于煤泥是煤洗选过程中的一种排放物，其中所含的颗粒很细（通常都在0.5mm以下），整体性状为高水分（含水量在25%~40%之间）、高粘性、高持水性、高灰分，同时由于煤泥在煤矿洗煤厂是作为废弃物，煤泥中的杂物较多，包括石块、金属件。正因为存在诸多不利条件，煤泥很难实现大规模的工业应用，很长期内被电力用户拒之门外，以民用地销为主要出路。随着技术的不断革新改进，国内诸多行业，包括电力行业都在尝试和探索煤泥利用的最大化收益，因此，锅炉的配煤掺烧成了设计院和电厂技术攻关的一项重要课题。目前国内很多发电企业都采用了各种方案进行了尝试，有失败的，有技术不成熟的，当然也有不同比例掺烧成功的，值得注意的是只要进行配煤掺烧的，或多或少都取得了一定的经济效益。所以，可以肯定的说配煤掺烧在火电行业的应用是具有很高的经济价值，加上变废为宝，利于环保等优势，该工艺具有非常深远意义。

目前煤泥掺烧有两种典型的工艺，一种是煤泥采用单独管路，直接进锅炉的掺烧方法，但是对煤泥的杂质要求很高，对煤泥的含水率控制严格，及输送管道设备的复杂等，造成投资成本巨大及高额的运行维护成本，尽管掺烧率目前可以达到50%左右，但是其综合的经济效益一般，系统运行稳定性不佳。另一种是将煤泥掺入原煤中，按正常的给煤渠道进入锅炉，但是这种方案受到粘堵结的困扰，小比例的掺烧就造成严重的落煤不畅，疏通成本高，甚至被迫停机，经济损失严重，因此该工艺虽然最早使用，但停步不前。随着给煤技术及辅助设备的不断创新发展，市场出现了许多针对性的设备，能很好的解决堵、粘、结等诸多问题，综合这些设备的技术特点，让煤泥掺烧重新推到了技术的前沿，只要能顺利解决物料堵塞的问题，煤泥掺烧将以最低的成本，稳定的工况在行业独树一帜，那么原煤直接掺烧煤泥（包括多煤种掺烧）工艺将会取得突破性的进展。解决了最恶劣的煤泥输送及使用的问题，对于其他煤种的使用将更是得心应手。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种配煤掺烧防堵装置及配煤掺烧方法，能够实现原煤和煤泥或其他煤种均匀混合后顺畅、有序定量的输送到给煤机或锅炉，为配煤掺烧提供基础条件，完成配煤掺烧工艺的关键步骤。

按照本发明提供的技术方案，一种配煤掺烧防堵装置，特征是：包括煤仓和水炮清堵装置，煤仓的底部连接承载底盘，承载底盘中间设有出料口，出料口处设有落料管，落料管通过给煤机或刮板机与连接，给煤机或刮板机的出料口连接倾斜落料管；在所述煤仓内部安装减压锥，减压锥架设在煤仓的内部中心，减压锥为中空结构，减压锥的锥顶朝上，减压锥的底部与承载底盘之间安装卸料臂，卸料臂与驱动装置的动力输出轴连接；所述水炮清堵装置包括蓄水装置，蓄水装置出水口设置过滤装置，蓄水装置的出水口通过管路连接高压泵的一端，高压泵的另一端通过高压管路连接防堵喷头，防堵喷头布置在煤仓的周壁及倾斜落料管的管壁上；在所述落料管外部布置气锤。

进一步的，所述气锤包括安装支架，在安装支架上安装气缸，气缸的活塞杆连接锤头。

进一步的，在所述落料管上与锤头接触的区域设置保护装置。

进一步的，所述落料管呈上小下大结构。

进一步的，所述煤仓底部为半圆形或弧形。

所述配煤掺烧方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）将破碎的煤种或经过除杂、烘干前处理的煤泥均匀送到输送带和原煤一起进入煤仓，形成混合煤，混合煤的最大颗粒不大于100mm，混合煤的含水率不高于20%；

（2）煤仓内的混合煤经减压锥后落在承载底盘上，驱动装置带动卸料臂作慢速回转动作，卸料臂的转速为0.3-3转/分钟，强制刮取底部煤层至中心出料口；

（3）混合煤由出料口经上小下大的落料管与其他设备相连或经倾斜落料管，最后送到锅炉；当落料管内的混合煤处于高料位时，上部卸料机减速同时锤头撞击落料管的管壁，以清除落料管内部粘结的煤料；所述高料位是指混合煤超过落料管容积的80%，气锤采用0.4～0.8MPa的压缩空气，压锤头的冲击力为1000kg，耗气量不大于0.0015 m3；

（4）煤料正常输送中检测装置检测到断煤时，防堵喷头发射高压水柱，对煤仓和倾斜落料管进行清堵，高压水柱的压力为0.8-1.6MPa，有效射程0-15m。

本发明具有以下优点：（1）利用动力给煤等有效的防堵、抗堵措施，确保输煤系统无堵塞，为配煤掺烧提供基础；（2）利用且不破坏原来的输煤体统，进行高粘性煤质的输送，使配煤掺烧的成本降到最低；（3）煤泥可进行预处理，以满足各种锅炉及附属设备的使用，掺烧范围更广，使用的范围也更广泛；（4）实现配煤掺烧，利用劣质煤种、煤泥等，响应国家节能环保的号召，享受国家税收等优惠政策，变废为宝，节支创效。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为水炮清堵装置的结构示意图。

图3为清堵气锤的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1～图3所示：所述配煤掺烧防堵装置包括煤仓1、减压锥2、驱动装置3、卸料臂4、承载底盘5、落料管6、水炮清堵装置7、蓄水装置7-1、过滤装置7-2、高压泵7-3、防堵喷头7-4、高压管路7-5、气锤8、气缸8-1、锤头8-2、安装支架8-3、保护装置8-4等。

如图1所示，本发明包括煤仓1，煤仓1的底部连接承载底盘5，承载底盘5中部设有出料口，出料口处设有落料管6；在所述煤仓1内部安装减压锥2，减压锥2架设在煤仓1的内部中心，减压锥2为中空结构，减压锥2的锥顶朝上，减压锥2的底部安装驱动装置3，驱动装置3的动力输出轴上安装卸料臂4；所述卸料臂4由驱动装置3驱动作回转，卸料臂4回转时强制把煤均匀地刮到承载底盘5的中心，通过落料口排出煤仓1；所述煤仓1通过落料管6与其他设备（如给煤机、刮板机或皮带机）相连，给煤机或刮板机的出料口连接倾斜落料管9；

如图1所示，所述落料管6呈上小下大结构，无堵塞后遗症；为防止煤仓1内部减压锥2上方的部位出现结拱堵塞，安装水炮清堵装置7，利用高压水的远程冲击能清除堵塞；如图2所示，所述水炮清堵装置7包括蓄水装置7-1，蓄水装置7-1出水口设置过滤装置7-2，蓄水装置7-1的出水口通过管路连接高压泵7-3的一端，高压泵7-3的另一端通过高压管路7-5连接防堵喷头7-4，防堵喷头7-4布置在煤仓1和倾斜落料管9的周壁；水源经初滤后进入蓄水装置7-1备用，启动蓄水装置7-1后，高压泵7-3从蓄水装置7-1经过滤装置7-2吸水，增压后通过高压管路7-5传送到各个防堵喷头7-4，防堵喷头7-4的喷口对准结拱物料，高压水柱直接作用清除堵塞；另外，在给煤出等的落料管内同样可以布置防堵喷头，防止该区域的堵塞问题；

为防止粘煤在落料管6中发生粘壁或挤压堵塞，在落料管6外布置气锤8，利用压缩空气推动锤头对落料管6管壁作锤击动作，轻松去除堵塞；如图3所示，所述气锤8包括安装支架8-3，在安装支架8-3上安装气缸8-1，气缸8-1的活塞杆连接锤头8-2；在所述落料管6上与锤头8-2接触的区域设置保护装置8-4，可以保护落料管6的受力点变形；所述气锤8一向由一对或两对同时使用，当接到堵塞信号时，气锤8启动，压缩空气进入气缸8-1，气缸8-1高速推动锤头8-2撞击落料管6外壁的保护装置8-4，振动落料管6内物料下落；

所述煤仓1底部为半圆形或弧形，避免带有挤压角；煤仓1如有收口，其倾角不大于20°。所述承载底盘5为增强结构，可以承受整仓煤的重量；煤仓1内部及承载底盘5的内表面做不锈钢贴覆或防磨处理，光洁度Ra不大于3.2。

本发明的工作过程和工作原理是：煤泥根据需要进行合适的前处理，如除杂、烘干等（满足含水率不高于20%的要求），然后均匀送到输送带和原煤一起进入煤仓1，在下落过程中煤泥和原煤进一步混合，混合煤经减压锥2后落在承载底盘5上，驱动装置3带动卸料臂4作慢速回转动作，强制刮取底部煤层至中心出料口，出料口采用上小下大的落料管6与其他设备相连或进入溜管，最后送到锅炉。为防止煤仓1内上方的部位出现结拱堵塞，在煤仓1周壁布置防堵喷头7-4，利用高压水的远程冲击能清除堵塞；为防止粘煤在落料管6中发生粘壁或挤压堵塞，在落料管6外布置气锤8，利用压缩空气推动垂头对管壁作锤击动作，轻松去除堵塞。给煤机或皮带机出口落料管外壁也可以布置防堵喷头7-4，通过极少的压力水增加润滑性的同时清堵。设备控制系统直接接到电厂DCS，自动化程度高，应用变频技术控制出料速度，并通过PLC逻辑控制各清堵设备的自动启停，确保高粘性的煤泥及原煤混合物顺畅输送到锅炉。

所述配煤掺烧方法，具体包括以下步骤：

（1）将破碎的煤种或经过除杂、烘干前处理的煤泥均匀送到输送带和原煤一起进入煤仓1，形成混合煤，混合煤的最大颗粒不大于100mm，混合煤的含水率不高于20%；

（2）煤仓1内的混合煤经减压锥2后落在承载底盘5上，驱动装置3带动卸料臂4作慢速回转动作，卸料臂4的转速为0.3-3转/分钟，强制刮取底部煤层至中心出料口；

（3）混合煤由出料口经上小下大的落料管6与其他设备相连或经倾斜落料管9，最后送到锅炉；当落料管6内的混合煤处于高料位时，上部卸料机减速同时锤头8-2撞击落料管6的管壁，以清除落料管6内部粘结的煤料；所述高料位是指混合煤超过落料管容积的80%，气锤8采用0.4～0.8MPa的压缩空气，压锤头8-2的冲击力为1000kg，耗气量不大于0.0015 m3；

（4）煤料正常输送中检测装置检测到断煤时，防堵喷头7-4发射高压水柱，对煤仓1和倾斜落料管9进行清堵，高压水柱的压力为0.8-1.6MPa，有效射程0-15m。

本发明系统简明、合理、稳定，设备有效利用原输煤输送系统，占用空间少，设备简单，投资极小，不仅满足原煤仓先进先出、定量输送的最佳输送方案，同时满足高粘性煤质输送的要求，可以方便的实现配煤掺烧及各煤质混合输送的要求。本发明以解决粘性煤堵塞输送系统为出发点，巧妙的运用当前先进的防堵抗塞设备，达到顺利输送各种煤质的要求，为电力行业大规模推广配煤掺烧奠定基础，不仅在资源、环保，更是在经济、效益等各方面等具有非常深远的影响。