大型火力发企业磨煤机煤粉管道堵塞原因分析及处理

陈志峰 白德龙 王荣 孙健 潘海斌 高旭东

摘要：某火力发电厂在600 MW磨煤机停运期间进行了磨煤机煤粉管割管防磨检查，发现大面积粉管堵塞，通过检查发现原因为系统阻力大、吹扫不彻底、防爆蒸汽电动门内漏、未及时发现燃烧器壁温超温，并制定了严格执行停磨后吹扫5 min的运行措施、开展磨煤机单粉管吹扫工作、加强燃烧器壁温巡视等，解决了磨煤机粉管堵塞的问题，保证了磨煤机制粉系统的畅通、燃料的正常输出，为锅炉正常运行奠定了坚实的基础。

关键词：火力发电厂;磨煤机;粉管堵塞;吹扫

中图分类号：TM611.2 文献标识码：A

1 背景综述

在目前国内外大型火力发电企业中，磨煤机作为对进入锅炉炉膛燃烧的煤粉进行研磨、筛选、分离的重要设备，其运行的效率和性能在整个机组安全经济运行中具有重大影响，在发电企业机组正常运行中起到了至关重要的作用，是发电企业尤为重要的辅助机械设备[1]。在磨煤机中，燃煤首先在磨煤机中被磨辊研磨成大小不一的颗粒，然后进入煤粉分离器进行分离处理，使得颗粒粒径较小的合格燃煤煤粉从磨煤机上端的分离器上部出粉口分离出来，分离出来的煤粉通过煤粉管道进入锅炉炉膛内进行充分燃烧。而对于那些颗粒粒径较大的不合格的煤粉颗粒则被筛选出来，从磨煤机下端分離器的煤粉出口流出，通过磨煤机的回粉装置循环回送到磨煤机内重新进行研磨，产生的新的合格煤粉进入锅炉炉膛燃烧。在此期间，煤粉管道作为连接磨煤机与锅炉炉膛内部的重要环节，其安全可靠的运行尤为重要。

本文针对某大型火力发电企业600 MW燃煤机组中磨煤机停运期间进行了磨煤机煤粉管割管防磨检查，发现了大面积的煤粉管道堵塞，并通过分析其堵塞原因制定了相应的具体措施，很好地解决了磨煤机煤粉管道堵塞的问题，切实保障了磨煤机制粉系统的畅通，保证了燃料的正常供应，为机组锅炉的正常运行奠定了坚实基础。

2 事件经过

2.1 故障过程

现场检修工作人员在磨煤机煤粉管道割管，进行防磨检查工作时，发现1号锅炉E磨煤机3号角煤粉管道堵塞，经检查确认，从E磨煤机分离器出口的第一个弯头水平段处至17 m垂直段处共计约80 m粉管道堵塞。随即进入炉内对燃烧器喷口处检查，发现E磨煤机3号角燃烧器喷口处结焦堵塞，如图1所示。

2.2 原因分析

经过现场检查，煤管内煤粉干燥，未发现板结现象，可判断为近期堵塞，通过查阅运行曲线、运行参数并无明显变化，可初步判断为长时间缓慢积粉所致，从锅炉平台17 m煤粉管弯头处开始逐渐堵塞。化验室人员从事件发生的前一个月开始调取化验室煤粉取样样本，发现E磨煤机取样正常，则进一步判断粉管堵塞在事故发生的前一个月之内。又经过对E磨煤机正常运行出口快关门进行调查曲线，数据表明出口快关门处于全开状态，开反馈正常，排除了因磨煤机出口快关门未开到位导致发生粉管堵塞的情况[2]。工作人员随即现场检查E磨煤机粉管的可调性缩孔，发现四角开度均处在80%左右的开度，可确切排除人为误关或关小可调缩孔的情况。为确保人为因素导致的事件发生，经热工人员检查磨煤机出口快关门关反馈信号，未发现磨煤机运行中关闭单个快关门处理缺陷的事件，排除了磨煤机运行中关闭单个阀门导致系统积粉的可能。1号机组锅炉侧C、D、E磨煤机的给煤方式一般为混炜煤种配合神华西北或煤精晶煤，混炜煤种的水分偏高，导致E磨煤机出口温度偏低，通过查看日常运行方式，出口温度在52～58℃之间，如图2所示，同比A磨煤机出口温度偏低，约10℃左右，煤粉温度偏低使煤粉流动性变差，流动阻力增加[3]，且E3粉管距离磨煤机距离最远、弯头最多、系统阻力最大，是造成E3粉管堵塞的重要原因之一。

在磨煤机正常停运备用时，运行值班人员对磨煤机的停止操作不规范，停运磨煤机后对其吹扫时间较短。经调阅DCS系统测点曲线[4]，一般吹扫时间在1 min 20 s左右，违反了发电企业辅助机械运行规程中相关操作“磨煤机停止后检查磨煤机热风挡板关闭，进行不少于5 min的风管吹扫后，依次手动关闭磨煤机冷风挡板、没有遵守一次风关断挡板”的要求，对停运磨煤机后吹扫的不够彻底，是造成本次E磨煤机3号角粉管道堵塞的主要原因。

在对本次煤粉管道堵塞进行其他因素分析，查阅运行、检修日志及日常维护操作记录后，发现E磨煤机的防爆蒸汽电动门发生过一次内漏事件，而防爆蒸汽电动门的内漏则会导致煤粉管道内部的煤粉湿度增大，导致煤粉管道内部局部发生积粉现象，这是造成E磨煤机3号角煤粉管道堵塞的诱因之一[5]。在机组基建时期，每台锅炉侧的燃烧器均配置有燃烧器壁温测点装置，在实际运行中，E磨煤机如发生煤粉管道堵塞，则相应的煤粉管道堵塞后燃烧器壁温测点必然会超温，从燃烧器壁温测点装置能够及时查看，但运行巡检人员未能及早发现问题，通过查阅巡检记录本，发现各燃烧器壁温测点均填写不准确。另外，在E磨煤机3号角壁温测点装置的巡回检查功能跳动至第三点后则不能正常运行，2号角处的燃烧器壁温测点显示装置断电，未能及时发现燃烧器壁温超温是导致未能发现粉管堵塞的重要原因之一。

3 存在的问题

综合上述的各项原因分析，总结过往的运行、检修磨煤机经验，暴露了存在的一些问题：一是公司相关专业人员对煤粉管道可能存在的堵塞防范意识不够强。特别是运行值班人员对煤粉管道堵塞的防范意识不够强、不够重视，未能完全贯彻执行停运磨煤机后吹扫5 min的运行措施要求;二是日常的系统设施设备巡回检查工作不到位。运行值班人员对系统设施设备巡回检查不全面、不到位，没有能够及时发现燃烧器壁温测点装置的超温现象及检测仪器的缺陷;三是在磨煤机及附属煤粉管道相关日常维护工作中不够仔细、不够扎实。设备部热工控制人员对设备的定点检查、相关维护不够扎实，各层燃烧器壁温检测仪存在自动巡回检测失灵、电源线路故障等情况，未能及时发现存在的缺陷并联系处理。四是由于多方因素干扰，对磨煤机系统一直未进行彻底的一次风调节平衡试验，不能有效地判断磨煤机粉管管道内的流畅均匀性是否满足运行需求。

4 预防措施

在今后的磨煤机系统日常运行工作中，运行值班人员要提高认识，加强煤粉管道堵塞的防范意识，认真做好磨煤机系统设施设备参数的对比分析工作，且要严格执行相关运行规程中制定的停运磨煤机后吹扫5 min的运行措施，同时要处理好企业节能工作与安全工作之间的关系，在切实保障安全稳定的情况下尽最大限度做好节能工作。发电部要吸取本次磨煤机煤粉管道堵塞的经验教训，对磨煤机系统设施设备的定期维护，并要进行公司级的方案商讨，将工作不断优化、趋于完善，认真执行磨煤机单根煤粉管道的吹扫工作。发电部要针对本次磨煤机煤粉管道堵塞的经验教训，加强对运行人员巡回检查制度的督促工作，切实提高运行人员对燃烧器壁温测点装置的巡视[6]，及時组织开展设备运行状况分析，提升运行值班人员的综合应变能力。设备部热工人员要及时将燃烧器壁温检测仪缺陷修复完整，并做好日常的设备维护工作。

要求运行值班人员在磨煤机正常停运时必须要维持住磨煤机出口温度在65℃以下，且停止给煤机运行后，待磨煤机电流不发生持续降低，方可停止磨煤机运行。经彻底整改后，机组的各台磨煤机在具备风速监测的情况下，一次风管道内风粉混合物的流速不得低于18 m/s，切实做好保障煤粉管内风粉混合物的介质流速工作，保证可靠的管道内部运行环境。公司经研究决定，对所有磨煤机均按照规定开展了一次风调整平衡试验[7]。公司加强对发电部运行值班人员的培训工作，从理论到实际，从笔试到实操，不断提升运行值班人员的系统设施设备运行分析水平，通过对磨煤机的出力、出口风压、出口温度等参数的精细运行分析，及时发现相应的参数变化情况。公司在机组DCS集中控制画面中设置了各台磨煤机各个煤粉管道煤粉风速测点，并按照整改要求加装了煤粉流模块，作为运行值班人员监视煤粉管道运行状况的主要方法和手段。

5 结语

通过对某发电企业磨煤机煤粉管道堵塞进行了系统性分析，结合生产实际与运行情况，发现了导致煤粉管道堵塞的原因为系统阻力大、吹扫不彻底、防爆蒸汽电动门内漏、未及时发现燃烧器壁温超温，这些问题会给磨煤机以至于锅炉燃烧系统的安全稳定运行带来严重威胁。因此通过发电企业吸取经验教训，制定了严格的操作规程，必须执行停运磨煤机后吹扫5 min的运行措施，并切实做好磨煤机单根煤粉管道的吹扫工作，加强燃烧器壁温测点装置巡视等，以保证机组锅炉磨煤机及燃烧系统的安全稳定运行。

参考文献

[1] 蔡锦羽，张军，陆柒安，等.锦界烟煤煤粉高温快速热解规律研究[J].热力发电，2019，11（1）：30-36.

[2] 王桐，田亮.中速磨煤机临界堵塞状态识别方法[J].热力发电，2017，1（3）：17-24.

[3] 路政伟，陈剑飞.中速磨煤机的发展方向分析[J].科技创新与应用，2015，（36）：45-48.

[4] 曾德良，刘继伟，刘吉臻，等.小波多尺度分析方法在磨辊磨损检测中的应用[J].中国电机工程学报，2012，32（23）：126-131.

[5] 康志忠，李建睿，蒙涛，等.动态分离器分离特性数值模拟及现场测试[J].动力工程学报，2020，（4）：330-336.

[6] 董立峰.中速磨煤机的发展与分析[J].民营科技，2017，（10）：26-28.

[7] 贝国民，钢球磨煤机振动原因分析与治理，[J].电力科技与环保，2018，4（34）38-39.