中速磨煤機動態(tài)分離器應用經(jīng)驗總結(jié)

摘 要：上海重型機械廠有限公司生產(chǎn)的HP983DY型中速磨煤機采用了由變頻器拖動的旋轉(zhuǎn)分離器作為粗細粉的分離裝置。通過我廠二期實際應用中動態(tài)分離器運行調(diào)整、故障處理及相關(guān)事故的總結(jié)分析以借鑒經(jīng)驗，做到及時發(fā)現(xiàn)正確處理，確保機組安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：動態(tài)分離器；工作原理；運行調(diào)整；常見故障

1 動態(tài)分離器的工作原理和介紹

在選用直吹制粉系統(tǒng)的鍋爐中，采用擋板式離心分離器在正常運行中由于不能做到隨時調(diào)整。隨著煤質(zhì)變化和磨煤機出力變化，不能有效的將細的煤粉從粗煤粉中分離出來，會導致細煤粉在磨煤機里再次循環(huán)，增加細煤粉的循環(huán)次數(shù)，含有大量細煤粉的研磨區(qū)域會降低研磨效率和磨機研磨能力，增加了制粉單耗。對于鍋爐來說，造成飛灰含碳量增加，鍋爐燃燒效率下降。磨煤機動態(tài)分離器利用空氣動力學和離心力將細煤粉從粗煤粒中分離出來，分離器依靠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，使帶粉氣流旋轉(zhuǎn)，正常運行時產(chǎn)生的離心加速度約8～10g，在最大轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生的離心加速度約20g，因此分離的主要作用是粒子的離心力分離，而葉片的撞擊作用相對小得多。煤粉粒子在旋轉(zhuǎn)分離區(qū)內(nèi)水平方向主要受攜帶氣流的牽引力和離心力作用，當粒子受到的離心力大于氣流的牽引力時，粒子就會分離出來。從受力情況分析，粒子直徑越大，則所受的離心力相對于牽引力來說越大，粒子越易分離出來；分離器轉(zhuǎn)速越高，粒子受到的離心力越大，直徑較小的粒子也能分離出來。它可以有效地減少了細煤粉在磨煤機內(nèi)部的循環(huán)次數(shù)，大大提高了研磨效率和磨煤機能力。

正常運行中制粉系統(tǒng)出力與通風量須經(jīng)常跟隨負荷變化而調(diào)整，而傳統(tǒng)的檔板式煤粉分離器系統(tǒng)由于在運行中無法在線調(diào)整，所以磨煤機輸出的煤粉細度變化較大， 燃盡率低，經(jīng)濟效益較差。動態(tài)分離器通過可調(diào)整變頻器和可編程控制器，由一個交流變頻電動機來驅(qū)動，分離器轉(zhuǎn)速可以通過變頻器實現(xiàn)無級變速調(diào)節(jié)，確保了煤粉細度可以根據(jù)煤質(zhì)和負荷變化情況進行調(diào)節(jié)，增加了機組的經(jīng)濟性。

2 正常啟停操作及運行中的調(diào)整

在磨煤機的啟動過程中，分離器宜在原煤由給煤機落入磨煤機前啟動。這樣在磨煤機開始研磨前就形成了一定的通風阻力。有以下好處：一是有利于磨煤機輸出合格的煤粉；二是有利于盡早的在磨煤機內(nèi)部形成一層穩(wěn)定的煤層，減少磨煤機啟動初期的振動；三是降低了磨煤機啟動初期就大量出粉對主汽壓力、溫度等參數(shù)的影響。

在磨煤機停運過程中，分離器宜隨磨煤機停運而自行停止。這樣做雖然要延長磨煤機通風吹掃的時間，但是可以保證磨煤機出粉的細度的要求以及減小磨煤機內(nèi)存煤快速排除對主汽壓力和溫度的影響。分離器旋轉(zhuǎn)過程中吹掃，還可以有效防止煤粉進入分離器動靜結(jié)合間隙，造成下次啟動的卡澀。

正常運行中分離器的轉(zhuǎn)速應當是按照是實驗數(shù)據(jù)給定出的轉(zhuǎn)速與煤量對應關(guān)系曲線自動調(diào)整的。但是在實際運行中，入爐煤質(zhì)和運行工況是時刻變化的。很多時候我們可以通過設偏置的方法來改變分離器轉(zhuǎn)速，從而達到更安全經(jīng)濟運行的目的。

改變分離器轉(zhuǎn)速主要能達到改變煤粉細度和磨煤機通風阻力兩個目的。增加分離器轉(zhuǎn)速，煤粉細度增加，燃燒提前，火焰中心溫度就會降低。減少分離器轉(zhuǎn)速，煤粉細度減小，燃燒推遲，火焰中心就會升高。以此可以輔助進行不同負荷的燃燒調(diào)整。增加分離器轉(zhuǎn)速，磨煤機出粉會減少；降低分離器轉(zhuǎn)速，磨煤機出粉會增加。這樣可以短時間改變磨煤機出力。如磨煤機的差壓增大，呈現(xiàn)出堵煤的跡象，就可以短時間內(nèi)適當?shù)慕档蛣討B(tài)分離器轉(zhuǎn)速來使磨煤機輸出的煤量大于進入磨煤機的煤量，減少磨煤機內(nèi)部積煤，降低磨煤機進出口差壓，使之恢復到正常水平，然后重新調(diào)整到一個穩(wěn)定的工況。

3 動態(tài)分離器運行調(diào)整及常見故障處理

3.1 磨煤機動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速投自動后特性分析

（1）分離器轉(zhuǎn)速投自動時，分離器轉(zhuǎn)速設定值跟蹤給煤機指令，在給煤機指令超過60%后，分離器轉(zhuǎn)速變化幅度大，轉(zhuǎn)速上升快，導致磨煤機出口阻力增加，一次風速下降，影響磨煤機的出粉能力。分離器的轉(zhuǎn)速設定值應滿足磨煤機磨碗差壓的基礎上適當提高，避免差壓大，出粉不及時，造成一次風量降低，惡化磨煤機的運行工況。

（2）在磨煤機動態(tài)分離器由較高轉(zhuǎn)速向低轉(zhuǎn)速下降過程中，由于磨煤機通風阻力快速減小，磨煤機內(nèi)部存留的煤粉大量的吹入爐膛，導致爐膛內(nèi)燃料量過量，分離器出口中間點溫度也隨之增加，后在協(xié)調(diào)的作用下逐漸調(diào)整至正常。故調(diào)整中注意分離器變頻器轉(zhuǎn)速的調(diào)整要緩慢進行，更不能多臺磨同時進行大幅度增減。防止爐內(nèi)煤粉量與協(xié)調(diào)煤量瞬間不一致，給協(xié)調(diào)造成擾動。

（3）加負荷時磨煤機煤量快速增加，隨之動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速也加快較多，這樣就引起加負荷初期各臺磨煤粉出粉量較以往維持較低轉(zhuǎn)速時有所減小，初期加負荷時燃燒率不如以往強，汽壓也將下降較多。減負荷時與上述過程相反，由于分離器轉(zhuǎn)速也隨之下降，磨瞬間出粉增多，導致減負荷初期爐膛實際燃燒率減小較慢，不利于主汽壓力的下降。

（4）因鍋爐對煤粉變化比較敏感，在多臺磨煤機分離器轉(zhuǎn)速大幅變化時。首先要穩(wěn)定機組工況，避免分離器轉(zhuǎn)速再次提高，如降低變負荷速率等，在恢復時盡量采取單臺處理的原則，一臺磨一臺磨的去處理，分別手動降低分離器轉(zhuǎn)速，操作時幅度也不要過大，避免采用提高一次風壓等共性的措施，防止多臺磨煤機同時出粉而導致中間點溫度快速上升。同時注意磨煤機煤量及一次風量，磨煤機煤量達到60t/h運行時間不宜過長，防止磨煤機堵磨。

3.2 磨煤機動態(tài)分離器跳閘

磨煤機動態(tài)分離器跳閘是磨煤機較常見的異常工況。前面已經(jīng)論述一旦動態(tài)分離器跳閘，磨煤機通風阻力大大降低，大量煤粉（煤粉細度急劇增大）會在短時間噴入爐膛，造成爐膛內(nèi)的熱負荷急劇增加。從而導致中間點溫度、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度快速升高；磨煤機出口一次風粉混合物壓力升高擾亂爐內(nèi)動力場，造成火焰偏斜；磨煤機出口溫度升高、磨煤機電流可能降至空載電流，振動隨之增大。從而危及機組的安全運行。

4 典型運行實例介紹

4.1 事件名稱： 31磨煤機動態(tài)分離器跳閘 ，3號鋼帶機頭部灰渣溫度高

事件發(fā)生時間、經(jīng)過和處理情況：

2011年5月11日17：28分，運行當班期間，DCS畫面發(fā)“A磨動態(tài)分離器變頻器報警”信號，主值翻閱31制粉系統(tǒng)畫面，發(fā)現(xiàn)31磨動態(tài)分離器已跳閘，31磨煤機電流由54A降至33A，給煤量52t/h，立即匯報副值長，同時監(jiān)視主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、壁溫等各項參數(shù)均在正常范圍內(nèi)，未發(fā)生明顯變化。隨即聯(lián)系設備部電氣二次、爐控班到場檢查處理。17：40分，除灰值班員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)#1渣斗和#3渣斗擠渣器監(jiān)視畫面消失，同時翻看#3爐底渣畫面發(fā)現(xiàn)#3鋼帶機頭部溫度有上漲趨勢，立即匯報主值。主值立即安排巡檢到就地檢查，并在上位機將#3爐鋼帶機頭部風門打開?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)#3碎渣機上部軟連接由于灰渣溫度高，著火冒煙。主值立即用就近滅火器進行滅火。由于渣斗溫度較高，其中#1渣斗一玻璃觀察窗損壞，#3渣斗擠渣器攝像頭損壞。主值將此情況匯報副值長、專業(yè)主管。17：45分，主值監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)攝像頭大屏幕畫面中#3撈渣機觀察窗內(nèi)渣量異常增大，通過輔控網(wǎng)畫面中#3撈渣機鋼帶頭部溫度迅速上升至260℃，并且還有上漲趨勢，立即匯報副值長，副值長令逐漸減31磨煤量至28T/H，同時降負荷至600MW。18：28分，電氣班回話動態(tài)分離器測絕緣正常，設備部就地檢查后無法判斷31磨煤機動態(tài)分離器跳閘原因，申請停運31磨，進行分離器變頻器更換。18：30分，#3鋼帶機溫度降至100度左右，將#3鋼帶機頭部風門和底部風門關(guān)閉，對#3鋼帶機進行全面巡檢后匯報副值長。18：49分，啟動35制粉系統(tǒng)運行，19：19分，停止31制粉系統(tǒng)運行，應副值長令負荷升至660MW，配合電氣二次人員上票處理31磨動態(tài)分離器。

原因分析：

（1）事故直接原因分析：31磨動態(tài)分離器跳閘，磨煤機通風阻力迅速降低，31磨煤機出口煤粉細度急劇變粗，煤粉燃燒不充分，未燃盡的煤粉顆粒在鋼帶機上燃燒。31磨煤機風煤比發(fā)生變化，伴有水冷壁部分渣量集中脫落，待集中脫落的焦渣排出后，鋼帶機頭部溫度恢復正常。

（2）事故根本原因分析：動態(tài)分離器變頻器故障。

4.2 事件名稱：43磨煤機動態(tài)分離器跳閘

事件發(fā)生時間、經(jīng)過和處理情況：

2013年4月11日，#4機組負荷426MW，主汽壓力18.6MPa，再熱器壓力2.6MPa，中間點溫度401度，爐膛負壓-150Pa，43給煤機煤量34t/h， 41、42、43、44、46制粉系統(tǒng)運行，45制粉系統(tǒng)備用。17：41分，DCS畫面發(fā)“43磨動態(tài)分離器變頻器報警”、“43磨煤機動態(tài)分離器跳閘”信號，檢查發(fā)現(xiàn)43磨煤機動態(tài)分離器電流為零，轉(zhuǎn)速為零，43磨煤機電流由47A降至34A，主值立即將中間點溫度偏置降至-5度，同時令副值解除43給煤機自動，將43給煤機煤量降至20t/h，令主巡將燃燒器擺角由68%降至59%，并降低主再熱蒸汽溫度設定值，令爐側(cè)巡檢就地檢查43磨煤機動態(tài)分離器， 17：46分，爐側(cè)巡檢匯報43磨煤機動態(tài)分離器就地控制柜有報警，故障代碼“F0001”，為過流保護動作，立即通知電氣一次、電氣二次、轉(zhuǎn)機班及鍋爐點檢檢查。18：02分，應副值長令，啟動45制粉系統(tǒng)，停運43磨煤機。18：20分，電氣二次交待43磨煤機動態(tài)分離器報警為過流報警，未發(fā)現(xiàn)其它異常，將43磨煤機動態(tài)分離器電機停電。18：30分，電氣一次測43磨煤機動態(tài)分離器電機絕緣合格，直阻正常。機務檢查未發(fā)現(xiàn)異常，要求試啟動43磨煤機動態(tài)分離器。18：40分，啟動動態(tài)分離器后未發(fā)現(xiàn)異常，轉(zhuǎn)速最高升至510rpm，隨后停運。

原因分析：43磨煤機動態(tài)分離器電機過流。

4.3 事件名稱： 3號機鋼帶機頭部溫度異常升高異常分析

事件發(fā)生時間、經(jīng)過和處理情況：

2013年11月04日白班，15：50分機組負荷660MW，總煤量290T/h ，總風量2050T/h ，六大風機運行，31、32、33、34、35制粉系統(tǒng)運行。15：55分，由于機組總煤量在290T/h上下波動且主汽壓力波動超過0.5MPa，主值令副值待主汽壓力穩(wěn)定后準備啟動36制粉系統(tǒng)，16：01分除灰值班員電話匯報，三號爐鋼帶機頭部溫度較高且上升較快，詢問三號爐是否進行吹灰或有其它操作，主值回復三號爐沒有任何操作，由于吹灰系統(tǒng)有工作，中午12：20分吹灰結(jié)束后執(zhí)行工作票隔離措施，下午未進行吹灰，同時對鋼帶機各部溫度進行查看，發(fā)現(xiàn)鋼帶機頭部溫度達200℃，立即令副值對機組參數(shù)進行全面檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯異常，并派爐側(cè)巡檢對鋼帶機就地運行情況進行檢查，是否有大焦塊掉落現(xiàn)象，16：05分機組負荷降至640MW，總煤量280T/h，就地巡檢匯報鋼帶機下部較亮且有火星冒出，立即對風門擋板及畫面進行檢查，開大AA層托底風開度，同時派巡檢對燃燒器擺角進行檢查，對運行磨煤機動態(tài)分離器進行檢查，16：15分對運行制粉系統(tǒng)檢查發(fā)現(xiàn)31磨煤機煤量50T/h，運行電流35A，較正常運行電流偏?。?2T/h正常應該53A左右），磨煤機動態(tài)分離器電流22.4A，轉(zhuǎn)速470rpm，其它參數(shù)無明顯異常，經(jīng)查看曲線，發(fā)現(xiàn)31磨煤機電流15：50分由55A降低到37A，判斷為31磨煤機運行異常引起鋼帶機頭部溫度異常升高，立即匯報副值長，解除機組AGC，此時機組負荷620MW，降低機組負荷至550MW，降低31磨煤機煤量，同時開大31磨煤機冷風調(diào)門控制出口溫度，降低31磨煤機煤量同時，31磨煤機動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速明顯上升，16：20分31磨煤機煤量20T/h，此時31磨煤機動態(tài)分離器電流由24A突變至37A后恢復正常，31磨煤機電流突然升高至44A后逐漸穩(wěn)定在38A，后鋼帶機頭部溫度逐漸恢復正常，經(jīng)查看31制粉系統(tǒng)參數(shù)，磨碗差壓由3.7KPa降至3.0KPa，磨煤機出口風粉混合物壓力由1.5KPa上升至3.5KPa，31磨煤機動態(tài)分離器在磨煤機電流突降前由22A突升至33A后恢復正常，其余參數(shù)均無明顯變化，16：25分啟動36制粉系統(tǒng)，停運31制粉系統(tǒng)交檢修檢查處理。16：26分，#3爐干排渣機系統(tǒng)爐底進風溫度降至150℃，恢復正常運行方式。04日03：20分，試運31磨煤機動態(tài)分離器，就地檢查實際轉(zhuǎn)速正常，DCS顯示運行狀態(tài)正常，恢復31制粉系統(tǒng)備用。06：00分，啟動31制粉系統(tǒng)，正常。

原因分析：

（1）事故直接原因分析：31制粉系統(tǒng)異常。

（2）事故根本原因分析：運行中磨煤機動態(tài)分離器發(fā)生卡澀現(xiàn)象并未發(fā)生跳閘。

5 運行經(jīng)驗總結(jié)

動態(tài)分離器正常投入自動，根據(jù)磨煤機煤量變化改變分離器轉(zhuǎn)速，保證煤粉細度始終在經(jīng)濟細度運行，轉(zhuǎn)速與煤量的對應曲線以試驗測得。

磨煤機剛啟動時，動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速不能太高，否則將影響磨煤機本體振動，導致振動劇烈。

磨煤機啟動后在進煤前，及時啟動動態(tài)分離器，否則煤粉過粗對鍋爐汽溫影響較大。

動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速高、低直接影響磨煤機阻力，磨碗上下差壓變化，動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速高，一次風壓力低的情況下，可導致磨煤機熱風調(diào)門全開，仍不能滿足磨煤機風量要求。

動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速過高，影響制粉系統(tǒng)出力，煤量大情況下容易發(fā)生磨煤機堵煤現(xiàn)象，在高負荷要嚴密監(jiān)視磨碗差壓的變化，差壓持續(xù)升高，應降低分離器轉(zhuǎn)速或降低磨煤機煤量運行。

動態(tài)分離器運行對磨煤機電流影響較大，發(fā)生動態(tài)分離器跳閘后，磨煤機電流將降至空載電流，煤粉變粗影響汽溫變化。

動態(tài)分離器跳閘，尤其是下層制粉系統(tǒng)，31磨煤機動態(tài)分離器跳閘，未燃盡的煤粉將直接落在鋼帶機上繼續(xù)燃燒，導致鋼帶機局部過熱，影響鋼帶機安全運行及設備安全。

發(fā)生動態(tài)分離器跳閘，應及時降低磨煤機煤量至最低煤量，盡量減小影響，低煤量可以維持運行。

負荷變動期間，尤其是在高負荷600MW以上且負荷變動頻繁，由于磨煤機煤量在高低煤量之間大幅波動，動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速變化較大，對機組協(xié)調(diào)影響較大。

動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速高，磨煤機熱風調(diào)門開度大，磨煤機入口風溫高，磨煤機排渣口容易冒煙著火。

運行期間觀察單臺磨煤機煤量大于55T/H，分離器轉(zhuǎn)速高情況下，鍋爐汽壓波動幅度較大。

發(fā)生動態(tài)分離器跳閘還應根據(jù)該層的位置有針對性的處理。若上層磨動態(tài)分離器跳閘，雖然會有上述基本情況發(fā)生。但是，從磨煤機里噴出粗粉將會在下落過程中燃盡，另外是在下面各層風能夠托住粗煤粉，大的渣不會掉到鋼帶機上。若是分離器跳閘發(fā)生在下層磨煤機時，粗的煤粉單靠一層托底風不足以將粗煤粉托住，這樣會導致下層磨煤機煤量高時，分離器一跳閘大量粗粉噴入爐膛，部分未燃盡的粗粉落到鋼帶機上。最終導致鋼帶機機頭溫度升高。因此，當下層磨煤機動態(tài)分離器發(fā)生跳閘后，應當全開燃燒器的托底風及該層的燃料風、輔助風；聯(lián)系除灰人員開打鋼帶機頭部、底部冷卻風門，加強鋼帶機冷卻；降低該磨煤量，同時盡快停運該磨煤機。防止大量未燃盡的粗粉及含碳量高的大渣落到鋼帶機上燒壞鋼帶機設備。此外，高負荷發(fā)生磨煤機動態(tài)分離器跳閘還應當采取措施（如降低總煤量）防止機組超負荷和鍋爐嚴重超壓。

參考文獻

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[2]陳飛，劉曉萌.中速磨煤機動態(tài)分離器優(yōu)化節(jié)能調(diào)節(jié)[J].電力與能源，2015，36（3）：428-429.

（作者單位：河北國華滄東發(fā)電有限責任公司）