300MW流化床機組給煤系統運行分析

郭旭超

摘要：本文針對黃陵礦業煤矸石發電公司新建2*300MW流化床機組（三期）給煤系統在調試及運行過程中出現的問題，詳盡分析了出現異常的原因，從而制定措施方案，通過優化調整，深入透徹分析給煤機原理，有效的保證了大型流化床鍋爐的安全經濟穩定運行。

關鍵詞：300MW流化床鍋爐；給煤系統；經濟運行；異常；分析

引言

黃陵礦業煤矸石發電公司2*300MW流化床鍋爐是由東方鍋爐廠生產，型號為DG1058-17.5-Ⅱ1，鍋爐為亞臨界參數、一次中間再熱、自然循環、單汽包、單爐膛、平衡通風、固態排渣、全鋼架懸吊結構、爐頂設密封罩殼，最大蒸發量為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、直接空冷式汽輪發電機組。本鍋爐采用汽冷式旋風分離器進行氣—固分離、高溫回灰、全鋼架支吊結構。采用床下、床上點火器點火。鍋爐給煤系統采用前墻集中布置，爐前布置有八個給煤口，設計最大給煤量228t/h。另外還設有一個單獨的床料添加系統，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將床料送入0號給煤機，通過給煤機將床料送入爐膛。

一、煤倉的設計分析

每臺鍋爐配備四個原煤斗，爐前8點給煤，每個煤斗下接2套稱重式給煤機，每臺鍋爐設四只鋼煤斗，每只煤斗的幾何容積為570m3，四只鋼煤斗的有效儲煤量可滿足鍋爐BMCR工況8.8小時（設計煤種）的耗煤量。

為防止鍋爐棚煤、給煤機斷煤、煤倉板結現象發生，針對流化床鍋爐對煤質要求的特點以及實際煤質外在水分偏大的問題，在安裝時給各煤倉四周分層裝設空氣炮，每個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，以保證煤倉能夠順利下煤。在實際運行過程中使用效果良好，特別是給煤疏松機在運行中設置為每小時運行一次，大大降低了棚煤和斷煤事件的發生。還有，定期降低4個煤倉煤位，觀察倉內板結情況，及時處理積煤，每天檢查一個煤倉，實際效果良好，至該措施實施以來，鍋爐未發生過一起因煤倉板結而造成的斷煤事件，保證了鍋爐機組的安全穩定運行。

二、給煤機選型分析

本鍋爐選用的是由江蘇賽摩集團生產的F57耐壓式電子皮帶稱重式給煤機。該給煤機主驅動滾筒具有防滑功能，被動滾筒具有自潔功能，膠帶張緊裝置調節可靠、方便，使膠帶保持張力恒定，保證計量準確，有自動糾正膠帶跑偏功能，給煤機具備斷煤、堵煤及上煤不足等監測報警功能，給煤機下機體設有清掃裝置，與煤流接觸的所有部件材質均采用不銹鋼。進、出口煤閘門能實現手動、自動啟閉。給煤機堵煤故障時，應具有反轉卸煤功能。在實際運行中這些基本功能都是很實用的，尤其是皮帶的反轉卸煤功能，也就是在就地操作面板上通過簡單的操作就可以實現給煤機倒轉，在檢修中該功能使用效果良好，檢修中因其他原因，皮帶上的煤暫時不能給如爐膛時，就可以用該功能實現反轉卸煤。

給煤機設置有下列保護：

1.堵煤報警；

2.變頻器故障報警；

3.清掃鏈斷鏈報警；

4.給煤機超溫報警；

5.清掃鏈故障報警；

6.跑偏報警；

7.進口煤流異常報警；

8.斷煤報警。

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，在正常運行中比較穩定，大的問題基本沒有，但小問題或多或少還是存在的，主要是給煤機出料插板動作不夠靈活，出現過關不嚴的現象，導致在煤倉穿孔或者給煤機檢修期間不能有效的隔離爐內煙氣，在三期運行中目前未出現過該情況。再就是給煤機的稱重器，雖然在調試期間就做了專業的稱重驗證，但是在運行一段時間后，往往出現稱重不準的現象，導致煤耗計算偏差大，我們的做法是每臺給煤機每個月進行一次零點校驗，每年進行一次間隔校驗，實際效果良好。還有給煤機的轉速傳感器，在運行發生故障的幾率很高，轉速傳感器發生故障后，皮帶轉速不均，煤量可能發生大范圍的波動，甚至可能滿轉速運行、煤量顯示異常等問題，要更換轉速傳感器時必須打開給煤機后蓋板才能進行，鍋爐運行中要更換轉速傳感器必須給煤機出口插板，關閉給煤機密封風，這就對出料插板的要求就很高，必須關嚴，要不就會造成煙氣反竄，嚴重的可能將皮帶燒毀，但就目前的情況來看，問題不是很大，三期給煤機在運行中已經成功更換過一次轉速傳感器，可見出料插板的性能還是能夠滿足的。

三、給煤機斷煤分析

給煤機斷煤問題在運行中是十分常見的，但往往斷煤后沒有及時處理或者處理不當，就會造成一系列的連鎖反應，導致機組負荷波動，影響鍋爐機組安全穩定運行。給煤機斷煤分兩種情況，一種是煤倉穿孔，導致煙氣反竄至煤倉；另外一種就是給煤機進煤口棚煤，煙氣不反竄，最終都是皮帶上沒有煤，但處理方式還是有區別的。

當煤倉穿孔斷煤時，爐膛出口負壓負向變大，引風機自動關小動葉，氧量先下降再上升，對應給煤機機頭溫度快速上升，此時盡快用空氣炮將煤打下，或者啟動疏松機，盡快讓煤壓住反竄煙氣，不能壓住時，迅速關閉給煤機出料插板，出料插板不能關嚴時，及時關閉給煤機進料插板；當給煤機進煤口棚煤斷煤時，爐膛負壓變正，引風機自動開大動葉，氧量先先下降后上升，給煤機機頭溫度無變化，此時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，無論是煙氣反竄或者不反，只要給煤機在運行狀態，運行人員在DCS上看見給煤機給煤量是快速下降的，直至下降至零，而實際上此時給煤機轉速已經加至最快。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上看見給煤已經沒有煤量顯示的時候其實皮帶上還有煤正在快速的進入爐膛，此時的給煤量實際為該給煤機的最大出力，這時往往運行人員將給煤量已經加至原來正常運行的給煤量，實際上這時候的煤已經給的太多了，三期給煤機長約16米，16米的給煤機大概有15s的時間才能將皮帶上的煤排空，所以在DCS上看見給煤機斷煤的時候氧量會迅速下降，床溫還會上漲，汽壓上漲，其實是在這瞬間加入爐膛的煤要遠遠高于當前運行的煤量了，所以氧量會下降，床溫上升。對應的，在給煤恢復后，DCS上看見已經有流量了，實際上煤還沒有進入爐膛，往往在此時運行人員看見煤有了就把煤立即減了下來，而實際上給煤機給煤量在15t/h左右時要經過將近60s的時間煤才能真正的進入爐膛，提前減煤的話，就會造成在這60s鍋爐燃燒欠煤，就會使鍋爐負荷波動。所以在給煤機斷煤后的加減煤過程一定要注意，把握煤入爐膛的時間，以避免床溫和負荷有比較大的波動，特別是在負荷低、床溫低、燃燒不穩定的時候，搞清這個實際情況是很有必要的。

四、給煤機落煤管堵煤分析

為最大化的發揮流化床鍋爐的優勢，鍋爐摻燒煤矸石及低熱值中煤是必然趨勢，我廠入爐煤的發熱量大概控制在3200kcal左右，但是實際煤質外在水分偏大，入場低熱值中煤外在水分超過7%，導致入爐煤的粘度增大，引起煤的流動性嚴重惡化，甚至會造成落煤管堵塞。借鑒老廠經驗，嚴格控制入爐煤的外在水分，在煤場進行嚴格配煤，化學嚴格監督，另外在落煤管上加裝空氣炮，設置為定時打炮，徹底解決了落煤管堵塞現象發生。

我廠給煤機本身設置有落煤管堵塞報警，但是報警點設置在給煤機出料插板上方，當煤堵塞至該處時才發報警聯跳給煤機。但在實際運行中，依據老廠經驗，落煤管堵塞往往是在進爐膛口出發生，從下往上堵塞的幾率較大，要是等到觸發堵煤報警動作，整個落煤管就已經堵實了，處理起來是相當困難。根據三期鍋爐的實際情況來看，給煤機密封風流量顯示比較準確，當關閉給煤機出料插板后密封風風量會瞬間減小，說明正常情況下，密封風和播煤風是一同吹進爐膛的，正常運行時密封風風量大概有1800m3/h（機組出力在250MW時），當出料插板關閉后風量會瞬間減小至900m3/h，下降將近一半，相對應的其他給煤機密封風量會增加100m3/h，同理，若落煤管下煤不暢或者堵塞，該風量也會有明顯的變化，所以，利用該數據，可以判斷落煤管下煤是否通暢，可以將給煤機密封風風量快速下降作為判斷落煤管下煤通暢與否的一個指標，甚至可以設置為堵煤報警觸發條件，目前我廠正在試驗觀察階段。

結束語

黃陵礦業煤矸石發電公司三期兩臺機組168小時試運均已經順利結束，在調試中我們不斷認識、摸索，總結了上述經驗，在我廠已經廣泛應用，但是我們深知我們還有很多不足，還有許多未知領域需要我們去學習探索，我們將會更加努力，在困難中摸索，在學習中進步。

參考文獻：

[1]黃陵礦業煤矸石發電公司《2*300MW鍋爐運行規程》，2014.03.27版本；

[2]黨黎軍。循環流化床鍋爐的啟動調試與安全運行，北京，中國電力出版社，2002；

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