直吹式制粉系統(tǒng)粉管堵塞試驗測試及處理

李有信

(中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華中分公司，鄭州 450000)

直吹式制粉系統(tǒng)粉管堵塞試驗測試及處理

李有信

(中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華中分公司，鄭州 450000)

某電廠#4磨煤機(jī)一次風(fēng)管易出現(xiàn)堵塞特征，多次檢查、調(diào)整，仍無法解決。對該制粉系統(tǒng)的粉管風(fēng)速、煤粉細(xì)度、粉管煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行測試，確認(rèn)堵塞的原因是煤粉局部富集。對磨煤機(jī)進(jìn)行分離器擋板檢查測量調(diào)整后，一次風(fēng)管未再出現(xiàn)堵塞跡象，問題得到解決。

磨煤機(jī)；分離器；堵塞；葉片

0 引言

某電廠#4磨煤機(jī)自投產(chǎn)以來，一次風(fēng)管即存在易堵塞的特征，近期，堵塞程度十分突出且呈現(xiàn)不斷加重的趨勢。在出力35 t/h以下時，運行較為正常；當(dāng)加大磨煤機(jī)出力時，D4粉管易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。調(diào)節(jié)磨煤機(jī)分離器擋板位置，D2，D6粉管也容易出現(xiàn)堵塞。對磨煤機(jī)風(fēng)道、調(diào)節(jié)擋板、風(fēng)室、密封環(huán)、磨輥、分離器內(nèi)椎體都進(jìn)行了多次檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。D磨煤機(jī)被迫封堵D2粉管運行，嚴(yán)重影響制粉系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和鍋爐的安全運行。

1 設(shè)備概況

該電廠鍋爐系國產(chǎn)660 MW超超臨界參數(shù)變壓本生直流鍋爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)，前后墻對沖燃燒。制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式系統(tǒng)，ZGM113G型中速輥式磨煤機(jī)，液壓變加載方式，主要設(shè)計煤種參數(shù)見表1。每臺磨煤機(jī)配6根粉管，分別對應(yīng)鍋爐6只同層燃燒器。采用靜態(tài)分離器，每個分離器有2個調(diào)節(jié)裝置。調(diào)整機(jī)構(gòu)1側(cè)布置D4，D5，D6粉管，調(diào)整機(jī)構(gòu)2側(cè)布置D1，D2，D3粉管。調(diào)節(jié)裝置通過連桿和內(nèi)部的分離器葉片連接，調(diào)節(jié)裝置上有指針，指針的大小開度和內(nèi)部的葉片大小開度一致，分離器上粉管布置簡圖如圖1所示。

2 磨煤機(jī)工作原理

ZGM113G磨煤機(jī)是一種中速輥盤式磨煤機(jī)，其碾磨部分是由轉(zhuǎn)動的磨環(huán)和3個沿磨環(huán)滾動的固定且可自轉(zhuǎn)的磨輥組成。需研磨的原煤從磨煤機(jī)的中央落煤管落到磨環(huán)上，旋轉(zhuǎn)磨環(huán)借助于離心力將原煤運動至碾磨滾道上，通過磨輥進(jìn)行碾磨[1]。3個磨輥沿圓周方向均布于磨盤滾道上，碾磨力則由液壓加載系統(tǒng)產(chǎn)生，通過靜定的三點系統(tǒng)，碾磨力均勻作用至3個磨輥上，此力經(jīng)磨環(huán)、磨輥、壓架、拉桿、傳動盤、減速機(jī)、液壓缸后通過底板傳至基礎(chǔ)；原煤的碾磨和干燥同時進(jìn)行，一次風(fēng)通過風(fēng)道、風(fēng)室、噴嘴環(huán)均勻進(jìn)入磨環(huán)周圍，將經(jīng)過碾磨從磨環(huán)上切向甩出的煤粉混合物烘干并輸送至磨煤機(jī)上部，進(jìn)入分離器葉片形成的多縫通道，經(jīng)葉片的導(dǎo)向而旋轉(zhuǎn)，形成離心分離；分離出的粗顆粒煤粉，在分離器內(nèi)椎體中貼壁或在壁面附近沉落，通過鎖氣器回磨環(huán)重磨，合格的細(xì)粉被一次風(fēng)帶出分離器通過粉管進(jìn)入爐膛燃燒[2]。

表1 磨煤機(jī)設(shè)計煤種參數(shù)

圖1 分離器上粉管布置簡圖

3 試驗測試

2015年10月，中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華中分公司對D磨煤機(jī)進(jìn)行熱態(tài)一次風(fēng)速、煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、煤粉細(xì)度測試，查找堵塞原因。

為了保證測試的準(zhǔn)確性，測試前對粉管進(jìn)行吹掃，控制磨煤機(jī)出力在35 t/h，并且在磨煤機(jī)啟動穩(wěn)定后0.5 h內(nèi)開始測試，防止粉管積粉影響測量效果。

測試進(jìn)行了2個工況。工況1是14日09:30—12:00進(jìn)行，測試前D2粉管一直在封堵狀態(tài)，停運磨煤機(jī)，去掉D2粉管封堵?lián)醢濉７蛛x器調(diào)整機(jī)構(gòu)1開度為70°，調(diào)整機(jī)構(gòu)2開度為40°。工況2在14日17:30—19:30進(jìn)行，試驗前將分離器調(diào)整機(jī)構(gòu)開度統(tǒng)一調(diào)整為50°。

3.1 一次風(fēng)速測試

工況1進(jìn)行了一次風(fēng)速測試，發(fā)現(xiàn)D6粉管風(fēng)速較低，開大其縮孔，使其風(fēng)速和其他風(fēng)速一致，一次風(fēng)速測量見表2。一次風(fēng)速在調(diào)整前后，一次粉管風(fēng)速都在25 m/s以上，排除風(fēng)速低造成粉管堵塞。

表2 一次風(fēng)速測量 m/s

3.2 煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)及細(xì)度測試

工況1和工況2的煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)和細(xì)度測試結(jié)果見表3，磨煤機(jī)主要運行參數(shù)見表4。

表3 煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)和細(xì)度測試結(jié)果

工況1 12:00結(jié)束；14:30時，D2粉管壓力下降到0.4 kPa,對D2粉管進(jìn)行了動壓測量，只有0.2 kPa，判定D2粉管已堵塞。工況2測試完成后，在20:30逐步提高磨煤機(jī)出力到42 t/h，D4粉管出口壓力開始大幅波動，出現(xiàn)堵塞。根據(jù)測量數(shù)據(jù)和試驗過程做如下分析：各粉管煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏差較大;各粉管煤粉細(xì)度R90偏差較大;煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)和細(xì)度基本成對應(yīng)關(guān)系，煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大的粉管，細(xì)度偏粗，質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的，細(xì)度偏細(xì);在分離器擋板不同和磨煤機(jī)出力變化時，粉管質(zhì)量分?jǐn)?shù)和細(xì)度會出現(xiàn)大幅變動。

表4 磨煤機(jī)運行主要參數(shù)

工況1和工況2相比，煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)和細(xì)度均勻性有所提高，但還是偏差較大。若分離器葉片存在問題，不但會造成煤粉分離效果較差，煤粉較粗，還容易引起煤粉分配不均勻。特別是大量的大顆粒的煤粉富集，在一次風(fēng)攜帶下進(jìn)入粉管，撞擊到粉管的內(nèi)壁上下落，大顆粒的煤粉自身較重，再伴隨著煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大，在煤粉流經(jīng)水平管段時會形成風(fēng)速分化，底部風(fēng)速較低，上部較大，大顆粒的煤粉不能完全帶走，隨著時間的累積，逐漸將一次粉管堵塞。因此停止磨煤機(jī)，進(jìn)入磨煤機(jī)內(nèi)部進(jìn)行分離器檢查測量。

4 分離器檢查測量及處理

由于分離器葉片的布置方式是環(huán)形布置，并且都處于50°左右，用肉眼觀察很難看出葉片的角度異常，葉片布置如圖2所示。在15日D磨煤機(jī)進(jìn)入措施準(zhǔn)備完善后，進(jìn)入磨煤機(jī)對分離器葉片進(jìn)行檢查測量。

圖2 磨煤機(jī)內(nèi)部葉片

通過測量葉片長度l1、兩相鄰葉片轉(zhuǎn)軸之間距離l2、一葉片末端和相鄰葉片轉(zhuǎn)軸距離l的長度，來計算l1和l2之間的夾角，葉片測量簡圖如圖3所示。

圖3 葉片測量簡圖

在分離器外部調(diào)整機(jī)構(gòu)開度都為50°時，測量分離器調(diào)整機(jī)構(gòu)1對應(yīng)葉片夾角約為45°，分離器調(diào)整機(jī)構(gòu)2對應(yīng)葉片夾角約為60°。分離器調(diào)整機(jī)構(gòu)2指示開度與內(nèi)部實際開度偏差較大。

將分離器擋板調(diào)整機(jī)構(gòu)2指示開度由50°調(diào)整到35°，17日提高磨煤機(jī)出力到45 t/h，磨煤機(jī)運行穩(wěn)定，無粉管堵塞現(xiàn)象。再提高出力到55 t/h，一次風(fēng)管未出現(xiàn)堵塞跡象。以后，經(jīng)過長時間的運行，未再出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

5 結(jié)論

分離器是磨煤機(jī)的重要組成部分，它的調(diào)整與系統(tǒng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點和入爐煤質(zhì)等因素有關(guān)，影響到制粉系統(tǒng)的煤粉細(xì)度、煤粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)。因此，應(yīng)摸清制粉系統(tǒng)的特性，積累調(diào)整經(jīng)驗，優(yōu)化運行方式，降低制粉系統(tǒng)的能耗，為整個機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全運行打下基礎(chǔ)。

[1]白國亮.鍋爐設(shè)備運行[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2]丁立新.電廠鍋爐原理[M].北京：中國電力出版社，2008.

(本文責(zé)編：劉炳鋒)

2016-12-06；

2017-01-05

TK 227.7

B

1674-1951(2017)01-0038-02

李有信(1981—)，男，河南方城人，工程師，從事電廠試驗及調(diào)試方面的工作(E-mail:94660172@qq.com)。