1 000 MW機組雙進雙出磨煤機料位故障原因分析及處理

李存懷

(華電國際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273522)

1 設(shè)備概況

近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，大容量、高參數(shù)的超臨界及超超臨界機組逐漸成為我國火電發(fā)展的主要方向，主設(shè)備選擇都能滿足要求，但輔助設(shè)備特別是重要輔機的可靠性和經(jīng)濟性是大容量機組面臨的主要課題。華電國際鄒縣發(fā)電廠四期工程2 ×1 000 MW機組磨煤機采用的是沈陽重型機械廠引進法國ALSTOM公司技術(shù)生產(chǎn)的BBD-4360型雙進雙出、正壓直吹低速筒式鋼球磨煤機，每臺鍋爐配6臺磨煤機。#7機組于2006年12月投產(chǎn)，#8機組于2007年7月投產(chǎn)。磨煤機料位測量使用差壓式測量裝置，輔以電耳配合(已經(jīng)不用)。

2 差壓式料位測量原理

對于筒式磨煤機，進入磨煤機的一次風(fēng)量和送出的煤粉量之間有直接關(guān)系，這個關(guān)系即風(fēng)煤比，必須保持恒定，以保證磨煤機負荷控制得到較好的平衡。風(fēng)煤比在很大程度上取決于筒式磨煤機的裝煤量，因此，磨煤機內(nèi)的煤量必須保持一定量，料位測量由深度探針系統(tǒng)完成。差壓式料位計采用深度探針測量系統(tǒng)，該測量方式多用于容器上，采用低速噴射空氣的原理。流量調(diào)節(jié)裝置使測量管子中的空氣流量保持適當?shù)牡退?，管子中的壓力p與液體密度ρ和噴射點與自由大氣距離h有關(guān)，p=ρh。

如果對壓力做相應(yīng)標度，就可直接讀出液柱高度。如果液體表面不處于大氣壓力下，而是在一個受壓容器中，采用差壓測量法也可測出液位高度。同理，在壓力變化的容器中采用差壓法進行測量，必須以內(nèi)部變化的壓力值作為基礎(chǔ)參考點，調(diào)節(jié)出動態(tài)跟蹤式衡壓差源，再將此種壓力源轉(zhuǎn)化為檢測氣流，檢測氣流噴吹到筒體內(nèi)動態(tài)變化壓力下的懸浮煤粉和被測量的煤粉層之間才能實現(xiàn)準確測量。測量原理如圖1所示。

圖1 差壓式料位測量原理

3 系統(tǒng)應(yīng)用狀況

投運初期，#7，#8鍋爐部分磨煤機料位存在料位建立困難、料位指示不準、料位波動大等問題，影響磨煤機出力，嚴重制約了機組帶負荷能力。差壓料位是運行中的重要參數(shù)，必須控制在600～900 Pa，其目的是保持磨煤機內(nèi)部充足、恒定的存煤量，從而保證一定的風(fēng)量下始終運載同樣數(shù)量的煤粉，便于快速進行負荷調(diào)節(jié)，同時還可減少鋼球和磨煤機鋼瓦之間的磨損，保證制粉的經(jīng)濟性。料位不穩(wěn)定致使運行中頻繁建料位：加煤建料位→滿磨→減煤→料位吹空→再加煤建料位，如此反復(fù)，也在一定程度上影響爐渣、飛灰的含碳量。另外，料位不穩(wěn)定會造成經(jīng)常解除機組自動發(fā)電控制(AGC)進行調(diào)整，導(dǎo)致#7，#8機組AGC投運率非常差，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)磨煤機差壓料位正?？刂圃?00～900 Pa，而磨煤機料位被調(diào)量為磨煤機兩端料位較低值，若有一個料位顯示為零或低料位點晃動大，給煤機便無法投入自動。

(2)熱工人員外部測量管線未發(fā)現(xiàn)無異常，多數(shù)是磨煤機內(nèi)部原因，短期停磨又無法進行徹底檢查；缺陷長期存在，造成投入自動的磨煤機臺數(shù)較少，有時6臺磨煤機僅有2臺或3臺能投入自動，自動調(diào)整品質(zhì)較差，機組協(xié)調(diào)方式無法投入。

(3)料位指示不準就無法給運行人員提供有價值的運行參數(shù)，只能通過磨煤機電流的變化及總風(fēng)量的變化來判斷磨煤機內(nèi)存粉位情況，導(dǎo)致運行調(diào)整易產(chǎn)生盲區(qū)，即使勉強投入自動，當料位指示波動較大時必然導(dǎo)致給煤量出現(xiàn)大幅增減，造成燃燒不穩(wěn)定，主蒸汽溫度及主、再熱蒸汽壓力大幅度波動。同時，磨煤機內(nèi)料位不確定會導(dǎo)致磨煤機出力不穩(wěn)定，最終導(dǎo)致協(xié)調(diào)方式無法投入，AGC頻繁解除。

4 系統(tǒng)存在的問題

4.1 管路泄漏和堵塞

磨煤機料位測量原理是通過低速噴射空氣形成的背壓來間接反映料位的變化，壓力的變化能瞬間反映料位的變化，因此，對測量管路的氣密性和通暢性都有較為嚴格的要求，特別是管路的焊接處、轉(zhuǎn)換接頭處、PU管的插接處、變送器的接頭處等，尤其要保證無泄漏、無堵塞。

4.2 檢測氣流壓力、流量不穩(wěn)

由于系統(tǒng)設(shè)計不合理、使用時間過長、減壓閥設(shè)定不合理、壓縮空氣質(zhì)量不高以及壓力流量控制閥質(zhì)量不好等原因?qū)е孪到y(tǒng)用檢測氣流壓力、流量不穩(wěn)，測量的可靠性無法得到保證。表現(xiàn)為料位忽高忽低，很難穩(wěn)定下來，運行時不易發(fā)現(xiàn)料位的準確狀況。

4.3 上探針脫落或變形

對于差壓式料位測量系統(tǒng)，上探針主要是感測磨煤機內(nèi)部的壓力，通過比例-積分-微分(PID)控制保證檢測氣流的恒定，對測量的影響不是太大。但是，其測量的準確性反饋到調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一定程度上會影響后期控制。通過調(diào)節(jié)壓縮空氣的流量，保證壓縮空氣的壓力始終比磨煤機內(nèi)壓力高1 500 Pa(料位的量程)。

4.4 下探針丟失

對于差壓式料位測量系統(tǒng)，下探針是測量的基礎(chǔ)。正常料位差壓的檢測值起始點是下探針端口全部被煤粉淹沒后，此時上、下探針之間開始產(chǎn)生壓差。下探針端口被煤粉淹沒的高度值決定壓差值的大小。下探針丟失后，相當于煤粉厚度減少了100多mm，探針端口以上煤粉很薄，易導(dǎo)致給煤量變化時料位同步響應(yīng)變化值卻很微小。

5 改進方案

(1)將測量管路有接頭的部分去掉，不允許存在變徑接頭，金屬材質(zhì)的接頭使用焊接的方法，PU材質(zhì)的接頭使用自粘帶或密封膠密封，減少漏氣的可能性；大小修時對測量管路進行氣密封檢查，并做好監(jiān)督；測量部分管路直徑不能太小，最好使用?20 mm的不銹鋼管；磨煤機密封風(fēng)箱內(nèi)的接頭不易檢查到，檢查時應(yīng)特別注意；檢查吹掃管線，設(shè)置合適的吹掃時間，加強管路吹掃；定期吹掃儀用氣管路，停磨時檢查吹掃電磁閥閥芯的靈活程度和密封性。

(2)檢查料位差壓檢測裝置的調(diào)節(jié)閥，設(shè)定減壓閥壓力調(diào)節(jié)；檢查PID參數(shù)的設(shè)置，保證調(diào)節(jié)可靠、穩(wěn)定；對壓縮空氣進行定期排污，同時檢查儲氣罐和減壓閥。

(3)大小修時檢查測量系統(tǒng)磨煤機內(nèi)部上探針，發(fā)現(xiàn)變形、脫落、噴嘴方向改變應(yīng)及時處理，同時加裝護板，確保運行的可靠性。

(4)大小修時檢查測量系統(tǒng)磨煤機內(nèi)部下探針，發(fā)現(xiàn)變形、脫落、端口開裂應(yīng)及時處理。

6 效果分析

通過以上檢查處理，四期工程12臺磨煤機都能建立正常料位，且能在設(shè)計料位狀態(tài)下運行，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)負荷響應(yīng)能力提高。對鍋爐負荷變化的響應(yīng)可采取改變?nèi)剂狭康姆椒?，由于風(fēng)煤比恒定，因此，改變一次風(fēng)量即可以調(diào)整鍋爐負荷，調(diào)整時僅時滯12～20 s，比治理前的負荷響應(yīng)速度提高10 s以上。

(2)磨煤機內(nèi)存粉類似粉倉作用。當給煤系統(tǒng)發(fā)生故障時，磨煤機筒體內(nèi)煤粉的儲存量可在近10 min內(nèi)持續(xù)滿足鍋爐燃燒供粉的需求。

(3)磨煤機出粉細度可靠，保證煤粉迅速著火與燃盡，非常利于低負荷的穩(wěn)定燃燒。

(4)制粉的經(jīng)濟性保證了制粉系統(tǒng)磨煤機單耗的降低，一定負荷下制粉量所需要的電量進一步減少，減少了廠用電率，達到了節(jié)能減排的目的。

7 結(jié)束語

檢查和處理發(fā)現(xiàn)的問題后，將磨煤機制粉系統(tǒng)料位控制在高料位運行，與其他測量方式(如電耳測量等)和低料位值運行效果相比，在料位建立速度、響應(yīng)給煤率的變化速度以及響應(yīng)負荷的變化速度都有了較大的提高，磨煤機的電耗、負荷響應(yīng)時間都有所降低。雙進雙出鋼球磨煤機和直吹系統(tǒng)中存在多種煤粉形式，由于煤粉細度不同，只有最適于燃燒的煤粉對燃燒的影響較大，因此，只有精確檢測和合理控制料位，才能獲取盡可能多的適于燃燒的煤粉，保證最優(yōu)的燃燒、準確的運行數(shù)據(jù)和良好的經(jīng)濟指標，真正在節(jié)能減排方面起到應(yīng)有的作用。