可靠性技術(shù)在鍋爐制粉運行及檢修中的應(yīng)用

陳富珍

（酒鋼集團宏晟電熱公司，甘肅 嘉峪關(guān)735100）

某電熱公司兩臺300 MW機組采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，但由于原煤中存在雜物，機組運行一段時間后就會出現(xiàn)制粉系統(tǒng)堵塞、出力降低等問題，最終導(dǎo)致兩臺機組等效可用系數(shù)降低，嚴(yán)重影響了機組的可靠性。

為解決此問題，通過對磨煤機定期清掃的時間與頻次進行跟蹤分析，最終確定在輸煤皮帶上安裝兩臺旋轉(zhuǎn)勾齒式除雜物機的解決方案，此設(shè)備投運后不僅推遲了分離器的清掃時間，而且還延長了制粉系統(tǒng)的利用小時數(shù)，真正提高了機組等效可用系數(shù)。

1 磨煤機除雜裝置的特點

某電熱公司目前所用電煤品種多而雜，性質(zhì)不一，煤種雜質(zhì)也是各種各樣，原煤的儲藏、運輸、破碎等工作均由儲運部承擔(dān)，而儲運在輸煤的過程中只有一次原煤篩分，只能進行原煤的初步破碎而不能實現(xiàn)雜物的清除。發(fā)電用煤在生產(chǎn)及運輸過程中，大量的石塊、木塊、破布、稻草、炮線及纖維等雜物會摻雜在煤炭中。雖然在燃煤輸送系統(tǒng)中設(shè)有多種篩分設(shè)備，但是由于這些篩分設(shè)備本身結(jié)構(gòu)和工作原理不完善，無法克服雜物堵塞、卡滯的現(xiàn)象發(fā)生，篩分很難達到理想的效果。

某電熱公司300 MW機組磨煤機為鋼球滾筒式磨，雜物進入制粉系統(tǒng)的磨煤機后，會嚴(yán)重影響磨煤機的工作效率，造成磨煤機經(jīng)常卡滯，嚴(yán)重時還會損壞磨煤機，甚至使雜物被磨煤機內(nèi)的熱風(fēng)吹入機體，進入煤粉分離設(shè)備，將分離器的熱風(fēng)擋板堵塞，影響煤粉分離效果，并造成風(fēng)粉壓力不穩(wěn)定，煤粉在爐內(nèi)不能充分燃燒，使鍋爐的飛灰及爐渣含量上升，降低燃燒效率，直接導(dǎo)致發(fā)電成本增加。

2 原磨煤機除雜裝置對機組可靠性的影響

酒鋼集團宏晟電熱公司300 MW機組現(xiàn)使用磨煤機共計6臺，每臺鍋爐配兩套分離設(shè)備。為避免煤中雜物堵塞分離器，平均每20天就需停運磨煤機進行人工清掃。單臺磨煤機每次清掃用時6 h，期間共影響機組發(fā)電負荷300 MW（相當(dāng)于主機停運1 h），直接導(dǎo)致主機等效可用系數(shù)下降，經(jīng)濟效益降低。2012年磨煤機實際清掃時間統(tǒng)計見表1。

表1 2012年磨煤機實際清掃時間統(tǒng)計表（單位：h）

以新#3機組3臺磨煤機為例進行分析計算：

等效停用小時：

式中，D為機組降低出力數(shù)；T為降低出力狀態(tài)持續(xù)小時數(shù) ；GMC為毛最大容量。

新#3機組的等效可用系數(shù)（全年）＝（機組全年可用小時－等效停用小時）／統(tǒng)計期間小時。

新#3機組主機的等效可用系數(shù)：

EAF＝ （8 760－23．56）／8 760×100% ＝99．73%

計算可得新#3機組全年的等效可用系數(shù)約為99．73%（不考慮機組大、小修，只考慮新#3爐B煤輔機定檢磨煤機分離器清掃的因素）。

由于磨煤機分離器的清掃，影響新#3機組等效可用系數(shù)0．27%，相當(dāng)于主機停運23．56 h；所以磨煤機分離器的清掃是影響機組可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，必須集中力量進行研究和改進。

3 旋轉(zhuǎn)勾齒式除雜物機的安裝

3．1 可行性分析

為有效提高機組利用率，宏晟電熱公司運用了某公司生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)鉤齒式篩分除雜物裝置，能夠很好地解決火力發(fā)電廠制粉及燃煤系統(tǒng)的卡堵問題。該設(shè)備對最小粒度大于有效分離間隔的塊狀雜物分離效率達到85%以上且不發(fā)生阻煤，對于細長軟性雜物，長度大于鉤齒間隙的除雜物分離率達到90%以上。

在充分考慮了原煤的輸送過程和設(shè)施布置后，最終將此設(shè)備安裝地點選在儲運二號轉(zhuǎn)運站，其加8A、8B兩臺皮帶機系皮帶托輥角度為25°、帶速20 m／s，膠帶寬度B＝1．2 m，膠帶滾筒直徑Φ1 000 mm，滾筒中心距地面高度為820 mm，安裝鉤齒式除雜物機空間較寬松。同時皮帶下方有較大空間，交通也很方便，清出的雜物通過落料管輸送到底層后能夠方便清運，保證不影響輸煤系統(tǒng)環(huán)境，滿足企業(yè)文明生產(chǎn)的要求。

3．2 安裝調(diào)試

2012年11月，鉤齒式除雜物機按照計劃在二號轉(zhuǎn)運站開始安裝，年前主體工程已經(jīng)安裝完畢，之后又經(jīng)過一個多月的調(diào)試，目前該裝置已經(jīng)可以投入運行。安裝調(diào)試期間遇到了一些困難，但經(jīng)過公司相關(guān)技術(shù)人員的討論研究，最終成功克服困難，順利投產(chǎn)。遇到的主要問題及解決方法如下：

（1）除雜裝置安裝完畢準(zhǔn)備接線時，發(fā)現(xiàn)兩臺裝置的驅(qū)動電機銘牌不一致，無法核準(zhǔn)容量，電源開關(guān)的選取和MCC容量能否滿足需要得不到驗證，因此無法接線，設(shè)備不能投入運行。解決方法：技術(shù)人員判斷為驅(qū)動電機銘牌安裝錯誤，并及時更換為正確銘牌，最終將電源就近接至燃油段MCC。

（2）除雜裝置安裝完畢進行調(diào)試時，時常發(fā)生堵煤信號誤發(fā)，造成輸煤皮帶停止，影響正常上煤。

解決方法：在經(jīng)過仔細研究后，發(fā)現(xiàn)＋8皮帶下料口裝有一個用以防止煤流四散的罩殼，在罩殼的一側(cè)有開口，用鐵制擋簾遮擋，當(dāng)下料口發(fā)生堵煤時，煤通過開口溢出堆積在堵煤信號傳感器的下襯板上，當(dāng)煤量足夠多，將擋簾頂?shù)揭欢ㄎ恢糜|碰到旁邊的堵煤信號傳感器，皮帶就會自動停止。正常運行中，由于勾齒與煤流運動方向相反，煤塊碰到勾齒時會四散開來，一部分動量較大的煤塊可能會碰到擋簾，而后堆積在堵煤信號傳感器襯板上，進而造成皮帶停運。原因找到后，公司及時與儲運部進行聯(lián)系，協(xié)商將堵煤傳感器的固定襯板位置進行移動，在此之后再也沒發(fā)生過堵煤信號誤發(fā)，皮帶停運的事件。

（3）除雜裝置投入運行后，發(fā)現(xiàn)雜物箱每隔兩三個小時就被裝滿，除雜裝置被迫停運，否則將造成雜物管道堵塞，甚至影響原煤運輸。

解決方法：究其原因，除雜裝置的勾齒間距為80 mm，而儲運部的篩分器間距為80 mm×150 mm，因此造成原煤中部分尺寸較大的煤塊被當(dāng)做雜物除去，造成雜物量增大。經(jīng)過分析認(rèn)為，儲運部的篩分裝置間距過大，若減小間距則有大量原煤經(jīng)過碎煤機，將造成碎煤機過負荷，因此需要將碎煤機更換為較大型號，此事難以實現(xiàn)。在與廠家進行交流后決定將除雜裝置的勾齒間距由80 mm放大至120 mm，經(jīng)過一周的改造，目前除雜裝置運行良好。

4 效益分析

4．1 經(jīng)濟效益

除雜裝置投入運行后，預(yù)計每臺磨煤機每三個月進行一次分離器清掃，每年減少14次，節(jié)約的發(fā)電利潤損失：

生產(chǎn)三作業(yè)區(qū)發(fā)電成本價0．30元（平均），售出的電價0．36元（平均）。

6臺×14次×6 h×50 000（kWh）×（0．36－0．30）元＝151．2萬元。

節(jié)約人工費：按每次用工3人，人工工資每人130元計算，可節(jié)省人工費：3人×14次×130元＝5 460元。

合計直接經(jīng)濟效益為151．2萬元＋0．5萬元＝151．7萬元。

本次安裝兩臺旋轉(zhuǎn)鉤齒式除雜物機，費用每臺82萬元，兩臺合計164萬元。其中包括土建工程3萬元，設(shè)備費152萬元（含落料管及運雜物車），安裝費6萬元，運雜費3萬元。

由以上經(jīng)濟效益分析可得1．07年可收回改造成本，之后節(jié)約的發(fā)電利潤全部為經(jīng)濟收入。

通過本次改造，不但解決了磨煤機分離器清掃機組降負荷，而且降低了廠用電率，減輕職工勞動強度，更重要的是達到了提高機組的運行可靠性、保證職工人身安全的目的。

4．2 其他效益

（1）由于大量摻燒高揮發(fā)份的劣質(zhì)煤，安裝除雜物機既有效減少磨煤機的啟停次數(shù)，還可避免制粉系統(tǒng)爆炸，降低鍋爐受熱面汽溫變化幅度，防止鍋爐受熱面因應(yīng)力變化導(dǎo)致的漏泄，最終提高了機組運行的可靠性。

（2）原煤中含有部分尺寸過大的煤塊、石頭、鐵塊等，容易造成給煤機堵塞，尤其當(dāng)給煤機被大塊鐵塊或有鋒利棱角的煤塊或石頭堵住時，極有可能造成給煤機皮帶被劃破，影響磨煤機出力，還對檢修工作造成極大的不利。

（3）原煤中的木頭、石頭等進入磨煤機后占據(jù)磨內(nèi)空間，由于其質(zhì)量輕、強度小，不能進行原煤的破碎和研磨，因而只是減小了磨煤機的出力，甚至有大塊鐵、石頭等卡在磨煤機絞龍?zhí)帲斐啥旅海g龍著火或者支撐桿斷裂的事故發(fā)生。

（4）分離器被雜草破布堵塞后造成磨內(nèi)憋壓，入爐煤粉嚴(yán)重變粗，引起送粉管堵塞、煤粉運行下降等。粗細不一的煤粉進入爐膛后由于著火時間不一致容易造成火焰閃爍，燃燒失穩(wěn)，同時過粗的煤粉難以燃盡，造成灰渣含碳量增加，鍋爐效率嚴(yán)重降低。

5 結(jié)束語

旋轉(zhuǎn)勾齒式除雜物機已在某電熱公司2×300 MW機組安裝投運，事實證明：改造的目標(biāo)完全達到，機組的安全性和經(jīng)濟性明顯提高，對實現(xiàn)公司節(jié)能降耗、挖潛增效的生產(chǎn)目標(biāo)拓展了思路，意義深遠。

［1］ 周家啟，蔣錦峰，孫渝江，謝開貴．電力可靠性基本名詞術(shù)語（中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）［S］．北京：中國電力出版社，2004．

［2］ 郭永基．電力系統(tǒng)可靠性分析［M］．北京：清華大學(xué)出版社，2003．

［3］ 馮俊凱．鍋爐原理及計算（第二版）［M］．北京：科學(xué)出版社，2005．