大型火力發(fā)企業(yè)磨煤機煤粉管道堵塞原因分析及處理

陳志峰 白德龍 王榮 孫健 潘海斌 高旭東

摘要：某火力發(fā)電廠在600 MW磨煤機停運期間進(jìn)行了磨煤機煤粉管割管防磨檢查，發(fā)現(xiàn)大面積粉管堵塞，通過檢查發(fā)現(xiàn)原因為系統(tǒng)阻力大、吹掃不徹底、防爆蒸汽電動門內(nèi)漏、未及時發(fā)現(xiàn)燃燒器壁溫超溫，并制定了嚴(yán)格執(zhí)行停磨后吹掃5 min的運行措施、開展磨煤機單粉管吹掃工作、加強燃燒器壁溫巡視等，解決了磨煤機粉管堵塞的問題，保證了磨煤機制粉系統(tǒng)的暢通、燃料的正常輸出，為鍋爐正常運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;磨煤機;粉管堵塞;吹掃

中圖分類號：TM611.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 背景綜述

在目前國內(nèi)外大型火力發(fā)電企業(yè)中，磨煤機作為對進(jìn)入鍋爐爐膛燃燒的煤粉進(jìn)行研磨、篩選、分離的重要設(shè)備，其運行的效率和性能在整個機組安全經(jīng)濟運行中具有重大影響，在發(fā)電企業(yè)機組正常運行中起到了至關(guān)重要的作用，是發(fā)電企業(yè)尤為重要的輔助機械設(shè)備[1]。在磨煤機中，燃煤首先在磨煤機中被磨輥研磨成大小不一的顆粒，然后進(jìn)入煤粉分離器進(jìn)行分離處理，使得顆粒粒徑較小的合格燃煤煤粉從磨煤機上端的分離器上部出粉口分離出來，分離出來的煤粉通過煤粉管道進(jìn)入鍋爐爐膛內(nèi)進(jìn)行充分燃燒。而對于那些顆粒粒徑較大的不合格的煤粉顆粒則被篩選出來，從磨煤機下端分離器的煤粉出口流出，通過磨煤機的回粉裝置循環(huán)回送到磨煤機內(nèi)重新進(jìn)行研磨，產(chǎn)生的新的合格煤粉進(jìn)入鍋爐爐膛燃燒。在此期間，煤粉管道作為連接磨煤機與鍋爐爐膛內(nèi)部的重要環(huán)節(jié)，其安全可靠的運行尤為重要。

本文針對某大型火力發(fā)電企業(yè)600 MW燃煤機組中磨煤機停運期間進(jìn)行了磨煤機煤粉管割管防磨檢查，發(fā)現(xiàn)了大面積的煤粉管道堵塞，并通過分析其堵塞原因制定了相應(yīng)的具體措施，很好地解決了磨煤機煤粉管道堵塞的問題，切實保障了磨煤機制粉系統(tǒng)的暢通，保證了燃料的正常供應(yīng)，為機組鍋爐的正常運行奠定了堅實基礎(chǔ)。

2 事件經(jīng)過

2.1 故障過程

現(xiàn)場檢修工作人員在磨煤機煤粉管道割管，進(jìn)行防磨檢查工作時，發(fā)現(xiàn)1號鍋爐E磨煤機3號角煤粉管道堵塞，經(jīng)檢查確認(rèn)，從E磨煤機分離器出口的第一個彎頭水平段處至17 m垂直段處共計約80 m粉管道堵塞。隨即進(jìn)入爐內(nèi)對燃燒器噴口處檢查，發(fā)現(xiàn)E磨煤機3號角燃燒器噴口處結(jié)焦堵塞，如圖1所示。

2.2 原因分析

經(jīng)過現(xiàn)場檢查，煤管內(nèi)煤粉干燥，未發(fā)現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，可判斷為近期堵塞，通過查閱運行曲線、運行參數(shù)并無明顯變化，可初步判斷為長時間緩慢積粉所致，從鍋爐平臺17 m煤粉管彎頭處開始逐漸堵塞?；炇胰藛T從事件發(fā)生的前一個月開始調(diào)取化驗室煤粉取樣樣本，發(fā)現(xiàn)E磨煤機取樣正常，則進(jìn)一步判斷粉管堵塞在事故發(fā)生的前一個月之內(nèi)。又經(jīng)過對E磨煤機正常運行出口快關(guān)門進(jìn)行調(diào)查曲線，數(shù)據(jù)表明出口快關(guān)門處于全開狀態(tài)，開反饋正常，排除了因磨煤機出口快關(guān)門未開到位導(dǎo)致發(fā)生粉管堵塞的情況[2]。工作人員隨即現(xiàn)場檢查E磨煤機粉管的可調(diào)性縮孔，發(fā)現(xiàn)四角開度均處在80%左右的開度，可確切排除人為誤關(guān)或關(guān)小可調(diào)縮孔的情況。為確保人為因素導(dǎo)致的事件發(fā)生，經(jīng)熱工人員檢查磨煤機出口快關(guān)門關(guān)反饋信號，未發(fā)現(xiàn)磨煤機運行中關(guān)閉單個快關(guān)門處理缺陷的事件，排除了磨煤機運行中關(guān)閉單個閥門導(dǎo)致系統(tǒng)積粉的可能。1號機組鍋爐側(cè)C、D、E磨煤機的給煤方式一般為混煒煤種配合神華西北或煤精晶煤，混煒煤種的水分偏高，導(dǎo)致E磨煤機出口溫度偏低，通過查看日常運行方式，出口溫度在52～58℃之間，如圖2所示，同比A磨煤機出口溫度偏低，約10℃左右，煤粉溫度偏低使煤粉流動性變差，流動阻力增加[3]，且E3粉管距離磨煤機距離最遠(yuǎn)、彎頭最多、系統(tǒng)阻力最大，是造成E3粉管堵塞的重要原因之一。

在磨煤機正常停運備用時，運行值班人員對磨煤機的停止操作不規(guī)范，停運磨煤機后對其吹掃時間較短。經(jīng)調(diào)閱DCS系統(tǒng)測點曲線[4]，一般吹掃時間在1 min 20 s左右，違反了發(fā)電企業(yè)輔助機械運行規(guī)程中相關(guān)操作“磨煤機停止后檢查磨煤機熱風(fēng)擋板關(guān)閉，進(jìn)行不少于5 min的風(fēng)管吹掃后，依次手動關(guān)閉磨煤機冷風(fēng)擋板、沒有遵守一次風(fēng)關(guān)斷擋板”的要求，對停運磨煤機后吹掃的不夠徹底，是造成本次E磨煤機3號角粉管道堵塞的主要原因。

在對本次煤粉管道堵塞進(jìn)行其他因素分析，查閱運行、檢修日志及日常維護(hù)操作記錄后，發(fā)現(xiàn)E磨煤機的防爆蒸汽電動門發(fā)生過一次內(nèi)漏事件，而防爆蒸汽電動門的內(nèi)漏則會導(dǎo)致煤粉管道內(nèi)部的煤粉濕度增大，導(dǎo)致煤粉管道內(nèi)部局部發(fā)生積粉現(xiàn)象，這是造成E磨煤機3號角煤粉管道堵塞的誘因之一[5]。在機組基建時期，每臺鍋爐側(cè)的燃燒器均配置有燃燒器壁溫測點裝置，在實際運行中，E磨煤機如發(fā)生煤粉管道堵塞，則相應(yīng)的煤粉管道堵塞后燃燒器壁溫測點必然會超溫，從燃燒器壁溫測點裝置能夠及時查看，但運行巡檢人員未能及早發(fā)現(xiàn)問題，通過查閱巡檢記錄本，發(fā)現(xiàn)各燃燒器壁溫測點均填寫不準(zhǔn)確。另外，在E磨煤機3號角壁溫測點裝置的巡回檢查功能跳動至第三點后則不能正常運行，2號角處的燃燒器壁溫測點顯示裝置斷電，未能及時發(fā)現(xiàn)燃燒器壁溫超溫是導(dǎo)致未能發(fā)現(xiàn)粉管堵塞的重要原因之一。

3 存在的問題

綜合上述的各項原因分析，總結(jié)過往的運行、檢修磨煤機經(jīng)驗，暴露了存在的一些問題：一是公司相關(guān)專業(yè)人員對煤粉管道可能存在的堵塞防范意識不夠強。特別是運行值班人員對煤粉管道堵塞的防范意識不夠強、不夠重視，未能完全貫徹執(zhí)行停運磨煤機后吹掃5 min的運行措施要求;二是日常的系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備巡回檢查工作不到位。運行值班人員對系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備巡回檢查不全面、不到位，沒有能夠及時發(fā)現(xiàn)燃燒器壁溫測點裝置的超溫現(xiàn)象及檢測儀器的缺陷;三是在磨煤機及附屬煤粉管道相關(guān)日常維護(hù)工作中不夠仔細(xì)、不夠扎實。設(shè)備部熱工控制人員對設(shè)備的定點檢查、相關(guān)維護(hù)不夠扎實，各層燃燒器壁溫檢測儀存在自動巡回檢測失靈、電源線路故障等情況，未能及時發(fā)現(xiàn)存在的缺陷并聯(lián)系處理。四是由于多方因素干擾，對磨煤機系統(tǒng)一直未進(jìn)行徹底的一次風(fēng)調(diào)節(jié)平衡試驗，不能有效地判斷磨煤機粉管管道內(nèi)的流暢均勻性是否滿足運行需求。

4 預(yù)防措施

在今后的磨煤機系統(tǒng)日常運行工作中，運行值班人員要提高認(rèn)識，加強煤粉管道堵塞的防范意識，認(rèn)真做好磨煤機系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備參數(shù)的對比分析工作，且要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)運行規(guī)程中制定的停運磨煤機后吹掃5 min的運行措施，同時要處理好企業(yè)節(jié)能工作與安全工作之間的關(guān)系，在切實保障安全穩(wěn)定的情況下盡最大限度做好節(jié)能工作。發(fā)電部要吸取本次磨煤機煤粉管道堵塞的經(jīng)驗教訓(xùn)，對磨煤機系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備的定期維護(hù)，并要進(jìn)行公司級的方案商討，將工作不斷優(yōu)化、趨于完善，認(rèn)真執(zhí)行磨煤機單根煤粉管道的吹掃工作。發(fā)電部要針對本次磨煤機煤粉管道堵塞的經(jīng)驗教訓(xùn)，加強對運行人員巡回檢查制度的督促工作，切實提高運行人員對燃燒器壁溫測點裝置的巡視[6]，及時組織開展設(shè)備運行狀況分析，提升運行值班人員的綜合應(yīng)變能力。設(shè)備部熱工人員要及時將燃燒器壁溫檢測儀缺陷修復(fù)完整，并做好日常的設(shè)備維護(hù)工作。

要求運行值班人員在磨煤機正常停運時必須要維持住磨煤機出口溫度在65℃以下，且停止給煤機運行后，待磨煤機電流不發(fā)生持續(xù)降低，方可停止磨煤機運行。經(jīng)徹底整改后，機組的各臺磨煤機在具備風(fēng)速監(jiān)測的情況下，一次風(fēng)管道內(nèi)風(fēng)粉混合物的流速不得低于18 m/s，切實做好保障煤粉管內(nèi)風(fēng)粉混合物的介質(zhì)流速工作，保證可靠的管道內(nèi)部運行環(huán)境。公司經(jīng)研究決定，對所有磨煤機均按照規(guī)定開展了一次風(fēng)調(diào)整平衡試驗[7]。公司加強對發(fā)電部運行值班人員的培訓(xùn)工作，從理論到實際，從筆試到實操，不斷提升運行值班人員的系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備運行分析水平，通過對磨煤機的出力、出口風(fēng)壓、出口溫度等參數(shù)的精細(xì)運行分析，及時發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的參數(shù)變化情況。公司在機組DCS集中控制畫面中設(shè)置了各臺磨煤機各個煤粉管道煤粉風(fēng)速測點，并按照整改要求加裝了煤粉流模塊，作為運行值班人員監(jiān)視煤粉管道運行狀況的主要方法和手段。

5 結(jié)語

通過對某發(fā)電企業(yè)磨煤機煤粉管道堵塞進(jìn)行了系統(tǒng)性分析，結(jié)合生產(chǎn)實際與運行情況，發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致煤粉管道堵塞的原因為系統(tǒng)阻力大、吹掃不徹底、防爆蒸汽電動門內(nèi)漏、未及時發(fā)現(xiàn)燃燒器壁溫超溫，這些問題會給磨煤機以至于鍋爐燃燒系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來嚴(yán)重威脅。因此通過發(fā)電企業(yè)吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，制定了嚴(yán)格的操作規(guī)程，必須執(zhí)行停運磨煤機后吹掃5 min的運行措施，并切實做好磨煤機單根煤粉管道的吹掃工作，加強燃燒器壁溫測點裝置巡視等，以保證機組鍋爐磨煤機及燃燒系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)

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