0、前言
隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，我國投建的電站中300 MW、600MW等大型機組數(shù)量越來越多，現(xiàn)役及新建的300 MW以上鍋爐機組中，中速磨正壓直吹式制粉系統(tǒng)因具有啟動迅速、調(diào)節(jié)靈活、阻力小、單位磨煤金屬磨耗小、結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡單、單位電耗低、爆炸危險性小和噪聲低等優(yōu)點，已得到越來越廣泛的應(yīng)用。但在實際運行過程中，中速磨煤機存在磨煤機著火、磨煤振動大、石子煤多、刮板斷裂、磨煤機出力不足、煤粉細度不合格、磨煤機煤粉分配和流速均勻性不良等問題，尤其是石子煤排量問題越來越突出。另一方面排出的石子煤過多會導(dǎo)致將石子煤中夾帶的煤粉顆粒過多，磨煤機出力降低，經(jīng)濟性變差；一方面排出的石子煤量過少將使碾磨負荷過大，煤中灰分增高影響煤粉燃燒，更嚴(yán)重的是造成較嚴(yán)重的磨損，引起磨煤機異常震動，給安全生產(chǎn)帶來隱患。富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機、
木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
本文結(jié)合華北地區(qū)某600 MW鍋爐機組中速磨石子煤排量異常的現(xiàn)象，分析了石子煤排放異常的原因，總結(jié)了電廠運行調(diào)整和中速磨風(fēng)環(huán)改造的經(jīng)驗，對今后電廠的運行和磨煤機改造都有實際的指導(dǎo)意義。
1、設(shè)備概述
某廠3號爐為某鍋爐公司按照從美國引進技術(shù)進行設(shè)計制造的600MW壓臨界，一次中間再熱，控制循環(huán)汽包爐，型號HG-2023/17.6一YM4，單爐膛，n型布置，全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)，半緊身封閉。采用三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，平衡通風(fēng)，擺動式燃燒器，四角切圓燃燒。鍋爐設(shè)計煤種為準(zhǔn)格爾煤。制粉系統(tǒng)為中速磨直吹式系統(tǒng)，配備6臺良鄉(xiāng)電力設(shè)備總廠生產(chǎn)的ZGM123(MPS)磨煤機，6臺電子稱重式給煤機，BMCR工況下5臺運行，1臺備用。每臺爐配2臺沈陽鼓風(fēng)機廠生產(chǎn)的前彎葉片離心式一次風(fēng)機，2臺離心式密封風(fēng)機，l臺運行l(wèi)臺備用。
2、石子煤排放異常現(xiàn)象
該廠3、4號爐中速磨全部為固定風(fēng)環(huán)，一般每臺爐每天排出400—2 000 kg左右的石子煤。2004年底，3號爐B、C、D磨逐漸改造為活動風(fēng)環(huán)，投產(chǎn)后，發(fā)現(xiàn)3號爐基本無石子煤排出，且在常用的單臺磨50 t／h出力的工況下，對應(yīng)位置磨的電流比4號爐的磨大10A，燃料相同的4號爐一般每天有400～2000 kg左右的石子煤排出，經(jīng)過運行調(diào)整，3號爐仍無法排出石子煤。這種情況持續(xù)了半年時間后，3號爐各磨煤機又開始往外排放石子煤，且排放量從很少逐漸發(fā)展到正常，并且超過4號爐的排放量，期間歷時兩個多月。又過了約1個月，運行時間最長的B磨石子煤排量出現(xiàn)異常增大，每天排出的石子煤量達到10 t左右，此后，C、D磨也陸續(xù)出現(xiàn)了石子煤量激增的情況。經(jīng)檢測石子煤中含有大量塊狀煤和煤粉。
3、原因分析
中速磨煤機運行中，石子煤是通過風(fēng)環(huán)自上而下落至石子煤收集箱，而一次風(fēng)通過風(fēng)環(huán)由下至上進入研磨區(qū)，在風(fēng)環(huán)喉口處流向相反的熱風(fēng)與石子煤進行激烈的碰撞，把大量的密度較小的煤托住或吹起，并把細煤粉分離吹起，通過分離器進入煤粉管道。由此可見，磨煤機風(fēng)環(huán)處風(fēng)速是磨煤機石子煤分選水平的關(guān)鍵參數(shù)，如果風(fēng)環(huán)風(fēng)速過小，就會有大量的原煤從風(fēng)環(huán)處同石子煤一同排出，反之則石子煤被留在磨煤機內(nèi)，同原煤一起磨成煤粉，進入鍋爐。
通過上面分析可以看出，磨煤機改造后石子煤無法排出的根本原因應(yīng)當(dāng)是風(fēng)環(huán)處風(fēng)速過大。導(dǎo)致風(fēng)環(huán)風(fēng)速過大的因素可以來自2個方面：進風(fēng)量過大或風(fēng)環(huán)通流面積過小。為了找出哪一個因素是引起石子煤排量異常的主要因素，進行了降低一次風(fēng)量的運行調(diào)整，但效果很不理想。石子煤排量激增后有了停磨榆修的機會，對磨煤機風(fēng)環(huán)面積進行核算后，確定面積過小是石子煤排量變化的根本原因。
4、運行調(diào)整
4.1 -次風(fēng)量標(biāo)定
一次風(fēng)負責(zé)磨煤機煤粉的輸運及鍋爐著火2項任務(wù)，運行人員是按DCS上顯示的一次風(fēng)量進行運行調(diào)整的，如果一次風(fēng)量顯示值有偏差，就會造成一次風(fēng)速偏差，特別是DCS顯示大，實際風(fēng)量小的時候，降一次風(fēng)量很容易使粉管內(nèi)的一次風(fēng)速小于18 m/s的限制，而產(chǎn)生積粉，反之，則容易產(chǎn)生一次風(fēng)量看似控制正常，實際控制偏大的現(xiàn)象。
在降一次風(fēng)量運行調(diào)整前，先進行了一次風(fēng)量熱態(tài)的測量與標(biāo)定試驗，即在出粉管上用標(biāo)定過的BS-I型測速管進行一次風(fēng)量測量，與DCS顯示風(fēng)量進行對比。表l顯示了該電廠作為3、4號爐2臺磨煤機一次風(fēng)量的標(biāo)定結(jié)果，由此可見，兩磨煤機DCS顯示風(fēng)量都比實際的一次風(fēng)量偏大一些，且規(guī)律基本一致，其實際風(fēng)環(huán)風(fēng)速應(yīng)當(dāng)偏低一些，應(yīng)當(dāng)更有利于石子煤的分離。
對于3號爐B磨來說，標(biāo)定結(jié)果排除了由于一次風(fēng)顯示值小，實際值偏大造成風(fēng)速偏大而使石子煤無法排出的因素�？紤]到熱態(tài)試驗測量的準(zhǔn)確性，可以認為DCS顯示一次風(fēng)量數(shù)據(jù)基本可信，降一次風(fēng)量試驗時，必須保證有一定的裕量。
4.2 3號爐運行調(diào)整
經(jīng)過一次風(fēng)量熱態(tài)標(biāo)定，確認一次風(fēng)量基本可信并排除了一次風(fēng)量由于顯示問題虛大的情況下，針對3號爐B磨進行了降一次風(fēng)量的試驗：在允許的調(diào)整范圍內(nèi)，采用逐漸降低風(fēng)煤比，并降低磨出口溫度的方法，來減少人口風(fēng)溫，以減少風(fēng)環(huán)風(fēng)速。共進行了4種工況下的調(diào)整，調(diào)整結(jié)果如表l所示。
4個丁況下各運行了15 h，都沒有石子煤產(chǎn)生，結(jié)果表明：運行風(fēng)量過大不是導(dǎo)致風(fēng)環(huán)風(fēng)速過高的主要因素。煤量一定的情況下，風(fēng)煤比降低必須會導(dǎo)致入口風(fēng)溫的提高，導(dǎo)致入口風(fēng)比容增加，對風(fēng)速有反向補償作用。同時入爐煤的外水分大小也會影響一次風(fēng)量，進而影響到風(fēng)環(huán)的風(fēng)速。考慮到一次風(fēng)量顯示值實際上比實際一次風(fēng)量小，進一步降低人口風(fēng)溫和入口風(fēng)量，將會導(dǎo)致磨煤機長期運行在低風(fēng)煤比的情況下，并給煤粉輸運帶來不安全的因素，并影響鍋爐運行的經(jīng)濟性。因此，試驗沒有進一步進行，等待有停磨時進行檢查風(fēng)環(huán)通流面積。
5、停磨檢查處理
最先出現(xiàn)嚴(yán)重問題的B磨停磨后進行了內(nèi)部檢查。發(fā)現(xiàn)磨煤機簡體和防磨板有較嚴(yán)重的磨損，防磨板已經(jīng)被磨穿，簡體呈現(xiàn)出很深的犁削條痕，主要位于磨煤機噴嘴環(huán)上方外側(cè)部位，應(yīng)該為質(zhì)地堅硬的石子煤對簡體切削形成的。但是噴嘴環(huán)還保持非常嶄新的狀態(tài)，沒有什么磨損的痕跡。
從庫存的備品對比2臺磨的情況也發(fā)現(xiàn)，活動風(fēng)環(huán)的噴口數(shù)量與原來風(fēng)環(huán)的一樣，但是每個風(fēng)環(huán)噴口的大小明顯變小了�？疾炷ワL(fēng)環(huán)改造前后的圖紙發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過改造后的的風(fēng)環(huán)設(shè)計通流面積與改造前的風(fēng)環(huán)通流面積相比，由原來的0.627632 m2減少到改造后的0. 507 259 mz。這樣就使改造后的風(fēng)環(huán)風(fēng)速提高約1. 237 3倍。本次磨調(diào)整試驗的各個工況改前后的風(fēng)環(huán)風(fēng)速如圖3中所示數(shù)。
圖3可以看出，改造后的風(fēng)環(huán)風(fēng)速大大增加了，且對一次風(fēng)環(huán)風(fēng)速增加的貢獻遠大于風(fēng)煤比的對一次風(fēng)量對風(fēng)環(huán)風(fēng)速的影響。證實了風(fēng)環(huán)面積減少是引起磨煤機風(fēng)環(huán)風(fēng)速變化的主要原因。
6、磨簡體磨穿與石子煤量排放量激增的原因
風(fēng)環(huán)風(fēng)速過高，導(dǎo)致石子煤無法通過風(fēng)環(huán)落入煤斗里，同時由于石子煤比重相對于煤粉大得多，所以也不能被一次風(fēng)帶走（只有當(dāng)被磨得粒徑較小才可以），由于離心力作用，會把石子煤甩到風(fēng)環(huán)上部、磨輥外部的空間。由于石子煤硬度和密度都較大，研磨起來要比磨制煤粉電耗大的多，造成電流偏大，同時石子煤研磨的速度很慢，會導(dǎo)致這一部位石子煤有“聚積”效應(yīng)，對簡體和護板產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，最終將磨筒體磨穿。
在磨筒體沒有嚴(yán)重磨損前，石子煤根本無法從風(fēng)環(huán)處滑下，因而對風(fēng)環(huán)沒有磨損。當(dāng)磨煤機筒體嚴(yán)重磨損后，筒體與風(fēng)環(huán)的間隙變大，形成一次風(fēng)短路，通過風(fēng)環(huán)的風(fēng)量大大減少，就會使石子煤排量逐漸趨于正常。但此時，簡體已經(jīng)很薄，因此，嚴(yán)重磨損的面積會迅速加大，最后導(dǎo)致使石子煤激增。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
7、處理方法
電廠檢修人員對筒體和防磨板進行修補和更換后，繼續(xù)投入使用后，又發(fā)生石子煤排出量為零、電流增加的現(xiàn)象，但4個月后再次出現(xiàn)石子煤排放從無到有，最后激增的情況，后在磨大修時重新更換了噴嘴環(huán)，增大了風(fēng)環(huán)通流面積，石子煤排放量及磨煤機運行恢復(fù)正常。
8、結(jié)束語
國內(nèi)發(fā)電廠使用磨煤機資料中，國產(chǎn)磨煤機約占40%，另外的60%中有一半是在引進國外機組時配套引進的，一半是從外國公司單獨引進的。綜合看來．現(xiàn)有的磨煤機不管進口的還是國產(chǎn)的都是以國外的技術(shù)為基礎(chǔ)制造的。由于火電廠實際煤種絕大多數(shù)都與其設(shè)計煤種不符，煤種混雜，煤質(zhì)差異大，再加上實際用煤時，有些電廠還摻燒各類洗中煤和煤矸石等劣質(zhì)燃料，更增大了煤質(zhì)的變化幅度，這樣就造成了風(fēng)環(huán)設(shè)計與實際煤種的適應(yīng)性較差。因此，國內(nèi)大多電廠或多或少都存在石子煤排放量異常的問題。
