可靠性技术在锅炉制粉运行及检修中的应用

陈富珍

（酒钢集团宏晟电热公司，甘肃 嘉峪关735100）

某电热公司两台300 MW机组采用正压直吹式制粉系统，但由于原煤中存在杂物，机组运行一段时间后就会出现制粉系统堵塞、出力降低等问题，最终导致两台机组等效可用系数降低，严重影响了机组的可靠性。

为解决此问题，通过对磨煤机定期清扫的时间与频次进行跟踪分析，最终确定在输煤皮带上安装两台旋转勾齿式除杂物机的解决方案，此设备投运后不仅推迟了分离器的清扫时间，而且还延长了制粉系统的利用小时数，真正提高了机组等效可用系数。

1 磨煤机除杂装置的特点

某电热公司目前所用电煤品种多而杂，性质不一，煤种杂质也是各种各样，原煤的储藏、运输、破碎等工作均由储运部承担，而储运在输煤的过程中只有一次原煤筛分，只能进行原煤的初步破碎而不能实现杂物的清除。发电用煤在生产及运输过程中，大量的石块、木块、破布、稻草、炮线及纤维等杂物会掺杂在煤炭中。虽然在燃煤输送系统中设有多种筛分设备，但是由于这些筛分设备本身结构和工作原理不完善，无法克服杂物堵塞、卡滞的现象发生，筛分很难达到理想的效果。

某电热公司300 MW机组磨煤机为钢球滚筒式磨，杂物进入制粉系统的磨煤机后，会严重影响磨煤机的工作效率，造成磨煤机经常卡滞，严重时还会损坏磨煤机，甚至使杂物被磨煤机内的热风吹入机体，进入煤粉分离设备，将分离器的热风挡板堵塞，影响煤粉分离效果，并造成风粉压力不稳定，煤粉在炉内不能充分燃烧，使锅炉的飞灰及炉渣含量上升，降低燃烧效率，直接导致发电成本增加。

2 原磨煤机除杂装置对机组可靠性的影响

酒钢集团宏晟电热公司300 MW机组现使用磨煤机共计6台，每台锅炉配两套分离设备。为避免煤中杂物堵塞分离器，平均每20天就需停运磨煤机进行人工清扫。单台磨煤机每次清扫用时6 h，期间共影响机组发电负荷300 MW（相当于主机停运1 h），直接导致主机等效可用系数下降，经济效益降低。2012年磨煤机实际清扫时间统计见表1。

表1 2012年磨煤机实际清扫时间统计表（单位：h）

以新#3机组3台磨煤机为例进行分析计算：

等效停用小时：

式中，D为机组降低出力数；T为降低出力状态持续小时数 ；GMC为毛最大容量。

新#3机组的等效可用系数（全年）＝（机组全年可用小时－等效停用小时）／统计期间小时。

新#3机组主机的等效可用系数：

EAF＝ （8 760－23．56）／8 760×100% ＝99．73%

计算可得新#3机组全年的等效可用系数约为99．73%（不考虑机组大、小修，只考虑新#3炉B煤辅机定检磨煤机分离器清扫的因素）。

由于磨煤机分离器的清扫，影响新#3机组等效可用系数0．27%，相当于主机停运23．56 h；所以磨煤机分离器的清扫是影响机组可靠性的薄弱环节，必须集中力量进行研究和改进。

3 旋转勾齿式除杂物机的安装

3．1 可行性分析

为有效提高机组利用率，宏晟电热公司运用了某公司生产的旋转钩齿式筛分除杂物装置，能够很好地解决火力发电厂制粉及燃煤系统的卡堵问题。该设备对最小粒度大于有效分离间隔的块状杂物分离效率达到85%以上且不发生阻煤，对于细长软性杂物，长度大于钩齿间隙的除杂物分离率达到90%以上。

在充分考虑了原煤的输送过程和设施布置后，最终将此设备安装地点选在储运二号转运站，其加8A、8B两台皮带机系皮带托辊角度为25°、带速20 m／s，胶带宽度B＝1．2 m，胶带滚筒直径Φ1 000 mm，滚筒中心距地面高度为820 mm，安装钩齿式除杂物机空间较宽松。同时皮带下方有较大空间，交通也很方便，清出的杂物通过落料管输送到底层后能够方便清运，保证不影响输煤系统环境，满足企业文明生产的要求。

3．2 安装调试

2012年11月，钩齿式除杂物机按照计划在二号转运站开始安装，年前主体工程已经安装完毕，之后又经过一个多月的调试，目前该装置已经可以投入运行。安装调试期间遇到了一些困难，但经过公司相关技术人员的讨论研究，最终成功克服困难，顺利投产。遇到的主要问题及解决方法如下：

（1）除杂装置安装完毕准备接线时，发现两台装置的驱动电机铭牌不一致，无法核准容量，电源开关的选取和MCC容量能否满足需要得不到验证，因此无法接线，设备不能投入运行。解决方法：技术人员判断为驱动电机铭牌安装错误，并及时更换为正确铭牌，最终将电源就近接至燃油段MCC。

（2）除杂装置安装完毕进行调试时，时常发生堵煤信号误发，造成输煤皮带停止，影响正常上煤。

解决方法：在经过仔细研究后，发现＋8皮带下料口装有一个用以防止煤流四散的罩壳，在罩壳的一侧有开口，用铁制挡帘遮挡，当下料口发生堵煤时，煤通过开口溢出堆积在堵煤信号传感器的下衬板上，当煤量足够多，将挡帘顶到一定位置触碰到旁边的堵煤信号传感器，皮带就会自动停止。正常运行中，由于勾齿与煤流运动方向相反，煤块碰到勾齿时会四散开来，一部分动量较大的煤块可能会碰到挡帘，而后堆积在堵煤信号传感器衬板上，进而造成皮带停运。原因找到后，公司及时与储运部进行联系，协商将堵煤传感器的固定衬板位置进行移动，在此之后再也没发生过堵煤信号误发，皮带停运的事件。

（3）除杂装置投入运行后，发现杂物箱每隔两三个小时就被装满，除杂装置被迫停运，否则将造成杂物管道堵塞，甚至影响原煤运输。

解决方法：究其原因，除杂装置的勾齿间距为80 mm，而储运部的筛分器间距为80 mm×150 mm，因此造成原煤中部分尺寸较大的煤块被当做杂物除去，造成杂物量增大。经过分析认为，储运部的筛分装置间距过大，若减小间距则有大量原煤经过碎煤机，将造成碎煤机过负荷，因此需要将碎煤机更换为较大型号，此事难以实现。在与厂家进行交流后决定将除杂装置的勾齿间距由80 mm放大至120 mm，经过一周的改造，目前除杂装置运行良好。

4 效益分析

4．1 经济效益

除杂装置投入运行后，预计每台磨煤机每三个月进行一次分离器清扫，每年减少14次，节约的发电利润损失：

生产三作业区发电成本价0．30元（平均），售出的电价0．36元（平均）。

6台×14次×6 h×50 000（kWh）×（0．36－0．30）元＝151．2万元。

节约人工费：按每次用工3人，人工工资每人130元计算，可节省人工费：3人×14次×130元＝5 460元。

合计直接经济效益为151．2万元＋0．5万元＝151．7万元。

本次安装两台旋转钩齿式除杂物机，费用每台82万元，两台合计164万元。其中包括土建工程3万元，设备费152万元（含落料管及运杂物车），安装费6万元，运杂费3万元。

由以上经济效益分析可得1．07年可收回改造成本，之后节约的发电利润全部为经济收入。

通过本次改造，不但解决了磨煤机分离器清扫机组降负荷，而且降低了厂用电率，减轻职工劳动强度，更重要的是达到了提高机组的运行可靠性、保证职工人身安全的目的。

4．2 其他效益

（1）由于大量掺烧高挥发份的劣质煤，安装除杂物机既有效减少磨煤机的启停次数，还可避免制粉系统爆炸，降低锅炉受热面汽温变化幅度，防止锅炉受热面因应力变化导致的漏泄，最终提高了机组运行的可靠性。

（2）原煤中含有部分尺寸过大的煤块、石头、铁块等，容易造成给煤机堵塞，尤其当给煤机被大块铁块或有锋利棱角的煤块或石头堵住时，极有可能造成给煤机皮带被划破，影响磨煤机出力，还对检修工作造成极大的不利。

（3）原煤中的木头、石头等进入磨煤机后占据磨内空间，由于其质量轻、强度小，不能进行原煤的破碎和研磨，因而只是减小了磨煤机的出力，甚至有大块铁、石头等卡在磨煤机绞龙处，造成堵煤，绞龙着火或者支撑杆断裂的事故发生。

（4）分离器被杂草破布堵塞后造成磨内憋压，入炉煤粉严重变粗，引起送粉管堵塞、煤粉运行下降等。粗细不一的煤粉进入炉膛后由于着火时间不一致容易造成火焰闪烁，燃烧失稳，同时过粗的煤粉难以燃尽，造成灰渣含碳量增加，锅炉效率严重降低。

5 结束语

旋转勾齿式除杂物机已在某电热公司2×300 MW机组安装投运，事实证明：改造的目标完全达到，机组的安全性和经济性明显提高，对实现公司节能降耗、挖潜增效的生产目标拓展了思路，意义深远。

［1］ 周家启，蒋锦峰，孙渝江，谢开贵．电力可靠性基本名词术语（中华人民共和国电力行业标准）［S］．北京：中国电力出版社，2004．

［2］ 郭永基．电力系统可靠性分析［M］．北京：清华大学出版社，2003．

［3］ 冯俊凯．锅炉原理及计算（第二版）［M］．北京：科学出版社，2005．