碗式磨煤機(jī)常見(jiàn)異常處理分析

吝軍鋒 馬建賓

（陜西國(guó)華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西 神木 719300）

現(xiàn)代火力發(fā)電廠中速碗式磨使用已相當(dāng)?shù)钠占?。中速碗式磨煤機(jī)作為火力發(fā)電廠重要的制粉設(shè)備 ，它的任務(wù)是將原煤干燥、磨碎成一定細(xì)度的煤粉 ，以便送入鍋爐中燃燒。在火電廠生產(chǎn)中經(jīng)常遇到磨煤機(jī)的各種故障，或者因其他故障而影響到磨煤機(jī)的正常運(yùn)行，從而進(jìn)一步發(fā)展為威脅磨煤機(jī)本身、甚至威脅電廠主設(shè)備的事故。本文通過(guò)某發(fā)電廠600MW亞臨界鍋爐HP1003磨煤機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行分析，從而從運(yùn)行操作角度，總結(jié)出磨煤機(jī)安全運(yùn)行需注意的問(wèn)題，為提高機(jī)組安全性、經(jīng)濟(jì)性提供途徑。

1 中速碗式磨煤機(jī)的原理

原煤的碾磨和干燥同時(shí)進(jìn)行。一次風(fēng)通過(guò)噴嘴環(huán)均勻進(jìn)入磨環(huán)周圍，將從磨環(huán)上切向甩開(kāi)的煤粉吹送至磨機(jī)上部的分離器，在分離器中進(jìn)行分離，粗粉被分離出來(lái)返回磨環(huán)重磨，合格的細(xì)粉被一次風(fēng)帶出分離器。難以粉碎且一次風(fēng)吹不起的較重的石子煤、黃鐵礦、鐵塊等通過(guò)噴嘴環(huán)落到一次風(fēng)室，被刮進(jìn)石子煤斗，由人工定時(shí)清理。

2 碗式磨煤機(jī)運(yùn)行中所遇到的問(wèn)題及對(duì)策

2.1 煤濕造成給煤機(jī)出口堵塞

根據(jù)長(zhǎng)期的運(yùn)行觀察，當(dāng)煤質(zhì)中水分含量超過(guò)15%時(shí)，給煤機(jī)出口至磨煤機(jī)落煤管粘煤加劇。連續(xù)運(yùn)行3小時(shí)便會(huì)出現(xiàn)落煤管堵塞甚至堵死。水分含量愈大，粘煤速度愈快。落煤管堵死后，會(huì)造成實(shí)際進(jìn)入鍋爐的燃料量下降，負(fù)荷迫降。而堵塞在給煤機(jī)出口的原煤，使得給煤機(jī)皮帶、給煤機(jī)清掃鏈過(guò)負(fù)荷跳閘，甚至損壞。

另外，給煤機(jī)出口至磨煤機(jī)落煤管剛剛開(kāi)始堵塞時(shí)，往往煤量等遠(yuǎn)方參數(shù)均無(wú)變化。盤(pán)上發(fā)現(xiàn)堵塞往往是通過(guò)磨煤機(jī)分離器出口溫度上升快、磨煤機(jī)電流下降等參數(shù)才發(fā)現(xiàn)。這些參數(shù)都比較滯后，因此發(fā)現(xiàn)堵煤時(shí)，工況已經(jīng)很惡劣了。

例如：某煤電一體項(xiàng)目四臺(tái)600MW機(jī)組，2009年春節(jié)過(guò)后，因煤礦生產(chǎn)穿越水層，來(lái)煤水分達(dá)17%。每天每臺(tái)給煤機(jī)出口至磨煤機(jī)落煤管堵塞數(shù)次，#3機(jī)組曾出現(xiàn)六臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行堵剩下兩臺(tái)的危險(xiǎn)工況，嚴(yán)重威脅機(jī)組安全。后轉(zhuǎn)變思路，提前觀察。組織人力，敲打落煤管。并在落煤管堵死之前提前主動(dòng)停磨處理。扭轉(zhuǎn)了生產(chǎn)生的被動(dòng)局面。對(duì)策：

（1）嚴(yán)把煤質(zhì)關(guān)。提前對(duì)煤質(zhì)進(jìn)行分析，監(jiān)盤(pán)人員及時(shí)通過(guò)熱冷風(fēng)門變化，結(jié)合就地查看，判斷煤質(zhì)變化及干濕程度，以作好磨煤機(jī)落煤管堵塞事故預(yù)想；

（2）結(jié)合就地給煤機(jī)機(jī)內(nèi)壓力判斷堵塞情況及發(fā)展。平時(shí)磨煤機(jī)落煤管暢通，給煤機(jī)機(jī)內(nèi)的密封風(fēng)，通過(guò)落煤管，磨煤機(jī)，最終到達(dá)爐膛。一般給煤機(jī)內(nèi)壓力維持在2-4KPA。當(dāng)落煤管堵塞時(shí)，阻斷了給煤機(jī)內(nèi)的密封風(fēng)的去路，使得在給煤機(jī)內(nèi)部憋死壓，其壓力和一次風(fēng)壓相當(dāng)。一般給煤機(jī)內(nèi)壓力高于5KPA，堵塞已經(jīng)開(kāi)始加劇。上升到7KPA時(shí)，隨時(shí)出現(xiàn)堵死；

（3）配備強(qiáng)光手電，定期查看給煤機(jī)落煤管。必要時(shí)可減少煤量、甚至短時(shí)間（1-2分鐘）停運(yùn)給煤機(jī)，以減少皮帶上落下的原煤阻礙查看視線，查看落煤管堵塞程度；

（4）觀察磨煤機(jī)電流。正常運(yùn)行中，磨煤機(jī)的電流下降，說(shuō)明磨煤機(jī)出力已經(jīng)下降，進(jìn)入鍋爐的燃料量已經(jīng)減少。應(yīng)結(jié)合當(dāng)時(shí)工況，判斷是否為落煤管堵塞；

（5）加疏通裝置。目前由于設(shè)計(jì)、制造工藝問(wèn)題，在#1機(jī)組C制粉系統(tǒng)安裝了疏通裝置，但效果不理想。

當(dāng)判斷給煤機(jī)落煤管有堵塞時(shí)，應(yīng)提前聯(lián)系人力對(duì)落煤管進(jìn)行敲打，以緩解落煤堵塞。通過(guò)不斷的觀察分析，在堵死之前切換制粉系統(tǒng)，使堵塞的制粉系統(tǒng)停運(yùn)。開(kāi)啟給煤機(jī)人孔端蓋，對(duì)之疏通。

2.2 石子煤著火

現(xiàn)場(chǎng)的石子煤，就磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)排出的原煤中不易被磨碎、重度較大的黃鐵礦、煤矸石、石塊等雜物，其中混有少量的重度較大的煤顆粒，有一定的發(fā)熱量。電廠磨煤機(jī)石子煤著火是十分危險(xiǎn)的異常工況。

（1)當(dāng)來(lái)煤太濕時(shí)，為了維持磨煤機(jī)的干燥出力，就要盡量維持額定的風(fēng)量，額定的分離器出口溫度，甚至維持更高的分離器出口溫度。這就要求開(kāi)大熱風(fēng)，關(guān)小冷風(fēng)，提高混合風(fēng)溫度。

額定出力下，不同濕度來(lái)煤，磨維持分離器出口70℃時(shí)的混合風(fēng)溫度如下表：

煤濕會(huì)造成混合風(fēng)溫度過(guò)高。過(guò)高的混合風(fēng)進(jìn)入磨煤機(jī)風(fēng)環(huán)下部，不斷加熱從風(fēng)環(huán)噴嘴落下的至一次風(fēng)室的石子煤和少量的煤顆粒，造成石子煤自燃。

例如：某電廠#2機(jī)600MW機(jī)組，2010年10月9日，因煤濕，保持六臺(tái)磨煤機(jī)。巡檢發(fā)現(xiàn)E制粉系統(tǒng)石子煤入口處有小細(xì)火星，但是排不干凈，停止E制粉系統(tǒng)，投入消防蒸汽，火星消滅后，啟動(dòng)E制粉系統(tǒng)，運(yùn)行正常；

（2)石子煤刮板變形刮不干凈時(shí)，容易出現(xiàn)著火。石子煤刮板因斷裂、變形等，刮不干凈一次風(fēng)室的石子煤顆粒，石子煤中的少量可燃物不斷被較高溫度的一次風(fēng)所干燥、加熱，最終冒煙著火。

例如：某電廠#1機(jī)600MW機(jī)組，2012年08月01日，檢發(fā)現(xiàn)E磨煤機(jī)石子煤斗冒煙，緊急啟動(dòng)F制粉系統(tǒng) ，停運(yùn)E制粉系統(tǒng)，投入E磨消防蒸汽。檢修打開(kāi)磨煤機(jī)檢查石子煤刮板變形。重新焊接后，投入運(yùn)行正常；

（3)石子煤中原煤太多，也容易造成石子煤著火，因?yàn)檫@時(shí)候石子煤中的可燃物質(zhì)增加，且原煤的燃點(diǎn)相對(duì)石子煤較低。石子煤中原煤過(guò)多的原因，一般是加載力不夠、磨棍或者襯板變形有缺陷造成。

例如：某電廠#1機(jī)600MW機(jī)組，在2009年7月19日B磨煤機(jī)排出石子煤含有煤粒較多，值班主值判斷著火風(fēng)險(xiǎn)大。并將此記入值班記錄。專工指導(dǎo)此臺(tái)磨保持較大風(fēng)量，保持分離器出口溫度65℃左右，打算擇機(jī)對(duì)其進(jìn)行檢修。兩天后的17:45，巡檢發(fā)現(xiàn)#1爐B磨煤機(jī)石子煤斗處冒煙，排石子煤發(fā)現(xiàn)石子煤中煤粒冒煙燃燒。停運(yùn)此故障磨煤機(jī)，投入消防蒸汽滅火，并立即安排檢修檢查。更換襯板3塊，啟動(dòng)后排放的石子煤中原煤顆粒已經(jīng)幾乎看不到，磨運(yùn)行正常。

另外石子煤排放不及時(shí)、控制分離器出口溫度過(guò)高、原煤過(guò)于干燥、煤質(zhì)變?yōu)橐兹济悍N等情況下，也較容易發(fā)生石子煤機(jī)內(nèi)自燃；

目前實(shí)際采取的對(duì)策：

（1）立即將磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板切手動(dòng)控制，降低一磨煤機(jī)一次風(fēng)溫，降低磨煤機(jī)出口溫度（控制到55℃左右）；

（2）對(duì)石子煤進(jìn)行排放；

（3）停磨，并投入磨煤機(jī)消防蒸汽；

（4）確認(rèn)著火熄滅后，方可恢復(fù)磨煤機(jī)正常運(yùn)行方式。

2.3 給煤機(jī)煤量不受控制

（1）煤量突增至最大值且不受控制。這種情況一般為轉(zhuǎn)速探頭故障損壞、控制器故障、變頻器故障等等。發(fā)生此類故障，對(duì)于運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)處理起來(lái)比較棘手。參數(shù)波動(dòng)會(huì)比較大。

例如：某廠600MW機(jī)組，2012年02月02日19:44，F(xiàn)給煤機(jī)煤量突然增大至最大值（67.5 T/H），總煤量由232T/H 上升至242 T/H ，電流33 A上升至37.5 A，立即派人就地檢查F給煤機(jī)，19:47 F給煤機(jī)發(fā)斷煤信號(hào)、皮帶跑偏信號(hào)，19:49緊急停運(yùn) F給煤機(jī)，RB觸發(fā)啟動(dòng)，機(jī)組甩負(fù)荷至568MW，切除機(jī)組協(xié)調(diào)控制，在此期間主汽壓力由16.5 MPa上升至16.95MPa，機(jī)組負(fù)荷最大上升至616.9MW，65秒后復(fù)位RB動(dòng)作信號(hào)，啟動(dòng)E制粉系統(tǒng)運(yùn)行，機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定后，20:00投入機(jī)組協(xié)調(diào)控制。檢修檢查F制粉系統(tǒng)為控制器故障。更換后恢復(fù)正常。

在處理故障中，如果再次遇到這樣或者那樣的故障，處理起來(lái)更加棘手，參數(shù)波動(dòng)會(huì)比較大。

例如：某廠600MW機(jī)組，2011年8月13日17:50，負(fù)荷560MW，E給煤機(jī)突然飛車（給煤機(jī)全轉(zhuǎn)速運(yùn)行，遠(yuǎn)方和就地都無(wú)法控制），切除CCS控制，快速降負(fù)荷，停止E給煤機(jī)，E磨煤機(jī)走空后，停止E磨煤機(jī)。啟動(dòng)F制粉系統(tǒng)時(shí)，F(xiàn)給煤機(jī)入口篷煤，通知檢修敲煤。穩(wěn)定機(jī)組各參數(shù)正常，維持機(jī)組負(fù)荷480MW。18:22檢修敲開(kāi)F給煤機(jī)入口篷煤，啟動(dòng)F制粉系統(tǒng)，加負(fù)荷至580MW。檢修檢查后發(fā)現(xiàn)E給煤機(jī)轉(zhuǎn)速探頭損壞，已經(jīng)更換完給煤機(jī)轉(zhuǎn)速探頭后，啟動(dòng)E制粉系統(tǒng)，運(yùn)行正常。

在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行中，也出現(xiàn)過(guò)給煤機(jī)顯示煤量到零，而就地正常運(yùn)行的狀態(tài)，這里不再累贅。

需要注意的問(wèn)題：

制粉系統(tǒng)發(fā)生堵煤、或者給煤機(jī)煤量不受控制等此類問(wèn)題時(shí)，由于值際煤量已經(jīng)發(fā)生變化、而煤量指令沒(méi)變，或者煤量指令變化而實(shí)際煤量沒(méi)變，或者煤量指令和實(shí)際煤量不符等現(xiàn)象的出現(xiàn)，導(dǎo)致協(xié)調(diào)回路收到與實(shí)際煤量不符的虛假指令的欺騙。這一點(diǎn)在事故處理中不能大意。

例如給煤機(jī)出口落煤管堵煤時(shí)候，實(shí)際進(jìn)入鍋爐的煤量瞬間減少，相當(dāng)于一臺(tái)給煤機(jī)跳閘。但此時(shí)，堵塞的給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速正常，煤量顯示正常，指令也沒(méi)有變，只不過(guò)給的煤沒(méi)有進(jìn)入磨煤機(jī)內(nèi)碾磨，而是在填充落煤管、堵塞給煤機(jī)出口的空間。這時(shí)，協(xié)調(diào)回路認(rèn)為煤量沒(méi)有變化，風(fēng)、水、以及負(fù)荷均沒(méi)有變化。數(shù)分鐘后，主汽壓力下降。此時(shí)協(xié)調(diào)回路認(rèn)為總煤量不足，指令幾臺(tái)給煤機(jī)均勻加煤。當(dāng)監(jiān)盤(pán)人員發(fā)現(xiàn)故障制粉系統(tǒng)后，顯示進(jìn)入鍋爐的總?cè)剂狭恳呀?jīng)很大了。此時(shí)，如果立即啟動(dòng)備用磨，停運(yùn)故障磨，往往因總?cè)剂狭窟^(guò)大，而出現(xiàn)鍋爐超壓、超溫，機(jī)組過(guò)負(fù)荷等一系列的故障，導(dǎo)致事故擴(kuò)大。

目前實(shí)際采取的對(duì)策：

（1）大膽應(yīng)用RB功能。一旦發(fā)現(xiàn)給煤機(jī)煤量最大且不受控制，在確保鍋爐不滅火的前提下，緊停運(yùn)該給煤機(jī)，觸發(fā)RB，機(jī)組自動(dòng)減負(fù)荷。拖延時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致磨煤機(jī)滿煤、鍋爐超壓、機(jī)組過(guò)負(fù)荷等，反而把事件擴(kuò)大化了。因此，盡可能快的把已經(jīng)有了故障的設(shè)備切除，使得故障干擾因素不再計(jì)入?yún)f(xié)調(diào)控制；

（2）盤(pán)面人員心中要有數(shù)，無(wú)論是在CCS、其他控制方式、還是在手動(dòng)，進(jìn)入爐膛多少噸煤帶多少負(fù)荷，大約得多少噸風(fēng)多少噸水，這些都要做到心中有數(shù)。事故情況下的調(diào)節(jié)要向這靠。有時(shí)協(xié)調(diào)受到了欺騙，偏差太大，得手動(dòng)調(diào)節(jié)；

（3）提高設(shè)備健康水平和自動(dòng)化的智能水平。

2.4 正壓直吹式制粉系統(tǒng)中，一次風(fēng)量大幅度變化所造成的事故分析

2002 年10 月15 日07 :30，某330MW機(jī)組，在加負(fù)荷過(guò)程中。啟動(dòng)D磨煤機(jī)，加煤后，主汽壓力上升仍較緩慢。再次加大第D磨煤機(jī)煤量。突然副值發(fā)現(xiàn)剛啟動(dòng)的D磨煤機(jī)熱風(fēng)門開(kāi)度只有5%，冷風(fēng)門開(kāi)度也只有10%左右，煤量已經(jīng)25T/H，而一次風(fēng)量只有5T/H。才想起啟動(dòng)磨煤機(jī)后，忘記開(kāi)熱冷風(fēng)（當(dāng)時(shí)因熱工有工作，未投入風(fēng)量低閉鎖啟磨條件及風(fēng)量低保護(hù)）。此時(shí)距啟動(dòng)給煤機(jī)已過(guò)了4分鐘。副值急忙將熱冷風(fēng)門開(kāi)大，D磨煤機(jī)一次風(fēng)量升至85T/H。此時(shí)主值發(fā)現(xiàn)，爐膛冒正壓，汽包水位急劇上升，急忙調(diào)整汽包水位，還沒(méi)明白什么原因，汽包水位高保護(hù)動(dòng)作，爐MFT。

副值啟動(dòng)D磨煤機(jī)前，未及時(shí)開(kāi)大一次風(fēng)，維持合理的一次風(fēng)量。啟動(dòng)給煤機(jī)后，不斷加煤，原煤被磨成煤粉并在磨煤機(jī)內(nèi)積存。數(shù)分鐘后，磨煤機(jī)內(nèi)已經(jīng)積存相當(dāng)多的煤粉。此時(shí)，緊急開(kāi)啟風(fēng)門，磨煤機(jī)內(nèi)積存的煤粉便在瞬間被送入爐膛。此時(shí)實(shí)際進(jìn)入爐膛的瞬時(shí)煤量可能高達(dá)每小時(shí)上千噸！燃料量的急劇增加，導(dǎo)致負(fù)壓冒正，汽包水位急劇上升，且短時(shí)間內(nèi)上升至保護(hù)值。

結(jié)語(yǔ)

制粉系統(tǒng)故障為火力發(fā)電廠常見(jiàn)故障，以上故障也只是從運(yùn)行的角度，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行觀察，分析了以碗式磨煤機(jī)為原型的制粉系統(tǒng)的一部分較常見(jiàn)故障及目前采取的措施。實(shí)際上，制粉系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生的，有漏粉、震動(dòng)大、異音、突然跳閘、等。這些在檢修的層面分析的比較多。制粉系統(tǒng)的安全運(yùn)行，要從檢修、運(yùn)行兩個(gè)層面不斷總結(jié)分析、不斷積累完善。

[1]王麗英.大型鍋爐中速磨煤機(jī)運(yùn)行的主要問(wèn)題及對(duì)策[J].電站程，2002（01）.

[2]高賢亮等.制粉系統(tǒng)的運(yùn)行.神華國(guó)華錦能600MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程，2010（05）.