大型火力發企業磨煤機煤粉管道堵塞原因分析及處理

陳志峰 白德龍 王榮 孫健 潘海斌 高旭東

摘要：某火力發電廠在600 MW磨煤機停運期間進行了磨煤機煤粉管割管防磨檢查，發現大面積粉管堵塞，通過檢查發現原因為系統阻力大、吹掃不徹底、防爆蒸汽電動門內漏、未及時發現燃燒器壁溫超溫，并制定了嚴格執行停磨后吹掃5 min的運行措施、開展磨煤機單粉管吹掃工作、加強燃燒器壁溫巡視等，解決了磨煤機粉管堵塞的問題，保證了磨煤機制粉系統的暢通、燃料的正常輸出，為鍋爐正常運行奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：火力發電廠;磨煤機;粉管堵塞;吹掃

中圖分類號：TM611.2 文獻標識碼：A

1 背景綜述

在目前國內外大型火力發電企業中，磨煤機作為對進入鍋爐爐膛燃燒的煤粉進行研磨、篩選、分離的重要設備，其運行的效率和性能在整個機組安全經濟運行中具有重大影響，在發電企業機組正常運行中起到了至關重要的作用，是發電企業尤為重要的輔助機械設備[1]。在磨煤機中，燃煤首先在磨煤機中被磨輥研磨成大小不一的顆粒，然后進入煤粉分離器進行分離處理，使得顆粒粒徑較小的合格燃煤煤粉從磨煤機上端的分離器上部出粉口分離出來，分離出來的煤粉通過煤粉管道進入鍋爐爐膛內進行充分燃燒。而對于那些顆粒粒徑較大的不合格的煤粉顆粒則被篩選出來，從磨煤機下端分離器的煤粉出口流出，通過磨煤機的回粉裝置循環回送到磨煤機內重新進行研磨，產生的新的合格煤粉進入鍋爐爐膛燃燒。在此期間，煤粉管道作為連接磨煤機與鍋爐爐膛內部的重要環節，其安全可靠的運行尤為重要。

本文針對某大型火力發電企業600 MW燃煤機組中磨煤機停運期間進行了磨煤機煤粉管割管防磨檢查，發現了大面積的煤粉管道堵塞，并通過分析其堵塞原因制定了相應的具體措施，很好地解決了磨煤機煤粉管道堵塞的問題，切實保障了磨煤機制粉系統的暢通，保證了燃料的正常供應，為機組鍋爐的正常運行奠定了堅實基礎。

2 事件經過

2.1 故障過程

現場檢修工作人員在磨煤機煤粉管道割管，進行防磨檢查工作時，發現1號鍋爐E磨煤機3號角煤粉管道堵塞，經檢查確認，從E磨煤機分離器出口的第一個彎頭水平段處至17 m垂直段處共計約80 m粉管道堵塞。隨即進入爐內對燃燒器噴口處檢查，發現E磨煤機3號角燃燒器噴口處結焦堵塞，如圖1所示。

2.2 原因分析

經過現場檢查，煤管內煤粉干燥，未發現板結現象，可判斷為近期堵塞，通過查閱運行曲線、運行參數并無明顯變化，可初步判斷為長時間緩慢積粉所致，從鍋爐平臺17 m煤粉管彎頭處開始逐漸堵塞。化驗室人員從事件發生的前一個月開始調取化驗室煤粉取樣樣本，發現E磨煤機取樣正常，則進一步判斷粉管堵塞在事故發生的前一個月之內。又經過對E磨煤機正常運行出口快關門進行調查曲線，數據表明出口快關門處于全開狀態，開反饋正常，排除了因磨煤機出口快關門未開到位導致發生粉管堵塞的情況[2]。工作人員隨即現場檢查E磨煤機粉管的可調性縮孔，發現四角開度均處在80%左右的開度，可確切排除人為誤關或關小可調縮孔的情況。為確保人為因素導致的事件發生，經熱工人員檢查磨煤機出口快關門關反饋信號，未發現磨煤機運行中關閉單個快關門處理缺陷的事件，排除了磨煤機運行中關閉單個閥門導致系統積粉的可能。1號機組鍋爐側C、D、E磨煤機的給煤方式一般為混煒煤種配合神華西北或煤精晶煤，混煒煤種的水分偏高，導致E磨煤機出口溫度偏低，通過查看日常運行方式，出口溫度在52～58℃之間，如圖2所示，同比A磨煤機出口溫度偏低，約10℃左右，煤粉溫度偏低使煤粉流動性變差，流動阻力增加[3]，且E3粉管距離磨煤機距離最遠、彎頭最多、系統阻力最大，是造成E3粉管堵塞的重要原因之一。

在磨煤機正常停運備用時，運行值班人員對磨煤機的停止操作不規范，停運磨煤機后對其吹掃時間較短。經調閱DCS系統測點曲線[4]，一般吹掃時間在1 min 20 s左右，違反了發電企業輔助機械運行規程中相關操作“磨煤機停止后檢查磨煤機熱風擋板關閉，進行不少于5 min的風管吹掃后，依次手動關閉磨煤機冷風擋板、沒有遵守一次風關斷擋板”的要求，對停運磨煤機后吹掃的不夠徹底，是造成本次E磨煤機3號角粉管道堵塞的主要原因。

在對本次煤粉管道堵塞進行其他因素分析，查閱運行、檢修日志及日常維護操作記錄后，發現E磨煤機的防爆蒸汽電動門發生過一次內漏事件，而防爆蒸汽電動門的內漏則會導致煤粉管道內部的煤粉濕度增大，導致煤粉管道內部局部發生積粉現象，這是造成E磨煤機3號角煤粉管道堵塞的誘因之一[5]。在機組基建時期，每臺鍋爐側的燃燒器均配置有燃燒器壁溫測點裝置，在實際運行中，E磨煤機如發生煤粉管道堵塞，則相應的煤粉管道堵塞后燃燒器壁溫測點必然會超溫，從燃燒器壁溫測點裝置能夠及時查看，但運行巡檢人員未能及早發現問題，通過查閱巡檢記錄本，發現各燃燒器壁溫測點均填寫不準確。另外，在E磨煤機3號角壁溫測點裝置的巡回檢查功能跳動至第三點后則不能正常運行，2號角處的燃燒器壁溫測點顯示裝置斷電，未能及時發現燃燒器壁溫超溫是導致未能發現粉管堵塞的重要原因之一。

3 存在的問題

綜合上述的各項原因分析，總結過往的運行、檢修磨煤機經驗，暴露了存在的一些問題：一是公司相關專業人員對煤粉管道可能存在的堵塞防范意識不夠強。特別是運行值班人員對煤粉管道堵塞的防范意識不夠強、不夠重視，未能完全貫徹執行停運磨煤機后吹掃5 min的運行措施要求;二是日常的系統設施設備巡回檢查工作不到位。運行值班人員對系統設施設備巡回檢查不全面、不到位，沒有能夠及時發現燃燒器壁溫測點裝置的超溫現象及檢測儀器的缺陷;三是在磨煤機及附屬煤粉管道相關日常維護工作中不夠仔細、不夠扎實。設備部熱工控制人員對設備的定點檢查、相關維護不夠扎實，各層燃燒器壁溫檢測儀存在自動巡回檢測失靈、電源線路故障等情況，未能及時發現存在的缺陷并聯系處理。四是由于多方因素干擾，對磨煤機系統一直未進行徹底的一次風調節平衡試驗，不能有效地判斷磨煤機粉管管道內的流暢均勻性是否滿足運行需求。

4 預防措施

在今后的磨煤機系統日常運行工作中，運行值班人員要提高認識，加強煤粉管道堵塞的防范意識，認真做好磨煤機系統設施設備參數的對比分析工作，且要嚴格執行相關運行規程中制定的停運磨煤機后吹掃5 min的運行措施，同時要處理好企業節能工作與安全工作之間的關系，在切實保障安全穩定的情況下盡最大限度做好節能工作。發電部要吸取本次磨煤機煤粉管道堵塞的經驗教訓，對磨煤機系統設施設備的定期維護，并要進行公司級的方案商討，將工作不斷優化、趨于完善，認真執行磨煤機單根煤粉管道的吹掃工作。發電部要針對本次磨煤機煤粉管道堵塞的經驗教訓，加強對運行人員巡回檢查制度的督促工作，切實提高運行人員對燃燒器壁溫測點裝置的巡視[6]，及時組織開展設備運行狀況分析，提升運行值班人員的綜合應變能力。設備部熱工人員要及時將燃燒器壁溫檢測儀缺陷修復完整，并做好日常的設備維護工作。

要求運行值班人員在磨煤機正常停運時必須要維持住磨煤機出口溫度在65℃以下，且停止給煤機運行后，待磨煤機電流不發生持續降低，方可停止磨煤機運行。經徹底整改后，機組的各臺磨煤機在具備風速監測的情況下，一次風管道內風粉混合物的流速不得低于18 m/s，切實做好保障煤粉管內風粉混合物的介質流速工作，保證可靠的管道內部運行環境。公司經研究決定，對所有磨煤機均按照規定開展了一次風調整平衡試驗[7]。公司加強對發電部運行值班人員的培訓工作，從理論到實際，從筆試到實操，不斷提升運行值班人員的系統設施設備運行分析水平，通過對磨煤機的出力、出口風壓、出口溫度等參數的精細運行分析，及時發現相應的參數變化情況。公司在機組DCS集中控制畫面中設置了各臺磨煤機各個煤粉管道煤粉風速測點，并按照整改要求加裝了煤粉流模塊，作為運行值班人員監視煤粉管道運行狀況的主要方法和手段。

5 結語

通過對某發電企業磨煤機煤粉管道堵塞進行了系統性分析，結合生產實際與運行情況，發現了導致煤粉管道堵塞的原因為系統阻力大、吹掃不徹底、防爆蒸汽電動門內漏、未及時發現燃燒器壁溫超溫，這些問題會給磨煤機以至于鍋爐燃燒系統的安全穩定運行帶來嚴重威脅。因此通過發電企業吸取經驗教訓，制定了嚴格的操作規程，必須執行停運磨煤機后吹掃5 min的運行措施，并切實做好磨煤機單根煤粉管道的吹掃工作，加強燃燒器壁溫測點裝置巡視等，以保證機組鍋爐磨煤機及燃燒系統的安全穩定運行。

參考文獻

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[3] 路政偉，陳劍飛.中速磨煤機的發展方向分析[J].科技創新與應用，2015，（36）：45-48.

[4] 曾德良，劉繼偉，劉吉臻，等.小波多尺度分析方法在磨輥磨損檢測中的應用[J].中國電機工程學報，2012，32（23）：126-131.

[5] 康志忠，李建睿，蒙濤，等.動態分離器分離特性數值模擬及現場測試[J].動力工程學報，2020，（4）：330-336.

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[7] 貝國民，鋼球磨煤機振動原因分析與治理，[J].電力科技與環保，2018，4（34）38-39.