火電廠制粉系統的調節及檢修

陳海濤

【摘? 要】隨著社會經濟的飛速發展，人們對電力的需求持續增長。鍋爐制粉系統是火電廠運行過程中的重要組成部分，它是整個火力發電廠的入口，提供發電所需的能源，因此，鍋爐制粉系統在火力發電廠的發電中發揮著非常重要的作用。鍋爐制粉系統的有效優化，可以提高火力發電廠的發電質量和效率，減少潛在的安全隱患，確保社會用電的安全。在此基礎上，論文對火力發電廠常規制粉系統的運行優化進行了簡單的研究。

【Abstract】With the rapid development of society and economy， people's demand for power continues to grow. Boiler pulverizing system is an important part in the operation of thermal power plant. It is the entrance of the whole thermal power plant and provides the energy needed for power generation. Therefore， the boiler pulverizing system plays a very important role in the power generation of thermal power plant. The effective optimization of boiler pulverizing system can improve the power generation quality and efficiency of thermal power plant， reduce potential safety hazards， and ensure the safety of social power consumption. Based on this， the paper simply studies the operation optimization of conventional pulverizing system in thermal power plant.

【關鍵詞】火電廠;制粉系統;調節;檢修

【Keywords】thermal power plant; pulverizing system; regulation; maintenance

【中圖分類號】TK223;TM621? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）11-0143-03

1 影響因素

1.1 回粉擋板的調節對磨煤機運行的影響

所有火電廠均配備了一系列選煤裝置。該設備的功能是從兩級氣流中分離大量的煤粉顆粒，并從火電廠的煤粉分離器中分離出粉末。送粉擋板設置在粗粉分離器的送粉口，可以調節擋板實現送粉的增加或減少。通過調節粉末返回擋板，可以調節不規則的煤粉顆粒返回燃煤裝置的流量，并且可以同時調節進入爐膛參與燃燒的細粉煤的流量。在確保制粉系統安全運行的條件下，優化火電廠的運營效率。因為冷、熱一次空氣的流量不變，在這種情況下，隨著粉末回收擋板的開口從大到小變化，由鋼球磨機制粉的煤量也從大到小變化。大于90mm的煤粉從6.8%降至4.4%。

1.2 不同物料水平對磨煤機運行參數的影響

為了研究不同物料水平與粉煤細度和單位煤粉制粉能耗之間的關系，以不同物料水平下的大氣壓力差為橫坐標，以燃煤電廠的產量、粉煤細度和單位磨煤粉能耗為縱坐標，并選擇不同水平的燃煤電廠，隨著風壓差在各種物料水平下從250Pa轉為200Pa，煤的制粉量會略有減少，但其大小并不是很大。煤粉制粉的單位能耗從20.3kW·h/t增加到21.8kW·h/t，大于90μm的煤顆粒比例從3.4%變為5.0%。

1.3 一次風量對磨煤機運行特性的影響

由于火電廠中的煤粉運輸介質是空氣，因此，一次空氣的流量對火電廠的運行參數有很大的影響。如圖1所示，當磨煤機的碎煤能力低于41t/h時，必須相應地增加通風量，以確保爐內燃燒中的空氣與煤的比例合理。通風量的變化范圍比研磨的變化范圍大得多，磨煤機的功率范圍也相應增加。同樣從圖1中可以看出，當碎煤機的產量超過41t/h時，隨著碎煤量的增加，增加所需的通風量不會顯著變化。這是因為一次風機的功率增加了，但是風機出口處的氣壓幾乎沒有變化，并且當火電廠的截面積保持不變時，一次空氣攜帶粉煤的能力保持不變。因此，壓碎煤量的增加不會影響一次空氣的風煤比。

從圖1中可以看出，隨著火電廠負荷的增加，煤粉的細度也隨之增加，空氣與煤的比例也隨之增加。這是因為當磨煤機的功率增加時，所需的通風增加（由磨煤機和通風量之間的關系可知），并且在一次空氣中的煤含量增加時額外發生。為了保持制粉系統的原始空燃比，必須增加燃煤設備的內部空氣壓力，以克服一次風道內部阻力的增加。隨著風速的增加，一次風攜帶粉煤的能力也會增加，因此，粉煤的細度也會增加。該操作特性也是與單出鋼球磨機的最大區別。

1.4 磨煤機運行總結

火電廠通過調節磨煤機分離器調節擋板，可以調節磨煤機的出力和一次風攜粉煤的粗細度。當磨煤分離器調節擋板開度從100%關閉到0時，磨煤機的煤制粉能力逐漸降低，一次空氣中的煤粉變得粗糙，單位質量煤的電力消耗增加。

河曲電廠3#爐磨煤機型號為BBD3854雙進雙出，正壓運行，低速筒式鋼球磨煤機。結構特點：磨煤機由筒體、絞籠、分離器、轉動部、傳動部、筒體軸承、減速機及潤滑油冷卻水系統組成。磨煤機筒體鋼板為16Mn;筒體襯板為ZGMn13Cr2;襯板螺栓為35CrMo;螺旋絞籠采用法國材料ABRO—32加工制作。磨煤機主電機為空—空冷卻，筒體有效直徑3750mm，筒體轉速17r/min，筒體有效長度5540mm，出力72t/h，筒體有效容積61.2m3，煤粉細度R90=22.5%，磨煤機出口溫度75℃，最大軸功率942kW，軸功率（BMCR）852.3kW，裝球量46～65t。磨煤機電機YTM630-6，額定功率1120kW，額定電壓6000V，額定轉速985r/min，重量11.25t，生產廠家為：沈陽重工制造。

2 解決辦法

2.1 筒壁固定性

在火電廠筒壁的實際運行中，由于各種原因經常存在嚴重的漏粉缺陷，這極大地影響了設備的正常運行。為了從根本上解決該問題，可以利用停爐檢修，更換現有的瓷器品種的設備，并根據設備的運行狀態制定科學合理的控制措施，以保證設備的正常運行。除了改變陶瓷的類型之外，氧化鋁陶瓷還可用于使用螺釘的高溫粘結，這可改善設備的固定性能并防止設備運行期間的氣流干擾。

2.2 除渣系統改造

在火電廠鍋爐制粉系統的運行過程中，設備排渣門上會產生大量粉塵，影響了整個燃煤電廠的安全穩定運行。為了從根本上解決該問題，減少設備中的粉塵量并避免對周圍環境的不利影響，有必要采用新一代研發型火電廠的全封閉移動排渣方法。除渣系統的改造可確保在鍋爐制粉系統運行期間，灰塵不會對周圍環境產生負面的影響。

2.3 改善鍋爐制粉系統運行環境

火力發電廠鍋爐制粉系統在實際運行過程中所面臨的工作條件和惡劣環境對電力生產影響很大。在嚴重的情況下，煤顆粒會影響煤粉管道和設備，嚴重的話還會因煤炭的顆粒導致煤粉管道、設備會隨著煤質的變化而發生變化，增加整個系統的磨損點與漏點。因此，鍋爐制粉系統在實際運行中應加強巡檢，合理控制熱風管道伸縮縫、燃煤閘門和拉桿門，以免在實際運行中發生故障。如果整個系統的單元出現磨損問題，員工應很好地分析整個系統的工作狀況，并根據設備的工作狀況找到科學合理的解決方案，防止在實際操作中出現漏點現象。

2.4 加大磨煤機監視監測力度

鍋爐制粉系統中的磨煤機在運行期間，由于原煤的轉化，設備區域的主要熱風管道和伸縮縫經常會引入大量粉塵。由于長時間沒有進行有效的監視和控制，這會對設備的運行產生負面影響，甚至可能導致設備損壞。解決該問題的方法是根據火電廠設備運行的現狀以及可能引起粉塵積累的環節，制定合理而嚴格的監督方法，并且要求工作人員定期進行磨煤機的監視監測工作，分析現有安全風險，及時更新監視監測內容，完善制度。

3 應用

本文以河曲電廠為例，介紹了制粉系統的一些情況，河曲電廠采用的是雙進雙出鋼球磨煤機，其原理如下所述：雙進雙出鋼球磨煤機，顧名思義是兩端皆能進煤出粉。磨煤機的制粉回路是完全對稱的，原煤從自動控制的給煤機進入混料箱，在重力的作用下，經落煤管落入架體當中，由螺旋輸送裝置將原煤送入筒體內進行破碎和碾磨，筒體內的唯一碾磨介質是鋼球，在鋼球的作用下，將原煤磨制成煤粉。熱的一次風經過軸頭內的中空管進入磨煤機筒體內，將磨制好的煤粉吹入磨煤機上部分離器中，在分離器的作用下，合格的風粉混合物直接吹入爐膛進行燃燒，不合格的煤粉經回粉管道送入筒體內進行重新碾磨。

3.1 運行調整的主要內容及方法

3.1.1 給煤機的速度調節

河曲電廠鍋爐制粉系統每臺磨煤機配兩臺給煤機，所配給煤機為沈陽施道克電力設備有限公司生產的EG2490型稱重式給煤機，具有電子稱重控制器。這種給煤機是一種帶有電子稱量及調速裝置的皮帶式給煤機，具有自動調節和控制功能，可根據磨煤機筒體內煤位的要求，將原煤精確地從原煤倉輸送到磨煤機。

3.1.2 磨煤機出口溫度調節

磨煤機的出口溫度反映了磨煤機的干燥產量和煤粉的水分含量。嚴格控制出口溫度以防止制粉系統煤粉自燃、爆炸和阻塞非常重要。出口溫度可以通過調節燃煤設備入口處的干燥介質溫度（即熱煙氣）熱空氣和冷空氣的混合溫度以及煤的供應量來調節。冷熱調節擋板以“自動”方式調節，為了確保制粉系統的經濟運行，應將冷氣調節擋板置于關閉位置，并應盡可能對其進行調節，以使熱空氣可以達到出口溫度的設定值。如果出口溫度太低，則煤粉中的水分會增加，并且很容易導致系統發生煤粉堵塞。此時，既可以調節煤量，也可以通過打開速度滑動系統來調節給煤機的速度。

3.2 故障診斷和排除

3.2.1 制粉系統的緊急停運

如果出現以下情況之一，則通過應用研磨系統“緊急停止”來停止研磨系統：進行了MFT操作，但制粉系統無法正常工作，制粉系統的自燃可能會引起火災或爆炸;當人員和設備的安全受到威脅時;細粉分離器堵塞，廢氣嚴重攜帶粉塵，鍋爐蒸汽溫度和蒸氣壓急劇上升;滿足發電機跳閘條件之一，但發電機不跳閘。

當發生下列情況之一時，應用制粉系統“緊急停止”停運制粉系統：MFT動作而制粉系統未跳閘;制粉系統發生自燃有爆炸危險或發生爆炸;轉機發生劇烈振動或嚴重撞擊聲;危及人身及設備安全時;細粉分離器堵塞，造成乏氣帶粉嚴重，使鍋爐汽溫、汽壓劇烈升高;磨煤機跳閘條件之一滿足，但磨煤機未跳閘。

3.2.2 磨煤機的緊急停運條件

主電動機的功率異常增大或減小;無法監控燃煤電廠出口處的溫度;細粉分離器或粗粉分離器嚴重堵塞，在燃煤裝置中有異常的金屬撞擊聲;導粉時，粉輸送機跳閘或導流板不會自動導向粉桶。

3.2.3 煤粉自燃、爆炸的原因及預防措施

①制粉系統的起停過程過高，起停過程應穩定，并在運行過程中及時處理碎煤，避免系統溫度升高。

②管道或粉末堆積系統中不應有盲點。火電廠出口處的溫度不應過低。也就是說，煤粉不能太潮濕，一次風速不能太低，以免堵塞粉末、積聚粉末以及自燃和爆炸。

③由于焦煤中含有易燃易爆物質，因此，有必要加強焦化管理，清除雷管等煤礦帶入的危險物質。

④應防止外部火源，例如，當粉末研磨設備運行時，不應進行焊接。

⑤煤種的變化：燃燒高揮發性、低水分的煤時，應注意煤粉的細度不能太細，系統溫度也不能太高。

3.2.4 加強制粉系統的運行管理

使用揮發分超過38%（不含干灰的基本揮發分）的煤，并將燃煤裝置的出口溫度調節至不超過75℃，將燃煤粉管的風速控制在25～32m/s。

盡量縮短制粉系統充惰時間。啟動制粉系統時，磨煤機通入一次風前，在BSOD關閉狀態下，投入消防蒸汽5min，再進行暖磨通風啟動;消防蒸汽備用期間執行好疏水工作，確保良好備用。

定期測量粉末管的溫度。使用紅外成像設備測量粉末管的溫度，當發現磨粉管的溫度比火電廠的出口溫度高5℃。停止服務時，嚴格監控銑削管的溫度不超過70℃。所有均衡器均配備有入口和出口差壓測量點，磨碎系統的粉管分支配有溫度測量點，并引入了DCS操作員加強監控。如果發現壓差出現異常變化，則檢查積聚在該部位的粉末是否發生自燃。

3.2.5 加強制粉系統設備維護

對結構進行改進，對均衡器進、出口加裝手孔門。利用設備維護的機會來消除設備的磨損缺陷，增加均衡器上的檢查和清潔項目，定期檢查均衡器內部的耐磨陶瓷的完整性，如果發現磨損或損壞，更換耐磨陶瓷，或使用耐磨材料進行維修。檢查均衡器，測量均衡器中空氣通道的間距，數值不要超過原始值的±10%。如果不是，需修理或更換。檢查設備后，通過校正粉管的可調節收縮孔來校正風量（風速）后確定開度。原則上，無法在設備運行期間對其進行調整。

4 結論

鍋爐制粉系統運行狀況會對火電廠鍋爐的安全運行產生重要影響。本文介紹了火電廠制粉系統的問題、故障及解決辦法，并通過采取一些改進措施對火電廠制粉系統進行了優化。

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