1 000 MW机组双进双出磨煤机料位故障原因分析及处理

李存怀

(华电国际邹县发电厂，山东 邹城 273522)

1 设备概况

近年来，随着我国经济的发展，大容量、高参数的超临界及超超临界机组逐渐成为我国火电发展的主要方向，主设备选择都能满足要求，但辅助设备特别是重要辅机的可靠性和经济性是大容量机组面临的主要课题。华电国际邹县发电厂四期工程2 ×1 000 MW机组磨煤机采用的是沈阳重型机械厂引进法国ALSTOM公司技术生产的BBD-4360型双进双出、正压直吹低速筒式钢球磨煤机，每台锅炉配6台磨煤机。#7机组于2006年12月投产，#8机组于2007年7月投产。磨煤机料位测量使用差压式测量装置，辅以电耳配合(已经不用)。

2 差压式料位测量原理

对于筒式磨煤机，进入磨煤机的一次风量和送出的煤粉量之间有直接关系，这个关系即风煤比，必须保持恒定，以保证磨煤机负荷控制得到较好的平衡。风煤比在很大程度上取决于筒式磨煤机的装煤量，因此，磨煤机内的煤量必须保持一定量，料位测量由深度探针系统完成。差压式料位计采用深度探针测量系统，该测量方式多用于容器上，采用低速喷射空气的原理。流量调节装置使测量管子中的空气流量保持适当的低速，管子中的压力p与液体密度ρ和喷射点与自由大气距离h有关，p=ρh。

如果对压力做相应标度，就可直接读出液柱高度。如果液体表面不处于大气压力下，而是在一个受压容器中，采用差压测量法也可测出液位高度。同理，在压力变化的容器中采用差压法进行测量，必须以内部变化的压力值作为基础参考点，调节出动态跟踪式衡压差源，再将此种压力源转化为检测气流，检测气流喷吹到筒体内动态变化压力下的悬浮煤粉和被测量的煤粉层之间才能实现准确测量。测量原理如图1所示。

图1 差压式料位测量原理

3 系统应用状况

投运初期，#7，#8锅炉部分磨煤机料位存在料位建立困难、料位指示不准、料位波动大等问题，影响磨煤机出力，严重制约了机组带负荷能力。差压料位是运行中的重要参数，必须控制在600～900 Pa，其目的是保持磨煤机内部充足、恒定的存煤量，从而保证一定的风量下始终运载同样数量的煤粉，便于快速进行负荷调节，同时还可减少钢球和磨煤机钢瓦之间的磨损，保证制粉的经济性。料位不稳定致使运行中频繁建料位：加煤建料位→满磨→减煤→料位吹空→再加煤建料位，如此反复，也在一定程度上影响炉渣、飞灰的含碳量。另外，料位不稳定会造成经常解除机组自动发电控制(AGC)进行调整，导致#7，#8机组AGC投运率非常差，具体表现在以下几个方面。

(1)磨煤机差压料位正常控制在600～900 Pa，而磨煤机料位被调量为磨煤机两端料位较低值，若有一个料位显示为零或低料位点晃动大，给煤机便无法投入自动。

(2)热工人员外部测量管线未发现无异常，多数是磨煤机内部原因，短期停磨又无法进行彻底检查；缺陷长期存在，造成投入自动的磨煤机台数较少，有时6台磨煤机仅有2台或3台能投入自动，自动调整品质较差，机组协调方式无法投入。

(3)料位指示不准就无法给运行人员提供有价值的运行参数，只能通过磨煤机电流的变化及总风量的变化来判断磨煤机内存粉位情况，导致运行调整易产生盲区，即使勉强投入自动，当料位指示波动较大时必然导致给煤量出现大幅增减，造成燃烧不稳定，主蒸汽温度及主、再热蒸汽压力大幅度波动。同时，磨煤机内料位不确定会导致磨煤机出力不稳定，最终导致协调方式无法投入，AGC频繁解除。

4 系统存在的问题

4.1 管路泄漏和堵塞

磨煤机料位测量原理是通过低速喷射空气形成的背压来间接反映料位的变化，压力的变化能瞬间反映料位的变化，因此，对测量管路的气密性和通畅性都有较为严格的要求，特别是管路的焊接处、转换接头处、PU管的插接处、变送器的接头处等，尤其要保证无泄漏、无堵塞。

4.2 检测气流压力、流量不稳

由于系统设计不合理、使用时间过长、减压阀设定不合理、压缩空气质量不高以及压力流量控制阀质量不好等原因导致系统用检测气流压力、流量不稳，测量的可靠性无法得到保证。表现为料位忽高忽低，很难稳定下来，运行时不易发现料位的准确状况。

4.3 上探针脱落或变形

对于差压式料位测量系统，上探针主要是感测磨煤机内部的压力，通过比例-积分-微分(PID)控制保证检测气流的恒定，对测量的影响不是太大。但是，其测量的准确性反馈到调节系统，一定程度上会影响后期控制。通过调节压缩空气的流量，保证压缩空气的压力始终比磨煤机内压力高1 500 Pa(料位的量程)。

4.4 下探针丢失

对于差压式料位测量系统，下探针是测量的基础。正常料位差压的检测值起始点是下探针端口全部被煤粉淹没后，此时上、下探针之间开始产生压差。下探针端口被煤粉淹没的高度值决定压差值的大小。下探针丢失后，相当于煤粉厚度减少了100多mm，探针端口以上煤粉很薄，易导致给煤量变化时料位同步响应变化值却很微小。

5 改进方案

(1)将测量管路有接头的部分去掉，不允许存在变径接头，金属材质的接头使用焊接的方法，PU材质的接头使用自粘带或密封胶密封，减少漏气的可能性；大小修时对测量管路进行气密封检查，并做好监督；测量部分管路直径不能太小，最好使用ø20 mm的不锈钢管；磨煤机密封风箱内的接头不易检查到，检查时应特别注意；检查吹扫管线，设置合适的吹扫时间，加强管路吹扫；定期吹扫仪用气管路，停磨时检查吹扫电磁阀阀芯的灵活程度和密封性。

(2)检查料位差压检测装置的调节阀，设定减压阀压力调节；检查PID参数的设置，保证调节可靠、稳定；对压缩空气进行定期排污，同时检查储气罐和减压阀。

(3)大小修时检查测量系统磨煤机内部上探针，发现变形、脱落、喷嘴方向改变应及时处理，同时加装护板，确保运行的可靠性。

(4)大小修时检查测量系统磨煤机内部下探针，发现变形、脱落、端口开裂应及时处理。

6 效果分析

通过以上检查处理，四期工程12台磨煤机都能建立正常料位，且能在设计料位状态下运行，主要表现在以下几个方面。

(1)负荷响应能力提高。对锅炉负荷变化的响应可采取改变燃料量的方法，由于风煤比恒定，因此，改变一次风量即可以调整锅炉负荷，调整时仅时滞12～20 s，比治理前的负荷响应速度提高10 s以上。

(2)磨煤机内存粉类似粉仓作用。当给煤系统发生故障时，磨煤机筒体内煤粉的储存量可在近10 min内持续满足锅炉燃烧供粉的需求。

(3)磨煤机出粉细度可靠，保证煤粉迅速着火与燃尽，非常利于低负荷的稳定燃烧。

(4)制粉的经济性保证了制粉系统磨煤机单耗的降低，一定负荷下制粉量所需要的电量进一步减少，减少了厂用电率，达到了节能减排的目的。

7 结束语

检查和处理发现的问题后，将磨煤机制粉系统料位控制在高料位运行，与其他测量方式(如电耳测量等)和低料位值运行效果相比，在料位建立速度、响应给煤率的变化速度以及响应负荷的变化速度都有了较大的提高，磨煤机的电耗、负荷响应时间都有所降低。双进双出钢球磨煤机和直吹系统中存在多种煤粉形式，由于煤粉细度不同，只有最适于燃烧的煤粉对燃烧的影响较大，因此，只有精确检测和合理控制料位，才能获取尽可能多的适于燃烧的煤粉，保证最优的燃烧、准确的运行数据和良好的经济指标，真正在节能减排方面起到应有的作用。