直吹式制粉系统粉管堵塞试验测试及处理

李有信

(中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中分公司，郑州 450000)

直吹式制粉系统粉管堵塞试验测试及处理

李有信

(中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中分公司，郑州 450000)

某电厂#4磨煤机一次风管易出现堵塞特征，多次检查、调整，仍无法解决。对该制粉系统的粉管风速、煤粉细度、粉管煤粉质量分数进行测试，确认堵塞的原因是煤粉局部富集。对磨煤机进行分离器挡板检查测量调整后，一次风管未再出现堵塞迹象，问题得到解决。

磨煤机；分离器；堵塞；叶片

0 引言

某电厂#4磨煤机自投产以来，一次风管即存在易堵塞的特征，近期，堵塞程度十分突出且呈现不断加重的趋势。在出力35 t/h以下时，运行较为正常；当加大磨煤机出力时，D4粉管易出现堵塞现象。调节磨煤机分离器挡板位置，D2，D6粉管也容易出现堵塞。对磨煤机风道、调节挡板、风室、密封环、磨辊、分离器内椎体都进行了多次检查，未发现异常。D磨煤机被迫封堵D2粉管运行，严重影响制粉系统的经济性和锅炉的安全运行。

1 设备概况

该电厂锅炉系国产660 MW超超临界参数变压本生直流锅炉，一次再热、单炉膛、尾部双烟道结构，前后墙对冲燃烧。制粉系统采用正压直吹式系统，ZGM113G型中速辊式磨煤机，液压变加载方式，主要设计煤种参数见表1。每台磨煤机配6根粉管，分别对应锅炉6只同层燃烧器。采用静态分离器，每个分离器有2个调节装置。调整机构1侧布置D4，D5，D6粉管，调整机构2侧布置D1，D2，D3粉管。调节装置通过连杆和内部的分离器叶片连接，调节装置上有指针，指针的大小开度和内部的叶片大小开度一致，分离器上粉管布置简图如图1所示。

2 磨煤机工作原理

ZGM113G磨煤机是一种中速辊盘式磨煤机，其碾磨部分是由转动的磨环和3个沿磨环滚动的固定且可自转的磨辊组成。需研磨的原煤从磨煤机的中央落煤管落到磨环上，旋转磨环借助于离心力将原煤运动至碾磨滚道上，通过磨辊进行碾磨[1]。3个磨辊沿圆周方向均布于磨盘滚道上，碾磨力则由液压加载系统产生，通过静定的三点系统，碾磨力均匀作用至3个磨辊上，此力经磨环、磨辊、压架、拉杆、传动盘、减速机、液压缸后通过底板传至基础；原煤的碾磨和干燥同时进行，一次风通过风道、风室、喷嘴环均匀进入磨环周围，将经过碾磨从磨环上切向甩出的煤粉混合物烘干并输送至磨煤机上部，进入分离器叶片形成的多缝通道，经叶片的导向而旋转，形成离心分离；分离出的粗颗粒煤粉，在分离器内椎体中贴壁或在壁面附近沉落，通过锁气器回磨环重磨，合格的细粉被一次风带出分离器通过粉管进入炉膛燃烧[2]。

表1 磨煤机设计煤种参数

图1 分离器上粉管布置简图

3 试验测试

2015年10月，中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中分公司对D磨煤机进行热态一次风速、煤粉质量分数、煤粉细度测试，查找堵塞原因。

为了保证测试的准确性，测试前对粉管进行吹扫，控制磨煤机出力在35 t/h，并且在磨煤机启动稳定后0.5 h内开始测试，防止粉管积粉影响测量效果。

测试进行了2个工况。工况1是14日09:30—12:00进行，测试前D2粉管一直在封堵状态，停运磨煤机，去掉D2粉管封堵挡板。分离器调整机构1开度为70°，调整机构2开度为40°。工况2在14日17:30—19:30进行，试验前将分离器调整机构开度统一调整为50°。

3.1 一次风速测试

工况1进行了一次风速测试，发现D6粉管风速较低，开大其缩孔，使其风速和其他风速一致，一次风速测量见表2。一次风速在调整前后，一次粉管风速都在25 m/s以上，排除风速低造成粉管堵塞。

表2 一次风速测量 m/s

3.2 煤粉质量分数及细度测试

工况1和工况2的煤粉质量分数和细度测试结果见表3，磨煤机主要运行参数见表4。

表3 煤粉质量分数和细度测试结果

工况1 12:00结束；14:30时，D2粉管压力下降到0.4 kPa,对D2粉管进行了动压测量，只有0.2 kPa，判定D2粉管已堵塞。工况2测试完成后，在20:30逐步提高磨煤机出力到42 t/h，D4粉管出口压力开始大幅波动，出现堵塞。根据测量数据和试验过程做如下分析：各粉管煤粉质量分数偏差较大;各粉管煤粉细度R90偏差较大;煤粉质量分数和细度基本成对应关系，煤粉质量分数偏大的粉管，细度偏粗，质量分数偏小的，细度偏细;在分离器挡板不同和磨煤机出力变化时，粉管质量分数和细度会出现大幅变动。

表4 磨煤机运行主要参数

工况1和工况2相比，煤粉质量分数和细度均匀性有所提高，但还是偏差较大。若分离器叶片存在问题，不但会造成煤粉分离效果较差，煤粉较粗，还容易引起煤粉分配不均匀。特别是大量的大颗粒的煤粉富集，在一次风携带下进入粉管，撞击到粉管的内壁上下落，大颗粒的煤粉自身较重，再伴随着煤粉质量分数较大，在煤粉流经水平管段时会形成风速分化，底部风速较低，上部较大，大颗粒的煤粉不能完全带走，随着时间的累积，逐渐将一次粉管堵塞。因此停止磨煤机，进入磨煤机内部进行分离器检查测量。

4 分离器检查测量及处理

由于分离器叶片的布置方式是环形布置，并且都处于50°左右，用肉眼观察很难看出叶片的角度异常，叶片布置如图2所示。在15日D磨煤机进入措施准备完善后，进入磨煤机对分离器叶片进行检查测量。

图2 磨煤机内部叶片

通过测量叶片长度l1、两相邻叶片转轴之间距离l2、一叶片末端和相邻叶片转轴距离l的长度，来计算l1和l2之间的夹角，叶片测量简图如图3所示。

图3 叶片测量简图

在分离器外部调整机构开度都为50°时，测量分离器调整机构1对应叶片夹角约为45°，分离器调整机构2对应叶片夹角约为60°。分离器调整机构2指示开度与内部实际开度偏差较大。

将分离器挡板调整机构2指示开度由50°调整到35°，17日提高磨煤机出力到45 t/h，磨煤机运行稳定，无粉管堵塞现象。再提高出力到55 t/h，一次风管未出现堵塞迹象。以后，经过长时间的运行，未再出现堵塞现象。

5 结论

分离器是磨煤机的重要组成部分，它的调整与系统设备的结构特点和入炉煤质等因素有关，影响到制粉系统的煤粉细度、煤粉质量分数。因此，应摸清制粉系统的特性，积累调整经验，优化运行方式，降低制粉系统的能耗，为整个机组的经济、安全运行打下基础。

[1]白国亮.锅炉设备运行[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2]丁立新.电厂锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2008.

(本文责编：刘炳锋)

2016-12-06；

2017-01-05

TK 227.7

B

1674-1951(2017)01-0038-02

李有信(1981—)，男，河南方城人，工程师，从事电厂试验及调试方面的工作(E-mail:94660172@qq.com)。