直吹式制粉系統運行中出現問題的原因分析及處理

黃太明

(華電白音華金山發電有限公司，內蒙古 西烏珠穆沁 026200)

1 設備概況

瀘州電廠新建工程2×600 MW機組所配鍋爐為東方鍋爐廠生產的DG2028/17.45-Ⅱ3型鍋爐,采用雙拱形單爐膛，36個雙旋風筒旋風分離式煤粉燃燒器錯列布置于下爐膛前后拱上，采用W型火焰燃燒方式，每臺鍋爐配置6臺由沈陽重型機器廠生產的BBD4060型正壓直吹式雙進雙出鋼球磨煤機(以下簡稱磨煤機)，每臺磨煤機配用2臺稱重式給煤機。制粉系統由專用的一次風機供風，分別由冷、熱一次風通入磨煤機內，以達到對磨煤機出口混合物溫度有效控制之目的。

2 制粉系統運行出現的問題及處理措施

2.1 磨煤機堵塞原因分析及處理

瀘州電廠設計燃用煤源為古敘煤田的無煙煤，制粉系統設計出力為52.5 t/h，主要運行參數如下：磨煤機出口溫度，110 ℃；磨煤機出口風煤比，1.564；煤粉細度，R90=8%。由于目前煤源緊缺，瀘州電廠實際燃用煤源多來自四川宜賓及云南鎮雄地區，其煤質無法保證，制粉系統常常超出力運行，在#1機組168 h試運行期間，當機組帶600 MW負荷時，總燃料量曾達到370 t，平均每臺磨煤機出力達到61 t/h，再加上調試時差壓式料位計不太準確，運行人員欠缺經驗，導致4臺磨煤機運行中因嚴重堵塞而不得不停運清理，嚴重影響了機組的安全運行。為此，筆者做了相關試驗，試驗結果表明，經過對分離器擋板進行調節，在保證磨煤機出力、細度的情況下，6臺磨煤機運行時制粉系統總出力可達到300 t/h以上，單臺磨煤機最大出力可達到53 t/h。在燃用現有煤種的條件下，當機組帶600 MW負荷時，6臺磨煤機總燃料量在300 t/h左右；當機組帶400 MW負荷時，4臺磨煤機總燃料量在200 t/h左右，磨煤機若超過此出力就容易發生堵塞，若煤粉細度得不到保證，也會對鍋爐的穩定燃燒造成威脅。因此，為了防止磨煤機堵塞，可采取以下4項處理措施。

(1)必須保證單臺磨煤機出力在53 t/h以下運行。

(2)磨煤機的料位差壓應在0.5～0.8 kPa區間運行，為保證良好的煤粉細度，料位差壓一般維持在0.7 kPa左右。實際經驗表明，料位的波動對燃燒的影響很大。

(3)容量風擋板的調節應平緩，應避免大幅度的調節。

(4)在磨煤機堵塞吹掃階段，為保證燃燒的穩定，應適當投油助燃。

2.2 粗粉分離器堵塞原因分析及處理

運行中曾出現多臺磨煤機分離器工作不正常的現象，主要表現為磨煤機出口溫度下降很多，煤粉細度很粗，煤粉均勻性很差，調節粗粉分離器擋板煤粉細度變化不大。經過檢查，發現部分粗粉分離器內錐被煤粉堵死，部分分離器內錐回粉擋板卡死后處于常開狀態。內錐堵死會導致回粉回不到磨煤機，造成分離器失去分離作用。擋板常開會導致粗粉分離器發生氣流短路，煤粉氣流不經過擋板直接進入內錐，粗粉分離器同樣失去分離作用。粗粉分離器工作不正常會帶來以下問題：

(1)煤粉粗會使燃燒行程加長，煤粉易沖擊水冷壁，造成水冷壁超溫和結焦。爐膛出口溫度高會使對流受熱面管壁超溫，從而影響鍋爐的安全運行。若減溫水量大和排煙溫度高，鍋爐效率就會降低。

(2)若煤粉粗細不一，會造成爐膛煙溫偏差大；若燃燒無序會使運行調節顧此失彼，會導致燃燒器噴口結焦。

(3)若煤粉粗，會使磨煤機風煤比過??；若煤粉濃度過高，會使磨煤機出口溫度降低，可能造成粉管堵塞。

(4)若粉管流量分配受到影響，就會加劇燃燒器負荷分配的不平衡。

造成粗粉分離器工作不正常的原因有以下2個方面。

(1)原煤雜質較多，造成回粉擋板無法正常工作。清理分離器時，會清理出大量的類似尼龍的雜物，這些雜物粘貼在回粉擋板上，人工清理時只能用鋼絲刷才能清理干凈。

(2)粗粉分離器自身的結構不合理。試驗結果表明，由于粗粉分離器自身的結構不合理，即使分離器能夠正常工作，其分離效果也會很差，煤粉大顆粒較多，煤粉均勻性較差。鑒于原煤緊張，對于原煤基本上無法提出要求，因此，分離器出現分離效果不好、容易堵塞的問題，解決方法只能是對粗粉分離器進行結構改造。

在現有條件下，為保證分離器能正常工作，要定期對粗粉分離器檢查，以防止出現堵塞和卡澀現象。若發現磨煤機出力異常，應馬上對粗粉分離器進行檢查。

2.3 制粉系統測點工作不正常原因分析及處理

在制粉系統運行中，出現了部分制粉系統測點工作不正常的問題(如容量風量測量不準，測量值與實際值偏差太大，沒有旁路風測風裝置等)。鍋爐燃料主控按原設計本應該是對容量風風量進行調節，進而改變制粉系統的出力，但目前只能改為調節容量風擋板的開度來調節，實屬無奈之舉。對于雙進雙出磨煤機直吹制粉系統而言，在分離器擋板不變的前提下，煤粉細度基本不變，磨煤機風煤比基本上是固定的。因此，磨煤機的出力基本上決定于磨煤機的容量風量。由于容量風門特性不一，在不同的運行狀態下，對應的容量風量差別較大，風門開度基本上無法與磨煤機出力建立對應關系，與磨煤機出力對應的只能是容量風量。因此，容量風量的準確測量十分重要。僅僅依靠給煤量進行調節會大大降低機組的負荷響應速度。只有準確測量容量風，運行人員才能對磨煤機出力進行調節以適應負荷變化的需要。旁路風的作用主要有3點：(1)磨煤機出力較低時保證管道風速；(2)調節進入粗粉分離器的風量以獲得較好的分離效果；(3)磨煤機出口溫度較低時，提高旁路風量保證磨煤機出口溫度。

試驗結果表明，適當的旁路風量對于磨煤機出力、煤粉細度沒有影響，煤粉均勻性指數有明顯增加。在實際運行中，可在不影響磨煤機出口溫度的前提下適當打開旁路風門。因此，應盡快處理現有測量裝置，使之準確測量才是改善制粉系統運行工況的根本途徑，為此需要對以下4個方面進行改進：(1)對磨煤機容量風量測風裝置進行治理；(2)加裝旁路風測風裝置；(3)對現有制粉系統測點進行校驗；(4)加裝粉管壓力及溫度測點、粗粉分離器進出口壓力及溫度測點和磨煤機入口壓力測點。

2.4 一次風機失速原因分析及處理

在#1機組168 h試運行期間，#1鍋爐B側一次風機共出現3次失速。其中，2007年12月12日發生煤火檢保護動作跳磨，B側一次風機失速，造成鍋爐主燃料跳閘(MFT)。通過縝密分析，筆者認為#1鍋爐B一次風機失速主要原因是其工作點距失速線太近，當風壓、風量出現波動或運行調整不當時，其工作點容易移到失速線上從而產生失速。若處理不當，易造成風機過熱、入口溫度上升、出力下降，甚至發生滅火、風機損壞等事故，為防止一次風機失速，可采取以下措施。

(1)目前瀘州電廠一次風母管壓力設置較高，在保證磨煤機出力及一次風速的情況下，參照金竹山電廠、珞璜電廠、滇東電廠的處理經驗，應適當降低一次風母管壓力。同時，請設計院的有關專家根據設計及實際煤種重新核定磨煤機阻力，并計算各負荷段下的一次風壓力理論值。

(2)在3臺或3臺以上磨煤機運行時，如果發生1臺磨煤機跳閘，則發出指令將A，B一次風機動葉快關5%，降低一次風風壓。在無MFT信號時，磨煤機跳閘后強制開啟輔助風總門及#1，#4門。

(3)根據同類電廠的運行經驗，磨煤機運行時全開磨煤機入口熱一次風調節擋板，通過冷風調節門及旁路風門來控制磨煤機出口溫度，通過容量風擋板控制磨煤機出力。

(4)在運行中保持B側一次風機出力適當高于A側一次風機出力，使B風機電流比A風機大2～3 A。

(5)將原“熱一次風母管壓力設定值與實際值偏差設定大于3 kPa”改為“熱一次風母管壓力設定值與實際值偏差設定大于2 kPa”作為一次風機動葉調整由自動切為手動的條件。

(6)一旦風機出現失速，立即將2臺一次風機由自動切為手動，盡量增加一次風通道，并迅速降低失速一次風機動葉開度至失速報警信號消除，同時降低另一側一次風機動葉開度至失速前的開度值。然后逐漸提高失速一次風機動葉開度至失速前的開度。

(7)定期對一次風系統風道、暖風器、空氣預熱器、粗粉分離器和均分器等通道進行檢查，防止通道堵塞。

3 結論

對瀘州電廠制粉系統運行中存在問題的進行了分析，采取了相應的解決辦法，從而有效減少了磨煤機、分離器堵塞的次數，未再出現一次風機嚴重失速的問題。由于措施得力，保證了機組的安全、穩定運行。

參考文獻：

[1]牛利權，周超.鍋爐磨煤機分離器改造及性能試驗分析[J].華電技術，2014，36(5):17-19.

[2]何勁波，莊國霖，傅勇強，等.600 MW機組制粉系統優化調整試驗研究[J].華電技術，2014，36(8):10-13.

[3]陳義，鄒祥杰.600 MW機組鍋爐制粉系統故障原因分析及處理對策[J].華電技術，2014，36(7):21-23.

[4]叢曉蓉，張志剛，張湘禹，等.磨煤機鋼球裝載量對機組制粉系統的影響分析[J].華電技術，2012，34(6):30-32.