燃煤电厂负压输渣系统常见故障及处理

陈荣轩，李晓辉

(三河发电有限责任公司，河北 三河 065201 )

0 引言

负压输渣系统是1999年从某公司引进的某发电有限公司最早安装使用的干式炉底渣输送设备。本负压输渣系统不但可以清理炉底渣，还具有节水、渣块回收利用效果好等优点。同时，在实际运行过程中，也存在诸如锅炉高负荷期间输渣管线的频繁堵管等异常故障现象。本文对负压输渣系统进行分析说明。

1 设备概况

某发电有限责任公司一期工程安装2台日本350 MW凝汽式汽轮发电机组，#1、#2机组分别于1999年12月、2000年4月投产。某电厂二期工程扩建2×300 MW机组为热电联产工程，机组选型为国产抽汽供热式机组。二期工程于2006年3月1日开工，两台机组分别于2007年8月及11月投产。锅炉均采用亚临界参数、四角切圆燃烧方式、自然循环汽包炉、单炉膛π型布置、燃用烟煤、一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构锅炉。

1.1 输渣设备概况

该发电公司一期工程两台锅炉各配置一套意大利某公司设计制造的干式除渣系统，二期工程两台锅炉各配置一套国产干式除渣系统。

四套干式除渣系统工作原理完全相同。锅炉燃煤燃烧后的炉底渣，经过液压关断门落至干式钢带机钢带上，经干式钢带机将炉底渣输送至一级碎渣机上口。在输送过程中，从干式钢带机两侧小风门进入的冷空气保障炉底渣中未燃尽的可燃物充分燃尽并充分冷却，将干式钢带机出口的炉渣温度降低至200 ℃以内。再经过一级碎渣机粉碎到粒径70 mm以内的小块渣粒后，落入中间小渣斗；中间小渣斗出口分别有两个二级碎渣机(一运一备)将渣块粉碎至粒径25 mm以下，且温度低于150 ℃的小颗粒渣粒；再由负压风机产生的负压，经输渣管线输送到大渣仓；为保障进入大渣仓时输渣管线的密封良好，在大渣仓顶部设置了缓冲渣斗及两侧的落料阀门和乏气阀门。另外，输送渣块的乏气在进入渣仓前经布袋过滤，再经过另一极滤芯过滤后，经过减温器减温，经负压风机抽出排放至大气。

1.2 燃煤概况

该发电有限公司锅炉燃煤采用神华煤与准格尔煤配比燃烧。由于神华煤存在挥发分高的特性，因此对锅炉结焦特性具有一定的影响，尤其是在锅炉连续高负荷后降低负荷的过程中及水冷壁吹灰后会造成掉焦现象，会对负压输渣系统的运行产生影响。

2 负压输渣系统的常见故障现象及原因分析

负压输渣系统运行中常见故障有如下几种：输渣管线堵管；输渣管线不输渣(空管)时压力低；输渣管线不输渣(空管)时压力高；一、二碎牙板磨损；渣管线泄漏；输渣管线空气端冒烟；负压风机出力下降等。其中输渣管线堵管是最主要的故障，尤其在冬季供热和夏季迎峰期间，会发生连续堵管，造成设备检修、维护人员疲于奔命，给人力、物力造成很大损失。

经过长期的运行观察，负压输渣系统设备异常主要分为两类原因：一类为炉渣方面的原因，主要原因为配煤或者锅炉燃烧等原因造成的炉底渣异常，此种情况往往同时伴随着输渣设备的异常；另一类为输渣设备原因，由于碎渣机牙板间隙大、输渣管线漏点多等一些设备异常不能及时进行修复进而产生了诸如负压风机出力低等衍生的问题[1]，进而造成输渣难度进一步加大，导致输渣系统设备问题复杂化。两类原因的具体分析如下。

2.1 渣方面原因

渣异常主要体现在细渣、红渣、硬渣、大渣，产生的原因与配煤及锅炉燃烧等因素有关，具体现象及造成的后果如下：

1)细渣 渣呈面状，从二碎进入渣管线后，负压增加较快。

2)大渣 渣管线中渣块较大，造成二碎下料阀卡涩、输渣困难、堵管等；水冷壁吹灰或者大幅度变负荷时一碎上口容易落大渣块。

3)红渣 不及时输送时易造成渣块粘连、搭桥，分离器渣斗底部蓬渣时容易造成布袋烫坏。

4)硬渣 渣块硬度大时造成二级碎渣机卡跳。

2.2 输渣设备异常方面的原因

输渣设备异常运行的原因主要包括直接原因和衍生问题原因等两类。

直接原因是由于输渣系统设备的运行磨损直接造成的设备异常，例如一二碎的牙板间隙大、输渣管线泄漏、负压风机入口安全门不动作等，是由于长期运行造成的设备磨损或者设备的固有问题[2]。

衍生问题原因就是在输渣设备未达到正常的使用周期情况时，由于某些输渣设备存在异常情况造成另外的输渣设备运行条件变差而衍生出来的设备问题。衍生问题产生后，造成输渣管线异常运行增多，输渣问题更加复杂化，造成难以判断输渣系统异常的真正原因。输渣设备异常运行的原因具体包含以下几类。

1)一级碎渣机 牙板间隙大，碎渣能力差，会造成中间渣斗蓬渣，二级碎渣机运行异常。尤其是锅炉连续大负荷时，渣量多，且渣块大时，问题会更突出。

2)二级碎渣机 二级碎渣机可靠运行的前提是一级碎渣机可靠运行。如果一级碎渣机牙板间隙大，导致二级碎渣机入口渣块大，就会造成如下问题：运行中容易卡跳；出口渣块大；下料阀容易卡渣后造成漏渣堵管。

3)输渣管线堵渣 从渣块形态看有两种情况的堵渣：一种是渣块大，甚至在输渣管道内有长度超过100 mm的渣块，造成堵管，原因是由于一、二碎的碎渣能力不足造成的；另一种是渣呈面状，如果同时发生二碎下料阀卡涩，负压设置偏高等情况时，大量渣面进入输渣管线造成堵管，此时主要原因是输渣管线漏点多或者负压风机出力不足等情况。

从输渣管路方面看，管路泄漏点较多，贴补胶皮及焊点多。漏点多易造成输渣空管压力低，渣块输送能力下降，造成堵渣[3]。输渣管路焊点多时，由于管路内部不光滑，容易造成输渣时局部空气涡流，同样造成堵渣。针对输渣空管压力降低，以前的做法为用胶皮封堵了部分输渣管线堵头，此种做法虽然空管压力增加较多，但是实际输渣压力增加不多，对输渣的帮助意义不大。

4)分离器渣斗落渣口蓬渣 由于二碎出口渣块较大，造成分离器渣斗落渣口处容易蓬渣，若同时伴随有红渣或者温度高的渣块时，则会造成布袋烫漏。此种原因本质上是由于一、二碎碎渣效果差的衍生问题。

5)分离器布袋漏 由于分离器渣斗的存渣量增加至埋住布袋，或者分离器的分离效果差，同时有红渣的存在，造成分离器布袋烫漏，会给其它设备造成恶劣影响。此种原因本质上同样是由于一、二碎碎渣效果差的衍生问题。

6)上下卸渣阀的异常 由于渣块大，造成阀门卡涩、门芯磨损现象较多，造成漏风，影响到输渣的空管压力下降，容易造成堵渣。此种原因本质上同样是由于一、二碎碎渣效果差的衍生问题。

7)过滤滤芯堵 由于布袋的漏点多，过滤滤芯容易堵塞，造成空管压力高，实际输渣压力下降，容易造成堵管。此种原因本质上同样是一、二碎碎渣效果差的衍生问题。

8)换热器漏 从三级滤芯漏过的尘及小渣粒对换热器的受热面磨损，造成泄漏。此种原因本质上同样是由于一、二碎碎渣效果差的衍生问题。

9)负压风机入口安全门异常 达到保护定值时不启动，不能起到保护设备的作用，造成了负压风机出力下降。

10)负压风机出力下降 由于频繁堵渣，入口压力频繁较高，且安全门不能起到保护作用，加之由于漏过的尘及小渣粒对负压风机叶片的磨损，造成负压风机出力能力逐渐下降。此种原因本质上是由于频繁堵渣和负压风机入口安全门不能可靠动作的衍生问题。

11)输渣空管端口冒烟 由于尘和小渣粒经过负压风机后从输渣空管端口喷出而冒烟，以前的临时做法是在端口前加装滤网，更降低了负压风机的出力。此种原因本质上是由于一、二碎碎渣效果差的衍生问题。

12)渣仓给料机、双轴搅拌机振动大，甚至造成给料机外壳、底座震碎，主要原因还是渣块体积大，超过给料机等设备的工作能力。此种原因本质上是由于一、二碎碎渣效果差的衍生问题。

3 主要处理措施

3.1 重视解决输渣系统的直接问题

3.1.1 检修期间

按照设备检修周期维护输渣系统设备，避免输渣设备过劳；尤其是一碎牙板必须要及时更换，确保一碎在运行期间可靠运行。

3.1.2 运行期间

1)确保二碎的牙板在间隙大时可以及时更换；

2)制定输渣管线漏点、补焊点的换管标准[4]，可以及时更换漏点多和补焊点多的输渣管线；

3)负压风机入口安全门必须能在达到保护定值时可靠动作。

3.2 尽量避免输渣系统的衍生问题

设备异常进行处理的同时必须要分析原因，必须要及时处理消除导致设备异常的原因，尽量避免产生衍生问题。

3.3 运行中随时处理异常问题

在日常运行中出现硬渣、大渣等情况时，会加剧一二碎、输渣管线、输渣管线阀门门芯的磨损，加速设备老化；红渣会烫漏或者降低布袋寿命。因此，针对运行中异常渣的情况需要提请锅炉燃烧、燃煤配比等上游专业进行分析并改进[5]。

3.4 实例分析

以2020年6月27日，3A输渣管线堵管为例，进行实例分析：

输渣管线堵管时输渣压力为-46 KPa，或甚至达不到负压风机入口安全门动作压力(-46 KPa)，经过检查发现该输渣管线漏点较多，造成负压泄露，且外部焊点、贴补胶皮较多，均存在漏风问题，管线已经不能满足输渣需要。

由于输渣管线贴补较多，容易在输渣管线内形成空气涡流，输渣时渣块流通不顺畅，在负压偏低时就容易造成堵管。

该输渣管线采用31负压风机时空管时压力-13.3 KPa，采用32负压风机时空管压力大约-9 KPa，判断为32负压风机出力低。

由于一、二碎牙板均磨损严重，输渣管线中渣块粒径明显超过25 mm，重量过大，造成输送困难。

另外，由于32负压风机出力低故而长期使用31负压风机会存在设备风险。

4 结论

负压输渣系统设备简单，节水、节能的优点明显，但是对于设备的一、二碎牙板磨损、渣管线泄漏等设备异常需要及时进行处理，否则会引起其它衍生问题，造成设备异常的复杂化。