正壓直吹式制粉系統(tǒng)運行及管理措施

趙毓勝，李勇，王濱

(1.青島科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東青島266042;2.華電濰坊發(fā)電有限公司，山東濰坊261204)

1 機(jī)組概況

某發(fā)電公司#3，#4鍋爐是上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)的超臨界參數(shù)變壓運行直流鍋爐，為單爐膛、一次再熱、四角切圓燃燒、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π形鍋爐，型號為SG－2102/25.4－M954。設(shè)計煤種為山西晉中地區(qū)貧煤。制粉系統(tǒng)為正壓直吹式，配置6臺MGS3854型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)、2臺離心式冷一次風(fēng)機(jī)、2臺密封風(fēng)機(jī)。每臺磨煤機(jī)出口由4根煤粉管道接至同一層4個煤粉濃淡分離器，煤粉進(jìn)行濃淡分離后，濃煤粉送入爐膛下部燃燒器，淡煤粉送入爐膛上部燃燒器。自下而上共配置6層濃煤粉噴嘴、6層淡煤粉噴嘴和6層分離燃盡風(fēng)(SOFA)噴嘴。煤粉燃燒器為四角布置、切向燃燒、擺動式燃燒器。由于入爐煤質(zhì)無法保證以及機(jī)組投產(chǎn)初期對某些現(xiàn)象重視程度不夠，導(dǎo)致制粉系統(tǒng)出現(xiàn)了一些問題，威脅著機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)運行。

2 制粉系統(tǒng)存在的主要問題

2.1 磨煤機(jī)出口分離器堵塞

因來煤煤種復(fù)雜，煤中所帶的雜質(zhì)經(jīng)常使磨煤機(jī)分離器處堵塞，這是機(jī)組投運后的一個主要問題。堵塞后的分離器使磨煤機(jī)出力降低，煤粉細(xì)度變粗，飛灰大渣中可燃物含量升高，給鍋爐的安全性和經(jīng)濟(jì)性帶來很大影響，運行中曾出現(xiàn)過因磨煤機(jī)分離器堵塞而導(dǎo)致鍋爐滅火的事故。

2.2 鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)燃燒問題

在輪換清理磨煤機(jī)分離器時，鍋爐不可避免地要斷層燃燒，在白天高負(fù)荷時清理分離器后，會因各種原因?qū)㈠仩t斷層燃燒的方式帶到低負(fù)荷時段，給鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運行帶來很大影響。

2.3 制粉系統(tǒng)參數(shù)波動或系統(tǒng)異常引發(fā)的一些常見問題

(1)單臺給煤機(jī)皮帶撕裂后單進(jìn)雙出運行方式引發(fā)著火。

(2)正常運行時原煤倉空倉后倒風(fēng)引發(fā)給煤機(jī)著火。

(3)磨煤機(jī)大罐進(jìn)水。

(4)磨煤機(jī)一側(cè)的進(jìn)口小絞龍損壞。

(5)磨煤機(jī)變速箱損壞。

3 原因分析及采取的措施

3.1 磨煤機(jī)分離器的清理

磨煤機(jī)分離器與給煤機(jī)安裝在同一高度，雙錐形分離器內(nèi)裝有可調(diào)葉片，可根據(jù)要求調(diào)整煤粉的細(xì)度。分離器堵塞的主要原因是煤中所帶的雜質(zhì)(木塊、鐵絲、麻繩等)太多，分離器內(nèi)的葉片被雜物纏繞。為防止分離器堵塞后磨煤機(jī)出力降低，使煤粉細(xì)度變粗，磨煤機(jī)出口分離器的定期清理工作非常有必要(需停運磨煤機(jī)后進(jìn)行清理)。經(jīng)過不斷實踐和摸索，作者總結(jié)出了磨煤機(jī)分離器清理的4條原則。

(1)每臺鍋爐每天輪流清理1套制粉系統(tǒng)分離器的原則。按此原則，在正常情況下，1臺鍋爐6套制粉系統(tǒng)輪流清理1遍的循環(huán)周期是6d，這是一種良性循環(huán)，制粉系統(tǒng)長期處于這樣一個循環(huán)狀態(tài)下是安全、經(jīng)濟(jì)的。如果清理工作不能處于一種良性循環(huán)狀態(tài)，工作中有死角，再碰到意外情況時會非常被動。在特殊情況下，如果碰上某套制粉系統(tǒng)有缺陷不能運行，特別是中間層的制粉系統(tǒng)不能投用時，因為不可能斷2層噴燃器而去清理分離器，會使清理分離器的工作暫停下來，等該套制粉系統(tǒng)恢復(fù)備用后才能使清理分離器工作繼續(xù)下去(除非有很特殊的情況才會采取極端辦法，斷2層噴燃器去清理分離器，那時就會出現(xiàn)投油情況)。故在實際工作中要始終遵循每臺鍋爐每天輪流清理1套制粉系統(tǒng)分離器的原則(A，F(xiàn)磨煤機(jī)因夜間低谷基本不運行，相比其他磨煤機(jī)而言運行時間短，這2套磨煤機(jī)的清理周期可適當(dāng)放寬至10～12d)。

(2)參考煤粉細(xì)度進(jìn)行清理的原則。遵循每臺爐每天輪流清理1套制粉系統(tǒng)分離器的原則，分離器清理工作處于良性循環(huán)時，對煤化驗報表也要及時進(jìn)行關(guān)注，報表報出后，當(dāng)值班組要有專人負(fù)責(zé)查看，當(dāng)某套制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度大于15%(R90)時，應(yīng)立即對該制粉系統(tǒng)的回粉管溫度進(jìn)行檢查測量，同時做好記錄。如果回粉管溫度偏低(低于60℃以下)，則可能是因回粉管堵塞而出現(xiàn)了煤粉細(xì)度異常。如果確認(rèn)某套制粉系統(tǒng)的回粉管已堵，此時應(yīng)立即安排清理該套制粉系統(tǒng)分離器。如果回粉管溫度正常，則極有可能是因為取樣時容量風(fēng)過大導(dǎo)致煤粉細(xì)度異常，在遇到這種情況時，可按原來的清理順序繼續(xù)進(jìn)行清理，同時密切關(guān)注煤粉細(xì)度情況。

(3)堅持不影響發(fā)電計劃且白天高負(fù)荷時進(jìn)行清理的原則。清理制粉系統(tǒng)分離器的目的是使制粉系統(tǒng)處于安全、經(jīng)濟(jì)的出力狀態(tài)，清理時要充分考慮斷層帶來的不安全因素，故堅持白天高負(fù)荷時進(jìn)行清理;同時，定期清理工作不能影響機(jī)組的發(fā)電計劃，在清理每套制粉系統(tǒng)分離器前都要匯報值長，經(jīng)值長批準(zhǔn)方可破壞備用進(jìn)行清理。因此，白班和下午班要連起來進(jìn)行此項工作，白班完不成的清理工作下午班要接著進(jìn)行。如果本班沒進(jìn)行清理，則要在記錄上詳細(xì)記錄沒進(jìn)行清理的原因。白班、下午班如果因某種原因均沒有進(jìn)行清理，無特殊情況不安排夜間進(jìn)行清理，待第2天再進(jìn)行清理。若確實要夜間進(jìn)行清理，應(yīng)選擇煤質(zhì)較好、負(fù)荷相對較高的時段。

(4)因缺陷或其他原因停磨煤機(jī)時順便進(jìn)行清理的原則。遇到有缺陷或因其他原因，白班及下午班需進(jìn)行磨煤機(jī)檢修時，可先清理此時正在處理缺陷的磨煤機(jī)，如果與原清理計劃一致是再好不過，當(dāng)要清理的分離器與要求停的磨煤機(jī)有沖突時，視檢修要處理缺陷的重要程度及磨煤機(jī)分離器最近六七天清理的及時程度適當(dāng)改變清理分離器的順序，改變原因需記錄清楚，第2天可重新按原順序清理磨煤機(jī)分離器。

在遵循以上4條原則的同時，為充分調(diào)動清理分離器工作的積極性，可采取在指標(biāo)競賽中加分的辦法來推動清理分離器工作的順利實施。如清理B磨煤機(jī)加3.0分;清理C磨煤機(jī)加2.5分;清理D，E磨煤機(jī)各1臺，加2.0分;清理A，F(xiàn)磨煤機(jī)各1臺加1.0分。

3.2 優(yōu)化制粉系統(tǒng)運行方式

鍋爐集中燃燒的方式安全、經(jīng)濟(jì)，對飛灰、大渣等指標(biāo)的提高也是有利的。為避免白天清理分離器后將鍋爐斷層燃燒的方式帶到減負(fù)荷時段甚至低負(fù)荷區(qū)，下午班要積極為前夜班減負(fù)荷時段及后夜班低負(fù)荷時段創(chuàng)造集中燃燒的條件，以安全運行為基礎(chǔ)，兼顧方式優(yōu)化。為此，規(guī)定每個下午班交班前完成集中燃燒方式的恢復(fù)。白班及下午班清理磨煤機(jī)分理器或缺陷處理后，若鍋爐處于斷層燃燒方式時，最好的恢復(fù)方式應(yīng)是在電網(wǎng)帶負(fù)荷時順便開磨煤機(jī)帶負(fù)荷，如果到了晚峰還不需要開磨煤機(jī)帶負(fù)荷，則下午班要提前做好準(zhǔn)備，負(fù)責(zé)倒磨，交班前將斷層燃燒恢復(fù)為集中燃燒方式，為前夜減負(fù)荷及后夜低負(fù)荷創(chuàng)造良好的燃燒條件。按電網(wǎng)的負(fù)荷曲線規(guī)律，一般應(yīng)在20:00左右將磨煤機(jī)恢復(fù)為集中燃燒方式。

同清理分離器加分的方法一樣，倒磨維持集中燃燒方式也可以采用在指標(biāo)競賽中加分的辦法調(diào)動人員的積極性，例如，下午班或前夜班為維持不斷層燃燒進(jìn)行的倒磨，倒磨班組在指標(biāo)競賽中可加2.0分。

3.3 制粉系統(tǒng)參數(shù)波動或系統(tǒng)異常引發(fā)的問題

制粉系統(tǒng)的某些參數(shù)非正常波動或系統(tǒng)出現(xiàn)異常會引起鍋爐燃燒不穩(wěn)，甚至?xí)斐稍O(shè)備損壞和鍋爐滅火事故。因此，對制粉系統(tǒng)存在的發(fā)生頻率高、代表性強(qiáng)、發(fā)生后對系統(tǒng)影響大的問題進(jìn)行分析總結(jié)，對于設(shè)備安全健康運行、降低同類事故發(fā)生的概率、提高運行和管理水平是很有幫助的。

3.3.1 單臺給煤機(jī)皮帶撕裂后磨煤機(jī)單進(jìn)雙出運行方式引發(fā)的著火

給煤機(jī)因皮帶撕裂停止運行，該磨煤機(jī)在單進(jìn)雙出的情況下運行近10h，當(dāng)另一側(cè)給煤機(jī)的原煤倉因堵煤停運磨煤機(jī)后不到20min，一直在停運狀態(tài)下的皮帶被撕裂的給煤機(jī)則發(fā)生著火。

事后分析著火的原因為:給煤機(jī)的出口閘板關(guān)閉后，其密封性可以滿足截斷煤粉的要求，但不能完全截斷熱風(fēng)，因此，磨煤機(jī)的混合風(fēng)存在向上返風(fēng)的可能性。給煤機(jī)皮帶被撕裂后，大量的煤經(jīng)過開裂的皮帶落到給煤機(jī)內(nèi)，將給煤機(jī)西頭的密封風(fēng)出口堵住。此時，給煤機(jī)內(nèi)基本上沒有密封風(fēng)，磨煤機(jī)的混合風(fēng)(270℃左右)大量返回給煤機(jī)內(nèi)。在這10h中，給煤機(jī)內(nèi)的積煤被混合風(fēng)加熱，已接近燃點，停運磨煤機(jī)后密封風(fēng)完全失去，加劇了溫升，燃煤自燃后將皮帶引燃，最終發(fā)生火情。

應(yīng)對措施:皮帶被撕裂后給煤機(jī)著火與西頭的密封風(fēng)出口完全堵住以及給煤機(jī)的出口閘板不能完全截斷熱風(fēng)有直接關(guān)系，在皮帶被撕裂后及時停運該制粉系統(tǒng)是最佳的處理方式。

3.3.2 正常運行時原煤倉空倉后倒風(fēng)引發(fā)的給煤機(jī)著火

首先，該側(cè)給煤機(jī)斷煤，5min后給煤機(jī)內(nèi)超溫報警且溫度迅速上升，給煤機(jī)內(nèi)返風(fēng)嚴(yán)重，立即關(guān)小熱風(fēng)調(diào)節(jié)門、旁路風(fēng)門，開大磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)節(jié)門并停止給煤機(jī)運行;給煤機(jī)入口門顯示已經(jīng)關(guān)閉，但出口門在關(guān)閉過程中變黃，發(fā)故障報警;準(zhǔn)備切換磨煤機(jī)時，給煤機(jī)內(nèi)著火、爆燃。整個過程僅有十幾分鐘。

分析著火的原因為:給煤機(jī)斷煤后，熱風(fēng)攜帶著煤粉經(jīng)過給煤機(jī)、原煤倉逆行向上流動，當(dāng)時進(jìn)入給煤機(jī)內(nèi)的風(fēng)粉溫度達(dá)到了270℃左右;停運給煤機(jī)后，由于振打等原因，會在入口門處沉積部分煤粉，給煤機(jī)皮帶在長時間被熱風(fēng)加熱的情況下，首先被烤焦、著火，進(jìn)而點燃給煤機(jī)入口門周圍煤粉;煤粉在給煤機(jī)入口門處溫度很高，遇到著火源后瞬間爆燃。事后到皮帶層原煤倉入口檢查，發(fā)現(xiàn)該側(cè)原煤倉內(nèi)已經(jīng)沒有存煤，火警事件發(fā)生后也沒有從給煤機(jī)處清理出積煤。事后檢查和分析均認(rèn)定原煤倉空倉是引發(fā)此次事故的主要原因。

應(yīng)對措施:空倉引發(fā)給煤機(jī)著火后，反應(yīng)及處理時間只有十幾分鐘，及時減熱風(fēng)和關(guān)旁路風(fēng)門可起到控制作用，同時關(guān)閉對應(yīng)側(cè)給煤機(jī)的出、入口門，如果還控制不住給煤機(jī)溫升則果斷停磨煤機(jī)是最佳處理方式，在停磨煤機(jī)的過程中，應(yīng)注意控制進(jìn)入磨煤機(jī)的風(fēng)溫。

3.3.3 磨煤機(jī)大罐進(jìn)水

當(dāng)時情況是機(jī)組并網(wǎng)后啟動磨煤機(jī)，當(dāng)磨煤機(jī)啟動后，開啟兩側(cè)給煤機(jī)，磨煤機(jī)電流隨即下降到70A左右(正常電流不低于113A)，機(jī)組負(fù)荷不見上升。開啟第2臺磨煤機(jī)，現(xiàn)象相同，磨煤機(jī)料位遲遲不能建立，磨煤機(jī)出口溫度低;料位建立后，逐漸開大容量風(fēng)門，料位會突然快速下降，無法保持穩(wěn)定，致使負(fù)荷帶不上去;火檢頻繁閃動，啟動后的磨煤機(jī)出現(xiàn)失火跳閘，被迫進(jìn)行長時間的暖磨和吹掃。后來在0m處檢查中發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)兩端容量風(fēng)管結(jié)合面有滲水跡象，查清原因為磨煤機(jī)大罐進(jìn)水。

原因分析:停機(jī)期間對磨煤機(jī)出口分離器改造時，對分離器內(nèi)部用水進(jìn)行了沖洗，沖洗水進(jìn)入了磨煤機(jī)大罐，致使煤進(jìn)入磨煤機(jī)后全部變成煤泥，磨煤機(jī)出粉很少，機(jī)組負(fù)荷不上升，噴燃器著火不正常，火檢頻閃，引起磨煤機(jī)失火跳閘。

應(yīng)對措施:磨煤機(jī)進(jìn)煤后，隨容量風(fēng)的逐漸開啟，機(jī)組負(fù)荷應(yīng)正常上升，若不上升應(yīng)查找原因;磨煤機(jī)進(jìn)煤，正常料位應(yīng)上升，遇有料位異常，必須聯(lián)系控儀專業(yè)人員吹掃料位表管，必要時停運給煤機(jī)，防止發(fā)生堵磨跑粉事件。判斷出磨煤機(jī)大罐進(jìn)水，應(yīng)加少量煤繼續(xù)暖磨、吹掃，防止波浪瓦損傷，直到磨煤機(jī)大罐內(nèi)的水被烘干為止。分離器沖洗后有存水時，應(yīng)及時交待運行專業(yè)人員做好啟動磨煤機(jī)后的準(zhǔn)備和調(diào)整工作。

3.3.4 磨煤機(jī)一側(cè)的進(jìn)口小絞龍損壞

磨煤機(jī)小絞龍暴露的問題為:出現(xiàn)2次支撐棒斷裂，小絞龍停轉(zhuǎn)。第一跡象是一次風(fēng)管風(fēng)速快速下降，磨煤機(jī)出口溫度降低，同側(cè)料位快速下降，磨煤機(jī)入口管即開始積煤，一直堵到給煤機(jī)。

原因分析:小絞龍支撐因磨損、強(qiáng)度降低等原因發(fā)生斷裂，給煤機(jī)下煤在磨煤機(jī)入口存積，堵塞了煤進(jìn)入磨煤機(jī)的通道和磨煤機(jī)風(fēng)粉混合物的出口通道，溫度下降及風(fēng)速降低，造成磨煤機(jī)單側(cè)出粉。由于小絞龍位于中空軸外，中空軸與磨煤機(jī)軸頸形成煤進(jìn)入磨煤機(jī)的通道和磨煤機(jī)風(fēng)粉混合物的出口通道，煤從下部進(jìn)入，煤粉混合物從上部流出。最終，因小絞龍斷裂，發(fā)生煤堵塞此通道現(xiàn)象。

應(yīng)對措施:2個一次風(fēng)管一次風(fēng)速快速降低，首先檢查小絞龍運轉(zhuǎn)情況;在正常運行中，要注意檢查、傾聽磨煤機(jī)兩端是否有異音，確定小絞龍運行是否正常;出現(xiàn)小絞龍支撐棒斷裂停轉(zhuǎn)的情況時，只能停磨煤機(jī)進(jìn)行處理，防止積煤到給煤機(jī)。

3.3.5 磨煤機(jī)變速箱損壞

在運行中發(fā)生此問題時，若磨煤機(jī)電流出現(xiàn)大幅度上升現(xiàn)象，運行人員能及時就地到位并停運磨煤機(jī)，就能減輕變速箱的損壞。

應(yīng)對措施:巡檢時注意傾聽磨煤機(jī)是否有異音，還可用紅外線測溫儀測量外殼溫度，及早發(fā)現(xiàn)異常跡象，如磨煤機(jī)電流波動時首先到就地查看，磨煤機(jī)電流大幅度上升時應(yīng)及時停運磨煤機(jī)。在報警中磨煤機(jī)電流加大異常報警，提醒運行人員注意。

4 結(jié)束語

在解決磨煤機(jī)分離器的清理、低負(fù)荷維持集中燃燒方式等問題的同時，華電濰坊發(fā)電有限公司內(nèi)部也進(jìn)行了磨煤機(jī)容量風(fēng)的開度、磨煤機(jī)鋼球裝載量的調(diào)整優(yōu)化工作，對磨煤機(jī)分離器回粉管的內(nèi)錐進(jìn)行了技術(shù)改造，制粉系統(tǒng)發(fā)生的異常問題在生產(chǎn)現(xiàn)場也得到了良好的管控，諸多綜合措施的實施使鍋爐燃燒的安全性與經(jīng)濟(jì)性得到了明顯的提升。2009年在煤源、煤質(zhì)很不理想的情況下，該公司#3，#4鍋爐的燃燒安全得到了保證，并且鍋爐的飛灰大渣可燃物與投產(chǎn)初期相比下降1倍多。隨著運行時間的延長，現(xiàn)場還將遇到更多的問題，如果能做到及時預(yù)防并不斷總結(jié)經(jīng)驗，必能保證超臨界機(jī)組制粉系統(tǒng)及鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運行。

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[2]容鑾恩.燃煤鍋爐機(jī)組[M].北京:中國電力出版社，2004.

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