300MW流化床機(jī)組給煤系統(tǒng)運(yùn)行分析

郭旭超

摘要：本文針對黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電公司新建2*300MW流化床機(jī)組（三期）給煤系統(tǒng)在調(diào)試及運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，詳盡分析了出現(xiàn)異常的原因，從而制定措施方案，通過優(yōu)化調(diào)整，深入透徹分析給煤機(jī)原理，有效的保證了大型流化床鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：300MW流化床鍋爐；給煤系統(tǒng)；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；異常；分析

引言

黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電公司2*300MW流化床鍋爐是由東方鍋爐廠生產(chǎn)，型號為DG1058-17.5-Ⅱ1，鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)、單汽包、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)、爐頂設(shè)密封罩殼，最大蒸發(fā)量為1058t/h，額定主汽壓力17.5Mpa，再熱蒸汽壓力3.85Mpa，額定主汽溫度541℃，再熱蒸汽溫度541℃。配備2×300MW亞臨界中間再熱單軸雙缸雙排汽、直接空冷式汽輪發(fā)電機(jī)組。本鍋爐采用汽冷式旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣—固分離、高溫回灰、全鋼架支吊結(jié)構(gòu)。采用床下、床上點(diǎn)火器點(diǎn)火。鍋爐給煤系統(tǒng)采用前墻集中布置，爐前布置有八個(gè)給煤口，設(shè)計(jì)最大給煤量228t/h。另外還設(shè)有一個(gè)單獨(dú)的床料添加系統(tǒng)，通過燃料皮帶將床料送至鍋爐床料添加倉，再通過布置在料倉下的皮帶給料機(jī)將床料送入0號給煤機(jī)，通過給煤機(jī)將床料送入爐膛。

一、煤倉的設(shè)計(jì)分析

每臺鍋爐配備四個(gè)原煤斗，爐前8點(diǎn)給煤，每個(gè)煤斗下接2套稱重式給煤機(jī)，每臺鍋爐設(shè)四只鋼煤斗，每只煤斗的幾何容積為570m3，四只鋼煤斗的有效儲(chǔ)煤量可滿足鍋爐BMCR工況8.8小時(shí)（設(shè)計(jì)煤種）的耗煤量。

為防止鍋爐棚煤、給煤機(jī)斷煤、煤倉板結(jié)現(xiàn)象發(fā)生，針對流化床鍋爐對煤質(zhì)要求的特點(diǎn)以及實(shí)際煤質(zhì)外在水分偏大的問題，在安裝時(shí)給各煤倉四周分層裝設(shè)空氣炮，每個(gè)煤倉從不同角度分別裝有34臺空氣炮，可謂全方位無死角，另外在煤倉的前后墻還裝了一套給疏松機(jī)，以保證煤倉能夠順利下煤。在實(shí)際運(yùn)行過程中使用效果良好，特別是給煤疏松機(jī)在運(yùn)行中設(shè)置為每小時(shí)運(yùn)行一次，大大降低了棚煤和斷煤事件的發(fā)生。還有，定期降低4個(gè)煤倉煤位，觀察倉內(nèi)板結(jié)情況，及時(shí)處理積煤，每天檢查一個(gè)煤倉，實(shí)際效果良好，至該措施實(shí)施以來，鍋爐未發(fā)生過一起因煤倉板結(jié)而造成的斷煤事件，保證了鍋爐機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

二、給煤機(jī)選型分析

本鍋爐選用的是由江蘇賽摩集團(tuán)生產(chǎn)的F57耐壓式電子皮帶稱重式給煤機(jī)。該給煤機(jī)主驅(qū)動(dòng)滾筒具有防滑功能，被動(dòng)滾筒具有自潔功能，膠帶張緊裝置調(diào)節(jié)可靠、方便，使膠帶保持張力恒定，保證計(jì)量準(zhǔn)確，有自動(dòng)糾正膠帶跑偏功能，給煤機(jī)具備斷煤、堵煤及上煤不足等監(jiān)測報(bào)警功能，給煤機(jī)下機(jī)體設(shè)有清掃裝置，與煤流接觸的所有部件材質(zhì)均采用不銹鋼。進(jìn)、出口煤閘門能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)啟閉。給煤機(jī)堵煤故障時(shí)，應(yīng)具有反轉(zhuǎn)卸煤功能。在實(shí)際運(yùn)行中這些基本功能都是很實(shí)用的，尤其是皮帶的反轉(zhuǎn)卸煤功能，也就是在就地操作面板上通過簡單的操作就可以實(shí)現(xiàn)給煤機(jī)倒轉(zhuǎn)，在檢修中該功能使用效果良好，檢修中因其他原因，皮帶上的煤暫時(shí)不能給如爐膛時(shí)，就可以用該功能實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)卸煤。

給煤機(jī)設(shè)置有下列保護(hù)：

1.堵煤報(bào)警；

2.變頻器故障報(bào)警；

3.清掃鏈斷鏈報(bào)警；

4.給煤機(jī)超溫報(bào)警；

5.清掃鏈故障報(bào)警；

6.跑偏報(bào)警；

7.進(jìn)口煤流異常報(bào)警；

8.斷煤報(bào)警。

在我廠二期220t/h的流化床鍋爐同樣用的也是江蘇賽摩的皮帶稱重式給煤機(jī)，在正常運(yùn)行中比較穩(wěn)定，大的問題基本沒有，但小問題或多或少還是存在的，主要是給煤機(jī)出料插板動(dòng)作不夠靈活，出現(xiàn)過關(guān)不嚴(yán)的現(xiàn)象，導(dǎo)致在煤倉穿孔或者給煤機(jī)檢修期間不能有效的隔離爐內(nèi)煙氣，在三期運(yùn)行中目前未出現(xiàn)過該情況。再就是給煤機(jī)的稱重器，雖然在調(diào)試期間就做了專業(yè)的稱重驗(yàn)證，但是在運(yùn)行一段時(shí)間后，往往出現(xiàn)稱重不準(zhǔn)的現(xiàn)象，導(dǎo)致煤耗計(jì)算偏差大，我們的做法是每臺給煤機(jī)每個(gè)月進(jìn)行一次零點(diǎn)校驗(yàn)，每年進(jìn)行一次間隔校驗(yàn)，實(shí)際效果良好。還有給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器，在運(yùn)行發(fā)生故障的幾率很高，轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)生故障后，皮帶轉(zhuǎn)速不均，煤量可能發(fā)生大范圍的波動(dòng)，甚至可能滿轉(zhuǎn)速運(yùn)行、煤量顯示異常等問題，要更換轉(zhuǎn)速傳感器時(shí)必須打開給煤機(jī)后蓋板才能進(jìn)行，鍋爐運(yùn)行中要更換轉(zhuǎn)速傳感器必須給煤機(jī)出口插板，關(guān)閉給煤機(jī)密封風(fēng)，這就對出料插板的要求就很高，必須關(guān)嚴(yán)，要不就會(huì)造成煙氣反竄，嚴(yán)重的可能將皮帶燒毀，但就目前的情況來看，問題不是很大，三期給煤機(jī)在運(yùn)行中已經(jīng)成功更換過一次轉(zhuǎn)速傳感器，可見出料插板的性能還是能夠滿足的。

三、給煤機(jī)斷煤分析

給煤機(jī)斷煤問題在運(yùn)行中是十分常見的，但往往斷煤后沒有及時(shí)處理或者處理不當(dāng)，就會(huì)造成一系列的連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)，影響鍋爐機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。給煤機(jī)斷煤分兩種情況，一種是煤倉穿孔，導(dǎo)致煙氣反竄至煤倉；另外一種就是給煤機(jī)進(jìn)煤口棚煤，煙氣不反竄，最終都是皮帶上沒有煤，但處理方式還是有區(qū)別的。

當(dāng)煤倉穿孔斷煤時(shí)，爐膛出口負(fù)壓負(fù)向變大，引風(fēng)機(jī)自動(dòng)關(guān)小動(dòng)葉，氧量先下降再上升，對應(yīng)給煤機(jī)機(jī)頭溫度快速上升，此時(shí)盡快用空氣炮將煤打下，或者啟動(dòng)疏松機(jī)，盡快讓煤壓住反竄煙氣，不能壓住時(shí)，迅速關(guān)閉給煤機(jī)出料插板，出料插板不能關(guān)嚴(yán)時(shí)，及時(shí)關(guān)閉給煤機(jī)進(jìn)料插板；當(dāng)給煤機(jī)進(jìn)煤口棚煤斷煤時(shí)，爐膛負(fù)壓變正，引風(fēng)機(jī)自動(dòng)開大動(dòng)葉，氧量先先下降后上升，給煤機(jī)機(jī)頭溫度無變化，此時(shí)利用最下層空氣炮或者用人工疏通的方法處理。

煤倉棚煤時(shí)，無論是煙氣反竄或者不反，只要給煤機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行人員在DCS上看見給煤機(jī)給煤量是快速下降的，直至下降至零，而實(shí)際上此時(shí)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)加至最快。由于稱重的電子元件在煤倉下煤口前不到2米的距離，所以在DCS上看見給煤已經(jīng)沒有煤量顯示的時(shí)候其實(shí)皮帶上還有煤正在快速的進(jìn)入爐膛，此時(shí)的給煤量實(shí)際為該給煤機(jī)的最大出力，這時(shí)往往運(yùn)行人員將給煤量已經(jīng)加至原來正常運(yùn)行的給煤量，實(shí)際上這時(shí)候的煤已經(jīng)給的太多了，三期給煤機(jī)長約16米，16米的給煤機(jī)大概有15s的時(shí)間才能將皮帶上的煤排空，所以在DCS上看見給煤機(jī)斷煤的時(shí)候氧量會(huì)迅速下降，床溫還會(huì)上漲，汽壓上漲，其實(shí)是在這瞬間加入爐膛的煤要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)前運(yùn)行的煤量了，所以氧量會(huì)下降，床溫上升。對應(yīng)的，在給煤恢復(fù)后，DCS上看見已經(jīng)有流量了，實(shí)際上煤還沒有進(jìn)入爐膛，往往在此時(shí)運(yùn)行人員看見煤有了就把煤立即減了下來，而實(shí)際上給煤機(jī)給煤量在15t/h左右時(shí)要經(jīng)過將近60s的時(shí)間煤才能真正的進(jìn)入爐膛，提前減煤的話，就會(huì)造成在這60s鍋爐燃燒欠煤，就會(huì)使鍋爐負(fù)荷波動(dòng)。所以在給煤機(jī)斷煤后的加減煤過程一定要注意，把握煤入爐膛的時(shí)間，以避免床溫和負(fù)荷有比較大的波動(dòng)，特別是在負(fù)荷低、床溫低、燃燒不穩(wěn)定的時(shí)候，搞清這個(gè)實(shí)際情況是很有必要的。

四、給煤機(jī)落煤管堵煤分析

為最大化的發(fā)揮流化床鍋爐的優(yōu)勢，鍋爐摻燒煤矸石及低熱值中煤是必然趨勢，我廠入爐煤的發(fā)熱量大概控制在3200kcal左右，但是實(shí)際煤質(zhì)外在水分偏大，入場低熱值中煤外在水分超過7%，導(dǎo)致入爐煤的粘度增大，引起煤的流動(dòng)性嚴(yán)重惡化，甚至?xí)斐陕涿汗芏氯?。借鑒老廠經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格控制入爐煤的外在水分，在煤場進(jìn)行嚴(yán)格配煤，化學(xué)嚴(yán)格監(jiān)督，另外在落煤管上加裝空氣炮，設(shè)置為定時(shí)打炮，徹底解決了落煤管堵塞現(xiàn)象發(fā)生。

我廠給煤機(jī)本身設(shè)置有落煤管堵塞報(bào)警，但是報(bào)警點(diǎn)設(shè)置在給煤機(jī)出料插板上方，當(dāng)煤堵塞至該處時(shí)才發(fā)報(bào)警聯(lián)跳給煤機(jī)。但在實(shí)際運(yùn)行中，依據(jù)老廠經(jīng)驗(yàn)，落煤管堵塞往往是在進(jìn)爐膛口出發(fā)生，從下往上堵塞的幾率較大，要是等到觸發(fā)堵煤報(bào)警動(dòng)作，整個(gè)落煤管就已經(jīng)堵實(shí)了，處理起來是相當(dāng)困難。根據(jù)三期鍋爐的實(shí)際情況來看，給煤機(jī)密封風(fēng)流量顯示比較準(zhǔn)確，當(dāng)關(guān)閉給煤機(jī)出料插板后密封風(fēng)風(fēng)量會(huì)瞬間減小，說明正常情況下，密封風(fēng)和播煤風(fēng)是一同吹進(jìn)爐膛的，正常運(yùn)行時(shí)密封風(fēng)風(fēng)量大概有1800m3/h（機(jī)組出力在250MW時(shí)），當(dāng)出料插板關(guān)閉后風(fēng)量會(huì)瞬間減小至900m3/h，下降將近一半，相對應(yīng)的其他給煤機(jī)密封風(fēng)量會(huì)增加100m3/h，同理，若落煤管下煤不暢或者堵塞，該風(fēng)量也會(huì)有明顯的變化，所以，利用該數(shù)據(jù)，可以判斷落煤管下煤是否通暢，可以將給煤機(jī)密封風(fēng)風(fēng)量快速下降作為判斷落煤管下煤通暢與否的一個(gè)指標(biāo)，甚至可以設(shè)置為堵煤報(bào)警觸發(fā)條件，目前我廠正在試驗(yàn)觀察階段。

結(jié)束語

黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電公司三期兩臺機(jī)組168小時(shí)試運(yùn)均已經(jīng)順利結(jié)束，在調(diào)試中我們不斷認(rèn)識、摸索，總結(jié)了上述經(jīng)驗(yàn)，在我廠已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但是我們深知我們還有很多不足，還有許多未知領(lǐng)域需要我們?nèi)W(xué)習(xí)探索，我們將會(huì)更加努力，在困難中摸索，在學(xué)習(xí)中進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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[3]DG1058-17.5-Ⅱ1，編號：114M-SM，東方鍋爐工業(yè)集團(tuán)有限公司使用說明書。