楊守華，馮仁海

（十里泉電廠，山東棗莊277103）

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燃煤電廠給粉機(jī)出粉不均的原因分析及處置措施

楊守華，馮仁海

（十里泉電廠，山東棗莊277103）

摘要：針對十里泉發(fā)電廠#5鍋爐因給粉機(jī)出粉不均，嚴(yán)重影響機(jī)組機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和正常接帶負(fù)荷的問題，通過對該異?，F(xiàn)象產(chǎn)生的原因，從系統(tǒng)設(shè)備和運(yùn)行方式等方面進(jìn)行全面剖析，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際采取有效措施，使該問題得到較好解決。

關(guān)鍵詞：給粉機(jī)； 出粉不均； 處置

0　引言

十里泉發(fā)電廠#5鍋爐為上海鍋爐廠制造SG—400/13.73-M413型，為單汽包自然循環(huán)，具有中間再熱、懸吊全露天儲(chǔ)倉式煤粉鍋爐，于2014年5月完成低氮燃燒改造，汽輪機(jī)組實(shí)現(xiàn)高背壓、雙低壓轉(zhuǎn)子互換，高背壓循環(huán)水供熱。該鍋爐為四角切圓燃燒，共設(shè)置有16臺葉輪式給粉機(jī)，分4層布置，為配合低氮燃燒改造，將原燃燒器改造為水平濃度分離型，實(shí)現(xiàn)分級燃燒。配置兩套制粉系統(tǒng)，為中間儲(chǔ)倉、乏氣送粉，每套配置一臺低速鋼球磨煤機(jī)和一臺離心式排粉機(jī)。

1　給粉機(jī)出粉不均的現(xiàn)象及影響

1.1給粉機(jī)出粉不均的主要表征

自2015年5月以來，#5爐的部分給粉機(jī)先后出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的出粉不均現(xiàn)象，出現(xiàn)出粉不均的給粉機(jī)主要集中在丙3、丁3和丁4三臺粉機(jī)，其中丙3給粉機(jī)的一次風(fēng)由甲排粉機(jī)供給，丁3和丁4給粉機(jī)的一次風(fēng)由乙排粉機(jī)供給。

當(dāng)給粉機(jī)出現(xiàn)出粉不均時(shí)，在排粉機(jī)出口風(fēng)壓、給粉機(jī)轉(zhuǎn)速保持基本不變的情況下，其一次風(fēng)壓較其它下粉正常的給粉機(jī)（如丁2）波動(dòng)較大，且不出粉時(shí)一次風(fēng)壓比正常出粉時(shí)一次風(fēng)壓降低約410Pa左右，出粉正常時(shí)給粉機(jī)的一次風(fēng)壓變化不大，該變化是因給粉機(jī)轉(zhuǎn)速或排粉機(jī)出口風(fēng)壓發(fā)生變化影響所致。（如圖1所示）。

若將排粉機(jī)出口風(fēng)壓自動(dòng)控制解除，給粉機(jī)間斷出粉，會(huì)導(dǎo)致排粉機(jī)出口風(fēng)壓產(chǎn)生較大波動(dòng)。當(dāng)鍋爐主汽壓力控制方式為“自動(dòng)”時(shí)，即依靠調(diào)節(jié)給粉機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)跟蹤主蒸汽壓力設(shè)定值時(shí)，給粉機(jī)間斷出粉會(huì)造成投自動(dòng)的給粉機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)大，使主蒸汽壓力、汽溫及爐膛負(fù)壓等運(yùn)行參數(shù)會(huì)隨之出現(xiàn)大幅波動(dòng)現(xiàn)象，在較短的時(shí)間內(nèi)主汽溫度會(huì)從額定汽溫545℃降低至506℃，波動(dòng)達(dá)42℃；爐膛負(fù)壓上下波動(dòng)達(dá)203Pa，主汽壓力波動(dòng)1.42MPa。（如圖2所示）

就地觀察出粉不均給粉機(jī)其對應(yīng)的燃燒器出口，煤粉氣流濃度、著火點(diǎn)位置及出口處的煙溫變化大。當(dāng)給粉機(jī)不出粉或出粉較少時(shí)，燃燒器出口處的煤粉氣流濃度明顯降低，使著火推遲、煙溫降低，當(dāng)再次出粉時(shí)，又恢復(fù)正常，且頻繁重復(fù)出現(xiàn)。

1.2給粉機(jī)出粉不均造成的主要影響分析

因部分給粉機(jī)出粉不均，會(huì)導(dǎo)致“自動(dòng)”方式的給粉機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)組的主汽壓力、主再熱汽溫等參數(shù)出現(xiàn)大幅波動(dòng)現(xiàn)象，給鍋爐的穩(wěn)定燃燒和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。當(dāng)給粉機(jī)轉(zhuǎn)速快速升高接近其最高轉(zhuǎn)速（臨界轉(zhuǎn)速）時(shí)，會(huì)使給粉機(jī)出粉量大量減少，而影響煤粉氣流著火遲延、甚至出現(xiàn)脫火現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能造成爐膛滅火。主再熱汽溫的大幅波動(dòng)，會(huì)對汽輪機(jī)的安全運(yùn)行產(chǎn)生威脅。同時(shí)，主汽壓力的變化，還會(huì)影響汽包水位的大幅波動(dòng)，若給水“自動(dòng)”控制性能不良，就會(huì)導(dǎo)致因汽包水位異常觸發(fā)鍋爐MFT保護(hù)動(dòng)作。

若多臺給粉機(jī)同時(shí)出現(xiàn)下粉不均，該異常出現(xiàn)疊加時(shí)，會(huì)使以上影響結(jié)果進(jìn)一步加劇，在機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性大幅降低的同時(shí)，還會(huì)使機(jī)組的接帶負(fù)荷能力受到嚴(yán)重影響，在部分時(shí)間段，機(jī)組被迫偏離調(diào)度給定的負(fù)荷計(jì)劃曲線運(yùn)行。

因送風(fēng)機(jī)無法實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)”調(diào)節(jié)，當(dāng)給粉機(jī)不出粉或出粉較少時(shí)，送風(fēng)量調(diào)整不及時(shí)導(dǎo)致氧量升高且頻繁波動(dòng)，造成脫硝系統(tǒng)入口NOx濃度升高，為確保機(jī)組煙氣能夠達(dá)標(biāo)排放，就需要增加脫硝系統(tǒng)的噴氨量。

2　給粉機(jī)出現(xiàn)出粉不均的主要原因分析及處置

針對#5鍋爐部分給粉機(jī)出粉不均的問題，主要從系統(tǒng)設(shè)備、運(yùn)行方式及入爐煤質(zhì)等方面進(jìn)行原因分析。

2.1系統(tǒng)設(shè)備影響

可能影響給粉機(jī)出粉不均的主要設(shè)備有給粉機(jī)、煤粉匯合器和煤粉倉等。

（1）一次風(fēng)管中煤粉匯合器因運(yùn)行長時(shí)間，其中的隔板沖刷磨損嚴(yán)重，會(huì)出現(xiàn)密封效果變差，使一次風(fēng)通過缺失的隔板空間經(jīng)下粉管道反串至給粉機(jī)下部，阻止煤粉的正常向下流動(dòng)，導(dǎo)致給煤機(jī)出現(xiàn)出粉不均。

針對以上原因，組織對存在該異常現(xiàn)象給粉機(jī)的煤粉匯合器進(jìn)行割管檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)丙3給粉機(jī)的煤粉匯合器上隔板靠近左側(cè)和下隔板的迎風(fēng)面磨損嚴(yán)重，使上下隔板之間密封隙變大，密封效果較差（如圖3所示）。當(dāng)打開給粉機(jī)下部的檢查孔檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)通過該處向外噴出的風(fēng)量較大，也進(jìn)一步證實(shí)該煤粉匯合器密封效果變差，于是對該煤粉匯合器進(jìn)行了同類型更換，通過對其它煤粉匯合器檢查未見異常。

（2）給粉機(jī)的葉輪、轉(zhuǎn)向及其上部的下粉插板開度等，均會(huì)對給粉機(jī)的正常出粉產(chǎn)生影響。給粉機(jī)葉輪、撥板的磨損或斷裂，會(huì)影響煤粉的正常輸送；因給粉機(jī)上部的撥板帶有約30°的傾角，若轉(zhuǎn)速不正確，即使在相同的轉(zhuǎn)速下也會(huì)影響給粉機(jī)的下粉量；給粉機(jī)上部的下粉插板實(shí)際開度過小，同樣影響給粉機(jī)的下粉量。

通過對下粉異常給粉機(jī)停運(yùn)后的檢查，給粉機(jī)葉輪、撥板均正常，給粉機(jī)對應(yīng)的下粉插板關(guān)動(dòng)作正常，實(shí)際開度與顯示一致。通過與相鄰給粉機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)，丙3和丁4給粉機(jī)轉(zhuǎn)向與其它相反，聯(lián)系檢修人員對其轉(zhuǎn)向進(jìn)行切換調(diào)整。

（3）煤粉倉密封不良時(shí)，正常運(yùn)行中保持負(fù)壓狀況的煤粉倉會(huì)漏入溫度相對較低的冷空氣，使煤粉溫度降低、受潮產(chǎn)生結(jié)塊，煤粉的流動(dòng)性變差。機(jī)組停運(yùn)后煤粉倉內(nèi)未被燒燼的少量煤粉堆積在其內(nèi)部，或因機(jī)組停運(yùn)時(shí)間較長，當(dāng)機(jī)組再次啟動(dòng)前未對粉倉進(jìn)行徹底清理，使這部分煤粉因受潮后出現(xiàn)貼壁現(xiàn)象。

通過咨詢，在該機(jī)組上次停運(yùn)后未對粉倉進(jìn)行全面清理，且機(jī)組停運(yùn)近1個(gè)月時(shí)間，結(jié)合以前的檢查經(jīng)驗(yàn)，判斷在煤粉倉局部出現(xiàn)了煤粉結(jié)塊、掛壁現(xiàn)象。為消除因粉倉密封不嚴(yán)產(chǎn)生漏風(fēng)的影響，組織人員對粉倉人孔門、給粉機(jī)法蘭等處的結(jié)合面及給粉機(jī)檢查孔進(jìn)行封堵，對粉倉裸漏的外壁面等進(jìn)行保溫處理，杜絕或減少粉倉漏風(fēng)，減緩煤粉溫度的降低速度。

為消除因受潮已產(chǎn)生結(jié)塊煤粉流動(dòng)性變差的不利影響，組織對出現(xiàn)出粉不均的給粉機(jī)，通過其上部的檢查孔進(jìn)行人工放粉，清除粉倉下部壁面及給粉機(jī)腔室內(nèi)的積粉，直至煤粉的溫度和流動(dòng)性恢復(fù)正常。通過放粉發(fā)現(xiàn)，這些給粉機(jī)存在煤粉結(jié)塊、粘性大和流動(dòng)性較差的現(xiàn)象。

2.2系統(tǒng)運(yùn)行方式影響

系統(tǒng)運(yùn)行方式可能對給粉機(jī)出粉不均產(chǎn)生影響的因素，主要有磨煤機(jī)出口溫度和排粉機(jī)出口風(fēng)壓等。若磨煤機(jī)出口溫度保持偏低，就會(huì)降低煤粉在煤粉倉內(nèi)的保存溫度，增加煤粉結(jié)塊的風(fēng)險(xiǎn)，使其流動(dòng)性變差。排粉機(jī)出口風(fēng)壓（即一次風(fēng)壓力）保持過高，因煤粉匯合器的密封效果不良，通過該處向上竄入下粉管的一次風(fēng)量增加，增大煤粉的流動(dòng)阻力。

針對該影響因素，對照運(yùn)行實(shí)際情況進(jìn)行全面排查，發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)正常運(yùn)行中出口溫度保持偏低，基本控制在65℃左右，而對應(yīng)粉倉的煤粉溫度在46～62℃左右，尤其是粉倉上部溫度會(huì)更低些。同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩套制粉系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間存在較大差別，甲側(cè)制粉系統(tǒng)基本保持全天運(yùn)行，而乙側(cè)制粉系統(tǒng)每天平均運(yùn)行只有2.5h左右，但乙側(cè)粉倉對應(yīng)的給粉機(jī)出力遠(yuǎn)大于甲側(cè)，為滿足該運(yùn)行方式下的煤粉需要，就通過輸粉機(jī)從甲側(cè)向乙側(cè)煤粉倉輸送煤粉，因輸粉機(jī)保溫性較差，該過程使煤粉產(chǎn)生5℃左右的溫降，進(jìn)入乙側(cè)粉倉的粉溫會(huì)進(jìn)一步降低。發(fā)現(xiàn)出粉不均的給粉機(jī)也多是布置在乙側(cè)煤粉倉。

結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際，對磨煤機(jī)運(yùn)行方式進(jìn)行合理優(yōu)化，提高磨煤機(jī)出口溫度，控制在68～70℃，減少輸粉機(jī)使用時(shí)間，增加乙側(cè)磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)間。

為減少一次風(fēng)壓過高對給粉機(jī)正常下粉的影響，在確保一次風(fēng)管不發(fā)生堵管的前提下，適當(dāng)降低排粉機(jī)出口風(fēng)壓，由原2.5kPa降至2.2kPa左右。

2.3入爐煤質(zhì)變化影響

煤粉的水分和灰分含量，會(huì)影響煤粉的流動(dòng)性能。當(dāng)煤粉中的水分、灰分含量升高時(shí)，會(huì)使煤粉的流動(dòng)性變差，對給粉機(jī)出粉的均勻性產(chǎn)生不利影響。

通過對給粉機(jī)出現(xiàn)出粉不均現(xiàn)象前后的入爐煤質(zhì)相關(guān)指標(biāo)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，入爐煤的水分和灰分含量較之前升高較多（見表1、表2），對煤粉的流動(dòng)性影響較大，也是導(dǎo)致給粉機(jī)出現(xiàn)出粉不均的原因之一。

表1　給粉機(jī)出粉異常前入爐煤主要指標(biāo)

表2　給粉機(jī)出粉異常時(shí)入爐煤主要指標(biāo)

針對以上分析結(jié)果，及時(shí)聯(lián)系燃料專業(yè)對入爐煤摻配方案進(jìn)行合理優(yōu)化，調(diào)整不同煤種的摻配比例，力爭使入爐煤的主要指標(biāo)接近設(shè)計(jì)煤種，且要求長期保持相對穩(wěn)定，避免出現(xiàn)較大范圍的偏離設(shè)計(jì)值。

2.4采取的其它輔助措施

在采取以上綜合處理措施的同時(shí)，還在給粉機(jī)上部的粉倉壁上安裝了電動(dòng)振打裝置，當(dāng)對應(yīng)的給粉機(jī)出粉異常時(shí)，可啟動(dòng)該裝置對其進(jìn)行振打，增加煤粉的流動(dòng)性能和下粉量。

3　通過治理取得的成效

（1）經(jīng)過采取以上措施和綜合處理后，給粉機(jī)出粉均勻性明顯改善，在給粉機(jī)轉(zhuǎn)速、排粉機(jī)出口風(fēng)壓同步變化的條件下，原出粉不均的丁3、丁4給和丙3給粉機(jī)的一次風(fēng)壓與出粉正常、相鄰的丁2給粉機(jī)變化基本相同，變化趨勢一致；一次風(fēng)壓自行頻繁波動(dòng)現(xiàn)象基本消除。（如圖4所示）。

表3　給粉機(jī)出粉不均前后汽溫、煙溫變化比較

（2）機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性大大提高，主汽壓力、爐膛負(fù)壓及主再熱汽溫度等主要運(yùn)行參數(shù)波動(dòng)幅度明顯減小。因發(fā)生出粉不均的給粉機(jī)主要集中在主燃區(qū)的上層，對爐膛火焰中心位置高度及爐膛出口煙溫影響較大，所以在給粉機(jī)出粉恢復(fù)正常后，機(jī)組的主、再熱汽溫度得到較好改善，汽溫明顯升高，在鍋爐蒸發(fā)量等運(yùn)行工況基本相同的條件下，機(jī)組的主汽溫度較之前平均升高6.23℃，再熱汽溫度平均升

高8.29℃，爐膛出口煙溫平均升高21.92℃，而排煙溫度影響不大。（見表3）。

4　結(jié)語

華電國際十里泉發(fā)電廠針對#5機(jī)組部分給粉機(jī)出現(xiàn)出粉不均問題，及時(shí)組織生產(chǎn)技術(shù)人員結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際，全面深入剖析異常產(chǎn)生的真實(shí)原因，群策群力，從系統(tǒng)設(shè)備排查治理、機(jī)組運(yùn)行方式優(yōu)化及完善入爐煤質(zhì)摻配方案等多方面綜合治理，給粉機(jī)出粉異?，F(xiàn)象得到及時(shí)消除，為機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行和機(jī)組的正常接帶負(fù)荷提供重要保障。

參考文獻(xiàn)：

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[2]黃新元.電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整[M].北京：中國電力出版社，2007.

修回日期：2016-03-15

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.02.005

中圖分類號：TK229.6

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：2095-3429（2016）02-0022-04

作者簡介：楊守華（1968-），男，山東棗莊人，本科，工程師，研究方向：汽輪機(jī)以及電站鍋爐的經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行；馮仁海（1972-），男，山東滕州人，本科，高級工程師，電廠集控運(yùn)行主管。

收稿日期：2016-01-19

Cause Analysis of Uneven Flour From the Powder Machine and Disposal Measures in Coal-fired Power Plants

YANG Shou-hua， FENG Ren-hai
（Shiliquan Power Plant，Zaozhuang 277103，China）

Abstract：due to the uneven flour from powder machine which seriously affecting the safe operation of the unit and normal contact with the load in#5 boiler of the shiliquan power plant.By performing a comprehensive analysis of the causes of the abnormal phenomenon in terms of system equipment and operating methods，taking effective measures?Combine the site conditions，the problems were resolved effectively.

Key words：pulverized coal feeder； flour uneven； disposal