燃煤電廠給粉機出粉不均的原因分析及處置措施

楊守華，馮仁海

（十里泉電廠，山東棗莊277103）

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燃煤電廠給粉機出粉不均的原因分析及處置措施

楊守華，馮仁海

（十里泉電廠，山東棗莊277103）

摘要：針對十里泉發電廠#5鍋爐因給粉機出粉不均，嚴重影響機組機安全經濟運行和正常接帶負荷的問題，通過對該異常現象產生的原因，從系統設備和運行方式等方面進行全面剖析，并結合現場實際采取有效措施，使該問題得到較好解決。

關鍵詞：給粉機； 出粉不均； 處置

0　引言

十里泉發電廠#5鍋爐為上海鍋爐廠制造SG—400/13.73-M413型，為單汽包自然循環，具有中間再熱、懸吊全露天儲倉式煤粉鍋爐，于2014年5月完成低氮燃燒改造，汽輪機組實現高背壓、雙低壓轉子互換，高背壓循環水供熱。該鍋爐為四角切圓燃燒，共設置有16臺葉輪式給粉機，分4層布置，為配合低氮燃燒改造，將原燃燒器改造為水平濃度分離型，實現分級燃燒。配置兩套制粉系統，為中間儲倉、乏氣送粉，每套配置一臺低速鋼球磨煤機和一臺離心式排粉機。

1　給粉機出粉不均的現象及影響

1.1給粉機出粉不均的主要表征

自2015年5月以來，#5爐的部分給粉機先后出現了較為嚴重的出粉不均現象，出現出粉不均的給粉機主要集中在丙3、丁3和丁4三臺粉機，其中丙3給粉機的一次風由甲排粉機供給，丁3和丁4給粉機的一次風由乙排粉機供給。

當給粉機出現出粉不均時，在排粉機出口風壓、給粉機轉速保持基本不變的情況下，其一次風壓較其它下粉正常的給粉機（如丁2）波動較大，且不出粉時一次風壓比正常出粉時一次風壓降低約410Pa左右，出粉正常時給粉機的一次風壓變化不大，該變化是因給粉機轉速或排粉機出口風壓發生變化影響所致。（如圖1所示）。

若將排粉機出口風壓自動控制解除，給粉機間斷出粉，會導致排粉機出口風壓產生較大波動。當鍋爐主汽壓力控制方式為“自動”時，即依靠調節給粉機轉速來實現跟蹤主蒸汽壓力設定值時，給粉機間斷出粉會造成投自動的給粉機轉速波動大，使主蒸汽壓力、汽溫及爐膛負壓等運行參數會隨之出現大幅波動現象，在較短的時間內主汽溫度會從額定汽溫545℃降低至506℃，波動達42℃；爐膛負壓上下波動達203Pa，主汽壓力波動1.42MPa。（如圖2所示）

就地觀察出粉不均給粉機其對應的燃燒器出口，煤粉氣流濃度、著火點位置及出口處的煙溫變化大。當給粉機不出粉或出粉較少時，燃燒器出口處的煤粉氣流濃度明顯降低，使著火推遲、煙溫降低，當再次出粉時，又恢復正常，且頻繁重復出現。

1.2給粉機出粉不均造成的主要影響分析

因部分給粉機出粉不均，會導致“自動”方式的給粉機轉速、機組的主汽壓力、主再熱汽溫等參數出現大幅波動現象，給鍋爐的穩定燃燒和經濟運行構成嚴重威脅。當給粉機轉速快速升高接近其最高轉速（臨界轉速）時，會使給粉機出粉量大量減少，而影響煤粉氣流著火遲延、甚至出現脫火現象，嚴重時可能造成爐膛滅火。主再熱汽溫的大幅波動，會對汽輪機的安全運行產生威脅。同時，主汽壓力的變化，還會影響汽包水位的大幅波動，若給水“自動”控制性能不良，就會導致因汽包水位異常觸發鍋爐MFT保護動作。

若多臺給粉機同時出現下粉不均，該異常出現疊加時，會使以上影響結果進一步加劇，在機組穩定運行的可靠性大幅降低的同時，還會使機組的接帶負荷能力受到嚴重影響，在部分時間段，機組被迫偏離調度給定的負荷計劃曲線運行。

因送風機無法實現“自動”調節，當給粉機不出粉或出粉較少時，送風量調整不及時導致氧量升高且頻繁波動，造成脫硝系統入口NOx濃度升高，為確保機組煙氣能夠達標排放，就需要增加脫硝系統的噴氨量。

2　給粉機出現出粉不均的主要原因分析及處置

針對#5鍋爐部分給粉機出粉不均的問題，主要從系統設備、運行方式及入爐煤質等方面進行原因分析。

2.1系統設備影響

可能影響給粉機出粉不均的主要設備有給粉機、煤粉匯合器和煤粉倉等。

（1）一次風管中煤粉匯合器因運行長時間，其中的隔板沖刷磨損嚴重，會出現密封效果變差，使一次風通過缺失的隔板空間經下粉管道反串至給粉機下部，阻止煤粉的正常向下流動，導致給煤機出現出粉不均。

針對以上原因，組織對存在該異常現象給粉機的煤粉匯合器進行割管檢查，結果發現丙3給粉機的煤粉匯合器上隔板靠近左側和下隔板的迎風面磨損嚴重，使上下隔板之間密封隙變大，密封效果較差（如圖3所示）。當打開給粉機下部的檢查孔檢查時，發現一次風通過該處向外噴出的風量較大，也進一步證實該煤粉匯合器密封效果變差，于是對該煤粉匯合器進行了同類型更換，通過對其它煤粉匯合器檢查未見異常。

（2）給粉機的葉輪、轉向及其上部的下粉插板開度等，均會對給粉機的正常出粉產生影響。給粉機葉輪、撥板的磨損或斷裂，會影響煤粉的正常輸送；因給粉機上部的撥板帶有約30°的傾角，若轉速不正確，即使在相同的轉速下也會影響給粉機的下粉量；給粉機上部的下粉插板實際開度過小，同樣影響給粉機的下粉量。

通過對下粉異常給粉機停運后的檢查，給粉機葉輪、撥板均正常，給粉機對應的下粉插板關動作正常，實際開度與顯示一致。通過與相鄰給粉機的轉向對比發現，丙3和丁4給粉機轉向與其它相反，聯系檢修人員對其轉向進行切換調整。

（3）煤粉倉密封不良時，正常運行中保持負壓狀況的煤粉倉會漏入溫度相對較低的冷空氣，使煤粉溫度降低、受潮產生結塊，煤粉的流動性變差。機組停運后煤粉倉內未被燒燼的少量煤粉堆積在其內部，或因機組停運時間較長，當機組再次啟動前未對粉倉進行徹底清理，使這部分煤粉因受潮后出現貼壁現象。

通過咨詢，在該機組上次停運后未對粉倉進行全面清理，且機組停運近1個月時間，結合以前的檢查經驗，判斷在煤粉倉局部出現了煤粉結塊、掛壁現象。為消除因粉倉密封不嚴產生漏風的影響，組織人員對粉倉人孔門、給粉機法蘭等處的結合面及給粉機檢查孔進行封堵，對粉倉裸漏的外壁面等進行保溫處理，杜絕或減少粉倉漏風，減緩煤粉溫度的降低速度。

為消除因受潮已產生結塊煤粉流動性變差的不利影響，組織對出現出粉不均的給粉機，通過其上部的檢查孔進行人工放粉，清除粉倉下部壁面及給粉機腔室內的積粉，直至煤粉的溫度和流動性恢復正常。通過放粉發現，這些給粉機存在煤粉結塊、粘性大和流動性較差的現象。

2.2系統運行方式影響

系統運行方式可能對給粉機出粉不均產生影響的因素，主要有磨煤機出口溫度和排粉機出口風壓等。若磨煤機出口溫度保持偏低，就會降低煤粉在煤粉倉內的保存溫度，增加煤粉結塊的風險，使其流動性變差。排粉機出口風壓（即一次風壓力）保持過高，因煤粉匯合器的密封效果不良，通過該處向上竄入下粉管的一次風量增加，增大煤粉的流動阻力。

針對該影響因素，對照運行實際情況進行全面排查，發現磨煤機正常運行中出口溫度保持偏低，基本控制在65℃左右，而對應粉倉的煤粉溫度在46～62℃左右，尤其是粉倉上部溫度會更低些。同時發現兩套制粉系統運行時間存在較大差別，甲側制粉系統基本保持全天運行，而乙側制粉系統每天平均運行只有2.5h左右，但乙側粉倉對應的給粉機出力遠大于甲側，為滿足該運行方式下的煤粉需要，就通過輸粉機從甲側向乙側煤粉倉輸送煤粉，因輸粉機保溫性較差，該過程使煤粉產生5℃左右的溫降，進入乙側粉倉的粉溫會進一步降低。發現出粉不均的給粉機也多是布置在乙側煤粉倉。

結合生產現場實際，對磨煤機運行方式進行合理優化，提高磨煤機出口溫度，控制在68～70℃，減少輸粉機使用時間，增加乙側磨煤機運行時間。

為減少一次風壓過高對給粉機正常下粉的影響，在確保一次風管不發生堵管的前提下，適當降低排粉機出口風壓，由原2.5kPa降至2.2kPa左右。

2.3入爐煤質變化影響

煤粉的水分和灰分含量，會影響煤粉的流動性能。當煤粉中的水分、灰分含量升高時，會使煤粉的流動性變差，對給粉機出粉的均勻性產生不利影響。

通過對給粉機出現出粉不均現象前后的入爐煤質相關指標，進行統計分析發現，入爐煤的水分和灰分含量較之前升高較多（見表1、表2），對煤粉的流動性影響較大，也是導致給粉機出現出粉不均的原因之一。

表1　給粉機出粉異常前入爐煤主要指標

表2　給粉機出粉異常時入爐煤主要指標

針對以上分析結果，及時聯系燃料專業對入爐煤摻配方案進行合理優化，調整不同煤種的摻配比例，力爭使入爐煤的主要指標接近設計煤種，且要求長期保持相對穩定，避免出現較大范圍的偏離設計值。

2.4采取的其它輔助措施

在采取以上綜合處理措施的同時，還在給粉機上部的粉倉壁上安裝了電動振打裝置，當對應的給粉機出粉異常時，可啟動該裝置對其進行振打，增加煤粉的流動性能和下粉量。

3　通過治理取得的成效

（1）經過采取以上措施和綜合處理后，給粉機出粉均勻性明顯改善，在給粉機轉速、排粉機出口風壓同步變化的條件下，原出粉不均的丁3、丁4給和丙3給粉機的一次風壓與出粉正常、相鄰的丁2給粉機變化基本相同，變化趨勢一致；一次風壓自行頻繁波動現象基本消除。（如圖4所示）。

表3　給粉機出粉不均前后汽溫、煙溫變化比較

（2）機組運行的穩定性大大提高，主汽壓力、爐膛負壓及主再熱汽溫度等主要運行參數波動幅度明顯減小。因發生出粉不均的給粉機主要集中在主燃區的上層，對爐膛火焰中心位置高度及爐膛出口煙溫影響較大，所以在給粉機出粉恢復正常后，機組的主、再熱汽溫度得到較好改善，汽溫明顯升高，在鍋爐蒸發量等運行工況基本相同的條件下，機組的主汽溫度較之前平均升高6.23℃，再熱汽溫度平均升

高8.29℃，爐膛出口煙溫平均升高21.92℃，而排煙溫度影響不大。（見表3）。

4　結語

華電國際十里泉發電廠針對#5機組部分給粉機出現出粉不均問題，及時組織生產技術人員結合生產現場實際，全面深入剖析異常產生的真實原因，群策群力，從系統設備排查治理、機組運行方式優化及完善入爐煤質摻配方案等多方面綜合治理，給粉機出粉異常現象得到及時消除，為機組的安全、經濟、環保運行和機組的正常接帶負荷提供重要保障。

參考文獻：

[1]QW/04.17.00.0101-2014.140MW機組集控運行規程[S].

[2]黃新元.電站鍋爐運行與燃燒調整[M].北京：中國電力出版社，2007.

修回日期：2016-03-15

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.02.005

中圖分類號：TK229.6

文獻標識碼：B

文章編號：2095-3429（2016）02-0022-04

作者簡介：楊守華（1968-），男，山東棗莊人，本科，工程師，研究方向：汽輪機以及電站鍋爐的經濟性運行；馮仁海（1972-），男，山東滕州人，本科，高級工程師，電廠集控運行主管。

收稿日期：2016-01-19

Cause Analysis of Uneven Flour From the Powder Machine and Disposal Measures in Coal-fired Power Plants

YANG Shou-hua， FENG Ren-hai
（Shiliquan Power Plant，Zaozhuang 277103，China）

Abstract：due to the uneven flour from powder machine which seriously affecting the safe operation of the unit and normal contact with the load in#5 boiler of the shiliquan power plant.By performing a comprehensive analysis of the causes of the abnormal phenomenon in terms of system equipment and operating methods，taking effective measures?Combine the site conditions，the problems were resolved effectively.

Key words：pulverized coal feeder； flour uneven； disposal