正压直吹式制粉系统运行及管理措施

赵毓胜，李勇，王滨

(1.青岛科技大学经济管理学院，山东青岛266042;2.华电潍坊发电有限公司，山东潍坊261204)

1 机组概况

某发电公司#3，#4锅炉是上海锅炉厂有限公司生产的超临界参数变压运行直流锅炉，为单炉膛、一次再热、四角切圆燃烧、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π形锅炉，型号为SG－2102/25.4－M954。设计煤种为山西晋中地区贫煤。制粉系统为正压直吹式，配置6台MGS3854型双进双出钢球磨煤机、2台离心式冷一次风机、2台密封风机。每台磨煤机出口由4根煤粉管道接至同一层4个煤粉浓淡分离器，煤粉进行浓淡分离后，浓煤粉送入炉膛下部燃烧器，淡煤粉送入炉膛上部燃烧器。自下而上共配置6层浓煤粉喷嘴、6层淡煤粉喷嘴和6层分离燃尽风(SOFA)喷嘴。煤粉燃烧器为四角布置、切向燃烧、摆动式燃烧器。由于入炉煤质无法保证以及机组投产初期对某些现象重视程度不够，导致制粉系统出现了一些问题，威胁着机组的安全和经济运行。

2 制粉系统存在的主要问题

2.1 磨煤机出口分离器堵塞

因来煤煤种复杂，煤中所带的杂质经常使磨煤机分离器处堵塞，这是机组投运后的一个主要问题。堵塞后的分离器使磨煤机出力降低，煤粉细度变粗，飞灰大渣中可燃物含量升高，给锅炉的安全性和经济性带来很大影响，运行中曾出现过因磨煤机分离器堵塞而导致锅炉灭火的事故。

2.2 锅炉安全、经济燃烧问题

在轮换清理磨煤机分离器时，锅炉不可避免地要断层燃烧，在白天高负荷时清理分离器后，会因各种原因将锅炉断层燃烧的方式带到低负荷时段，给锅炉安全、经济运行带来很大影响。

2.3 制粉系统参数波动或系统异常引发的一些常见问题

(1)单台给煤机皮带撕裂后单进双出运行方式引发着火。

(2)正常运行时原煤仓空仓后倒风引发给煤机着火。

(3)磨煤机大罐进水。

(4)磨煤机一侧的进口小绞龙损坏。

(5)磨煤机变速箱损坏。

3 原因分析及采取的措施

3.1 磨煤机分离器的清理

磨煤机分离器与给煤机安装在同一高度，双锥形分离器内装有可调叶片，可根据要求调整煤粉的细度。分离器堵塞的主要原因是煤中所带的杂质(木块、铁丝、麻绳等)太多，分离器内的叶片被杂物缠绕。为防止分离器堵塞后磨煤机出力降低，使煤粉细度变粗，磨煤机出口分离器的定期清理工作非常有必要(需停运磨煤机后进行清理)。经过不断实践和摸索，作者总结出了磨煤机分离器清理的4条原则。

(1)每台锅炉每天轮流清理1套制粉系统分离器的原则。按此原则，在正常情况下，1台锅炉6套制粉系统轮流清理1遍的循环周期是6d，这是一种良性循环，制粉系统长期处于这样一个循环状态下是安全、经济的。如果清理工作不能处于一种良性循环状态，工作中有死角，再碰到意外情况时会非常被动。在特殊情况下，如果碰上某套制粉系统有缺陷不能运行，特别是中间层的制粉系统不能投用时，因为不可能断2层喷燃器而去清理分离器，会使清理分离器的工作暂停下来，等该套制粉系统恢复备用后才能使清理分离器工作继续下去(除非有很特殊的情况才会采取极端办法，断2层喷燃器去清理分离器，那时就会出现投油情况)。故在实际工作中要始终遵循每台锅炉每天轮流清理1套制粉系统分离器的原则(A，F磨煤机因夜间低谷基本不运行，相比其他磨煤机而言运行时间短，这2套磨煤机的清理周期可适当放宽至10～12d)。

(2)参考煤粉细度进行清理的原则。遵循每台炉每天轮流清理1套制粉系统分离器的原则，分离器清理工作处于良性循环时，对煤化验报表也要及时进行关注，报表报出后，当值班组要有专人负责查看，当某套制粉系统煤粉细度大于15%(R90)时，应立即对该制粉系统的回粉管温度进行检查测量，同时做好记录。如果回粉管温度偏低(低于60℃以下)，则可能是因回粉管堵塞而出现了煤粉细度异常。如果确认某套制粉系统的回粉管已堵，此时应立即安排清理该套制粉系统分离器。如果回粉管温度正常，则极有可能是因为取样时容量风过大导致煤粉细度异常，在遇到这种情况时，可按原来的清理顺序继续进行清理，同时密切关注煤粉细度情况。

(3)坚持不影响发电计划且白天高负荷时进行清理的原则。清理制粉系统分离器的目的是使制粉系统处于安全、经济的出力状态，清理时要充分考虑断层带来的不安全因素，故坚持白天高负荷时进行清理;同时，定期清理工作不能影响机组的发电计划，在清理每套制粉系统分离器前都要汇报值长，经值长批准方可破坏备用进行清理。因此，白班和下午班要连起来进行此项工作，白班完不成的清理工作下午班要接着进行。如果本班没进行清理，则要在记录上详细记录没进行清理的原因。白班、下午班如果因某种原因均没有进行清理，无特殊情况不安排夜间进行清理，待第2天再进行清理。若确实要夜间进行清理，应选择煤质较好、负荷相对较高的时段。

(4)因缺陷或其他原因停磨煤机时顺便进行清理的原则。遇到有缺陷或因其他原因，白班及下午班需进行磨煤机检修时，可先清理此时正在处理缺陷的磨煤机，如果与原清理计划一致是再好不过，当要清理的分离器与要求停的磨煤机有冲突时，视检修要处理缺陷的重要程度及磨煤机分离器最近六七天清理的及时程度适当改变清理分离器的顺序，改变原因需记录清楚，第2天可重新按原顺序清理磨煤机分离器。

在遵循以上4条原则的同时，为充分调动清理分离器工作的积极性，可采取在指标竞赛中加分的办法来推动清理分离器工作的顺利实施。如清理B磨煤机加3.0分;清理C磨煤机加2.5分;清理D，E磨煤机各1台，加2.0分;清理A，F磨煤机各1台加1.0分。

3.2 优化制粉系统运行方式

锅炉集中燃烧的方式安全、经济，对飞灰、大渣等指标的提高也是有利的。为避免白天清理分离器后将锅炉断层燃烧的方式带到减负荷时段甚至低负荷区，下午班要积极为前夜班减负荷时段及后夜班低负荷时段创造集中燃烧的条件，以安全运行为基础，兼顾方式优化。为此，规定每个下午班交班前完成集中燃烧方式的恢复。白班及下午班清理磨煤机分理器或缺陷处理后，若锅炉处于断层燃烧方式时，最好的恢复方式应是在电网带负荷时顺便开磨煤机带负荷，如果到了晚峰还不需要开磨煤机带负荷，则下午班要提前做好准备，负责倒磨，交班前将断层燃烧恢复为集中燃烧方式，为前夜减负荷及后夜低负荷创造良好的燃烧条件。按电网的负荷曲线规律，一般应在20:00左右将磨煤机恢复为集中燃烧方式。

同清理分离器加分的方法一样，倒磨维持集中燃烧方式也可以采用在指标竞赛中加分的办法调动人员的积极性，例如，下午班或前夜班为维持不断层燃烧进行的倒磨，倒磨班组在指标竞赛中可加2.0分。

3.3 制粉系统参数波动或系统异常引发的问题

制粉系统的某些参数非正常波动或系统出现异常会引起锅炉燃烧不稳，甚至会造成设备损坏和锅炉灭火事故。因此，对制粉系统存在的发生频率高、代表性强、发生后对系统影响大的问题进行分析总结，对于设备安全健康运行、降低同类事故发生的概率、提高运行和管理水平是很有帮助的。

3.3.1 单台给煤机皮带撕裂后磨煤机单进双出运行方式引发的着火

给煤机因皮带撕裂停止运行，该磨煤机在单进双出的情况下运行近10h，当另一侧给煤机的原煤仓因堵煤停运磨煤机后不到20min，一直在停运状态下的皮带被撕裂的给煤机则发生着火。

事后分析着火的原因为:给煤机的出口闸板关闭后，其密封性可以满足截断煤粉的要求，但不能完全截断热风，因此，磨煤机的混合风存在向上返风的可能性。给煤机皮带被撕裂后，大量的煤经过开裂的皮带落到给煤机内，将给煤机西头的密封风出口堵住。此时，给煤机内基本上没有密封风，磨煤机的混合风(270℃左右)大量返回给煤机内。在这10h中，给煤机内的积煤被混合风加热，已接近燃点，停运磨煤机后密封风完全失去，加剧了温升，燃煤自燃后将皮带引燃，最终发生火情。

应对措施:皮带被撕裂后给煤机着火与西头的密封风出口完全堵住以及给煤机的出口闸板不能完全截断热风有直接关系，在皮带被撕裂后及时停运该制粉系统是最佳的处理方式。

3.3.2 正常运行时原煤仓空仓后倒风引发的给煤机着火

首先，该侧给煤机断煤，5min后给煤机内超温报警且温度迅速上升，给煤机内返风严重，立即关小热风调节门、旁路风门，开大磨煤机冷风调节门并停止给煤机运行;给煤机入口门显示已经关闭，但出口门在关闭过程中变黄，发故障报警;准备切换磨煤机时，给煤机内着火、爆燃。整个过程仅有十几分钟。

分析着火的原因为:给煤机断煤后，热风携带着煤粉经过给煤机、原煤仓逆行向上流动，当时进入给煤机内的风粉温度达到了270℃左右;停运给煤机后，由于振打等原因，会在入口门处沉积部分煤粉，给煤机皮带在长时间被热风加热的情况下，首先被烤焦、着火，进而点燃给煤机入口门周围煤粉;煤粉在给煤机入口门处温度很高，遇到着火源后瞬间爆燃。事后到皮带层原煤仓入口检查，发现该侧原煤仓内已经没有存煤，火警事件发生后也没有从给煤机处清理出积煤。事后检查和分析均认定原煤仓空仓是引发此次事故的主要原因。

应对措施:空仓引发给煤机着火后，反应及处理时间只有十几分钟，及时减热风和关旁路风门可起到控制作用，同时关闭对应侧给煤机的出、入口门，如果还控制不住给煤机温升则果断停磨煤机是最佳处理方式，在停磨煤机的过程中，应注意控制进入磨煤机的风温。

3.3.3 磨煤机大罐进水

当时情况是机组并网后启动磨煤机，当磨煤机启动后，开启两侧给煤机，磨煤机电流随即下降到70A左右(正常电流不低于113A)，机组负荷不见上升。开启第2台磨煤机，现象相同，磨煤机料位迟迟不能建立，磨煤机出口温度低;料位建立后，逐渐开大容量风门，料位会突然快速下降，无法保持稳定，致使负荷带不上去;火检频繁闪动，启动后的磨煤机出现失火跳闸，被迫进行长时间的暖磨和吹扫。后来在0m处检查中发现磨煤机两端容量风管结合面有渗水迹象，查清原因为磨煤机大罐进水。

原因分析:停机期间对磨煤机出口分离器改造时，对分离器内部用水进行了冲洗，冲洗水进入了磨煤机大罐，致使煤进入磨煤机后全部变成煤泥，磨煤机出粉很少，机组负荷不上升，喷燃器着火不正常，火检频闪，引起磨煤机失火跳闸。

应对措施:磨煤机进煤后，随容量风的逐渐开启，机组负荷应正常上升，若不上升应查找原因;磨煤机进煤，正常料位应上升，遇有料位异常，必须联系控仪专业人员吹扫料位表管，必要时停运给煤机，防止发生堵磨跑粉事件。判断出磨煤机大罐进水，应加少量煤继续暖磨、吹扫，防止波浪瓦损伤，直到磨煤机大罐内的水被烘干为止。分离器冲洗后有存水时，应及时交待运行专业人员做好启动磨煤机后的准备和调整工作。

3.3.4 磨煤机一侧的进口小绞龙损坏

磨煤机小绞龙暴露的问题为:出现2次支撑棒断裂，小绞龙停转。第一迹象是一次风管风速快速下降，磨煤机出口温度降低，同侧料位快速下降，磨煤机入口管即开始积煤，一直堵到给煤机。

原因分析:小绞龙支撑因磨损、强度降低等原因发生断裂，给煤机下煤在磨煤机入口存积，堵塞了煤进入磨煤机的通道和磨煤机风粉混合物的出口通道，温度下降及风速降低，造成磨煤机单侧出粉。由于小绞龙位于中空轴外，中空轴与磨煤机轴颈形成煤进入磨煤机的通道和磨煤机风粉混合物的出口通道，煤从下部进入，煤粉混合物从上部流出。最终，因小绞龙断裂，发生煤堵塞此通道现象。

应对措施:2个一次风管一次风速快速降低，首先检查小绞龙运转情况;在正常运行中，要注意检查、倾听磨煤机两端是否有异音，确定小绞龙运行是否正常;出现小绞龙支撑棒断裂停转的情况时，只能停磨煤机进行处理，防止积煤到给煤机。

3.3.5 磨煤机变速箱损坏

在运行中发生此问题时，若磨煤机电流出现大幅度上升现象，运行人员能及时就地到位并停运磨煤机，就能减轻变速箱的损坏。

应对措施:巡检时注意倾听磨煤机是否有异音，还可用红外线测温仪测量外壳温度，及早发现异常迹象，如磨煤机电流波动时首先到就地查看，磨煤机电流大幅度上升时应及时停运磨煤机。在报警中磨煤机电流加大异常报警，提醒运行人员注意。

4 结束语

在解决磨煤机分离器的清理、低负荷维持集中燃烧方式等问题的同时，华电潍坊发电有限公司内部也进行了磨煤机容量风的开度、磨煤机钢球装载量的调整优化工作，对磨煤机分离器回粉管的内锥进行了技术改造，制粉系统发生的异常问题在生产现场也得到了良好的管控，诸多综合措施的实施使锅炉燃烧的安全性与经济性得到了明显的提升。2009年在煤源、煤质很不理想的情况下，该公司#3，#4锅炉的燃烧安全得到了保证，并且锅炉的飞灰大渣可燃物与投产初期相比下降1倍多。随着运行时间的延长，现场还将遇到更多的问题，如果能做到及时预防并不断总结经验，必能保证超临界机组制粉系统及锅炉安全、经济运行。

[1]汪祖鑫.超临界压力600MW机组的启动和运行[M].北京:中国电力出版社，1996.

[2]容銮恩.燃煤锅炉机组[M].北京:中国电力出版社，2004.

[3]Q/122－104·1·1602—2007，华电潍坊发电有限公司670MW机组运行规程[S].