火电厂制粉系统的调节及检修
时间：2020-12-10 04:39:37 来源：达达文档网 本文已影响 人 
陈海涛
【摘 要】随着社会经济的飞速发展，人们对电力的需求持续增长。锅炉制粉系统是火电厂运行过程中的重要组成部分，它是整个火力发电厂的入口，提供发电所需的能源，因此，锅炉制粉系统在火力发电厂的发电中发挥着非常重要的作用。锅炉制粉系统的有效优化，可以提高火力发电厂的发电质量和效率，减少潜在的安全隐患，确保社会用电的安全。在此基础上，论文对火力发电厂常规制粉系统的运行优化进行了简单的研究。
【Abstract】With the rapid development of society and economy， people"s demand for power continues to grow. Boiler pulverizing system is an important part in the operation of thermal power plant. It is the entrance of the whole thermal power plant and provides the energy needed for power generation. Therefore， the boiler pulverizing system plays a very important role in the power generation of thermal power plant. The effective optimization of boiler pulverizing system can improve the power generation quality and efficiency of thermal power plant， reduce potential safety hazards， and ensure the safety of social power consumption. Based on this， the paper simply studies the operation optimization of conventional pulverizing system in thermal power plant.
【关键词】火电厂;制粉系统;调节;检修
【Keywords】thermal power plant; pulverizing system; regulation; maintenance
【中图分类号】TK223;TM621 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2020）11-0143-03
1 影响因素
1.1 回粉挡板的调节对磨煤机运行的影响
所有火电厂均配备了一系列选煤装置。该设备的功能是从两级气流中分离大量的煤粉颗粒，并从火电厂的煤粉分离器中分离出粉末。送粉挡板设置在粗粉分离器的送粉口，可以调节挡板实现送粉的增加或减少。通过调节粉末返回挡板，可以调节不规则的煤粉颗粒返回燃煤装置的流量，并且可以同时调节进入炉膛参与燃烧的细粉煤的流量。在确保制粉系統安全运行的条件下，优化火电厂的运营效率。因为冷、热一次空气的流量不变，在这种情况下，随着粉末回收挡板的开口从大到小变化，由钢球磨机制粉的煤量也从大到小变化。大于90mm的煤粉从6.8%降至4.4%。
1.2 不同物料水平对磨煤机运行参数的影响
为了研究不同物料水平与粉煤细度和单位煤粉制粉能耗之间的关系，以不同物料水平下的大气压力差为横坐标，以燃煤电厂的产量、粉煤细度和单位磨煤粉能耗为纵坐标，并选择不同水平的燃煤电厂，随着风压差在各种物料水平下从250Pa转为200Pa，煤的制粉量会略有减少，但其大小并不是很大。煤粉制粉的单位能耗从20.3kW·h/t增加到21.8kW·h/t，大于90μm的煤颗粒比例从3.4%变为5.0%。
1.3 一次风量对磨煤机运行特性的影响
由于火电厂中的煤粉运输介质是空气，因此，一次空气的流量对火电厂的运行参数有很大的影响。如图1所示，当磨煤机的碎煤能力低于41t/h时，必须相应地增加通风量，以确保炉内燃烧中的空气与煤的比例合理。通风量的变化范围比研磨的变化范围大得多，磨煤机的功率范围也相应增加。同样从图1中可以看出，当碎煤机的产量超过41t/h时，随着碎煤量的增加，增加所需的通风量不会显著变化。这是因为一次风机的功率增加了，但是风机出口处的气压几乎没有变化，并且当火电厂的截面积保持不变时，一次空气携带粉煤的能力保持不变。因此，压碎煤量的增加不会影响一次空气的风煤比。
从图1中可以看出，随着火电厂负荷的增加，煤粉的细度也随之增加，空气与煤的比例也随之增加。这是因为当磨煤机的功率增加时，所需的通风增加（由磨煤机和通风量之间的关系可知），并且在一次空气中的煤含量增加时额外发生。为了保持制粉系统的原始空燃比，必须增加燃煤设备的内部空气压力，以克服一次风道内部阻力的增加。随着风速的增加，一次风携带粉煤的能力也会增加，因此，粉煤的细度也会增加。该操作特性也是与单出钢球磨机的最大区别。
1.4 磨煤机运行总结
火电厂通过调节磨煤机分离器调节挡板，可以调节磨煤机的出力和一次风携粉煤的粗细度。当磨煤分离器调节挡板开度从100%关闭到0时，磨煤机的煤制粉能力逐渐降低，一次空气中的煤粉变得粗糙，单位质量煤的电力消耗增加。
河曲电厂3#炉磨煤机型号为BBD3854双进双出，正压运行，低速筒式钢球磨煤机。结构特点：磨煤机由筒体、绞笼、分离器、转动部、传动部、筒体轴承、减速机及润滑油冷却水系统组成。磨煤机筒体钢板为16Mn;筒体衬板为ZGMn13Cr2;衬板螺栓为35CrMo;螺旋绞笼采用法国材料ABRO—32加工制作。磨煤机主电机为空—空冷却，筒体有效直径3750mm，筒体转速17r/min，筒体有效长度5540mm，出力72t/h，筒体有效容积61.2m3，煤粉细度R90=22.5%，磨煤机出口温度75℃，最大轴功率942kW，轴功率（BMCR）852.3kW，装球量46～65t。磨煤机电机YTM630-6，额定功率1120kW，额定电压6000V，额定转速985r/min，重量11.25t，生产厂家为：沈阳重工制造。
2 解决办法
2.1 筒壁固定性
在火电厂筒壁的实际运行中，由于各种原因经常存在严重的漏粉缺陷，这极大地影响了设备的正常运行。为了从根本上解决该问题，可以利用停炉检修，更换现有的瓷器品种的设备，并根据设备的运行状态制定科学合理的控制措施，以保证设备的正常运行。除了改变陶瓷的类型之外，氧化铝陶瓷还可用于使用螺钉的高温粘结，这可改善设备的固定性能并防止设备运行期间的气流干扰。
2.2 除渣系统改造
在火电厂锅炉制粉系统的运行过程中，设备排渣门上会产生大量粉尘，影响了整个燃煤电厂的安全稳定運行。为了从根本上解决该问题，减少设备中的粉尘量并避免对周围环境的不利影响，有必要采用新一代研发型火电厂的全封闭移动排渣方法。除渣系统的改造可确保在锅炉制粉系统运行期间，灰尘不会对周围环境产生负面的影响。
2.3 改善锅炉制粉系统运行环境
火力发电厂锅炉制粉系统在实际运行过程中所面临的工作条件和恶劣环境对电力生产影响很大。在严重的情况下，煤颗粒会影响煤粉管道和设备，严重的话还会因煤炭的颗粒导致煤粉管道、设备会随着煤质的变化而发生变化，增加整个系统的磨损点与漏点。因此，锅炉制粉系统在实际运行中应加强巡检，合理控制热风管道伸缩缝、燃煤闸门和拉杆门，以免在实际运行中发生故障。如果整个系统的单元出现磨损问题，员工应很好地分析整个系统的工作状况，并根据设备的工作状况找到科学合理的解决方案，防止在实际操作中出现漏点现象。
2.4 加大磨煤机监视监测力度
锅炉制粉系统中的磨煤机在运行期间，由于原煤的转化，设备区域的主要热风管道和伸缩缝经常会引入大量粉尘。由于长时间没有进行有效的监视和控制，这会对设备的运行产生负面影响，甚至可能导致设备损坏。解决该问题的方法是根据火电厂设备运行的现状以及可能引起粉尘积累的环节，制定合理而严格的监督方法，并且要求工作人员定期进行磨煤机的监视监测工作，分析现有安全风险，及时更新监视监测内容，完善制度。
3 应用
本文以河曲电厂为例，介绍了制粉系统的一些情况，河曲电厂采用的是双进双出钢球磨煤机，其原理如下所述：双进双出钢球磨煤机，顾名思义是两端皆能进煤出粉。磨煤机的制粉回路是完全对称的，原煤从自动控制的给煤机进入混料箱，在重力的作用下，经落煤管落入架体当中，由螺旋输送装置将原煤送入筒体内进行破碎和碾磨，筒体内的唯一碾磨介质是钢球，在钢球的作用下，将原煤磨制成煤粉。热的一次风经过轴头内的中空管进入磨煤机筒体内，将磨制好的煤粉吹入磨煤机上部分离器中，在分离器的作用下，合格的风粉混合物直接吹入炉膛进行燃烧，不合格的煤粉经回粉管道送入筒体内进行重新碾磨。
3.1 运行调整的主要内容及方法
3.1.1 给煤机的速度调节
河曲电厂锅炉制粉系统每台磨煤机配两台给煤机，所配给煤机为沈阳施道克电力设备有限公司生产的EG2490型称重式给煤机，具有电子称重控制器。这种给煤机是一种带有电子称量及调速装置的皮带式给煤机，具有自动调节和控制功能，可根据磨煤机筒体内煤位的要求，将原煤精确地从原煤仓输送到磨煤机。
3.1.2 磨煤机出口温度调节
磨煤机的出口温度反映了磨煤机的干燥产量和煤粉的水分含量。严格控制出口温度以防止制粉系统煤粉自燃、爆炸和阻塞非常重要。出口温度可以通过调节燃煤设备入口处的干燥介质温度（即热烟气）热空气和冷空气的混合温度以及煤的供应量来调节。冷热调节挡板以“自动”方式调节，为了确保制粉系统的经济运行，应将冷气调节挡板置于关闭位置，并应尽可能对其进行调节，以使热空气可以达到出口温度的设定值。如果出口温度太低，则煤粉中的水分会增加，并且很容易导致系统发生煤粉堵塞。此时，既可以调节煤量，也可以通过打开速度滑动系统来调节给煤机的速度。
3.2 故障诊断和排除
3.2.1 制粉系统的紧急停运
如果出现以下情况之一，则通过应用研磨系统“紧急停止”来停止研磨系统：进行了MFT操作，但制粉系统无法正常工作，制粉系统的自燃可能会引起火灾或爆炸;当人员和设备的安全受到威胁时;细粉分离器堵塞，废气严重携带粉尘，锅炉蒸汽温度和蒸气压急剧上升;满足发电机跳闸条件之一，但发电机不跳闸。
当发生下列情况之一时，应用制粉系统“紧急停止”停运制粉系统：MFT动作而制粉系统未跳闸;制粉系统发生自燃有爆炸危险或发生爆炸;转机发生剧烈振动或严重撞击声;危及人身及设备安全时;细粉分离器堵塞，造成乏气带粉严重，使锅炉汽温、汽压剧烈升高;磨煤机跳闸条件之一满足，但磨煤机未跳闸。
3.2.2 磨煤机的紧急停运条件
主电动机的功率异常增大或减小;无法监控燃煤电厂出口处的温度;细粉分离器或粗粉分离器严重堵塞，在燃煤装置中有异常的金属撞击声;导粉时，粉输送机跳闸或导流板不会自动导向粉桶。
3.2.3 煤粉自燃、爆炸的原因及预防措施
①制粉系统的起停过程过高，起停过程应稳定，并在运行过程中及时处理碎煤，避免系统温度升高。
②管道或粉末堆积系统中不应有盲点。火电厂出口处的温度不应过低。也就是说，煤粉不能太潮湿，一次风速不能太低，以免堵塞粉末、积聚粉末以及自燃和爆炸。
③由于焦煤中含有易燃易爆物质，因此，有必要加强焦化管理，清除雷管等煤矿带入的危险物质。
④应防止外部火源，例如，当粉末研磨设备运行时，不应进行焊接。
⑤煤种的变化：燃烧高挥发性、低水分的煤时，应注意煤粉的细度不能太细，系统温度也不能太高。
3.2.4 加强制粉系统的运行管理
使用挥发分超过38%（不含干灰的基本挥发分）的煤，并将燃煤装置的出口温度调节至不超过75℃，将燃煤粉管的風速控制在25～32m/s。
尽量缩短制粉系统充惰时间。启动制粉系统时，磨煤机通入一次风前，在BSOD关闭状态下，投入消防蒸汽5min，再进行暖磨通风启动;消防蒸汽备用期间执行好疏水工作，确保良好备用。
定期测量粉末管的温度。使用红外成像设备测量粉末管的温度，当发现磨粉管的温度比火电厂的出口温度高5℃。停止服务时，严格监控铣削管的温度不超过70℃。所有均衡器均配备有入口和出口差压测量点，磨碎系统的粉管分支配有温度测量点，并引入了DCS操作员加强监控。如果发现压差出现异常变化，则检查积聚在该部位的粉末是否发生自燃。
3.2.5 加强制粉系统设备维护
对结构进行改进，对均衡器进、出口加装手孔门。利用设备维护的机会来消除设备的磨损缺陷，增加均衡器上的检查和清洁项目，定期检查均衡器内部的耐磨陶瓷的完整性，如果发现磨损或损坏，更换耐磨陶瓷，或使用耐磨材料进行维修。检查均衡器，测量均衡器中空气通道的间距，数值不要超过原始值的±10%。如果不是，需修理或更换。检查设备后，通过校正粉管的可调节收缩孔来校正风量（风速）后确定开度。原则上，无法在设备运行期间对其进行调整。
4 结论
锅炉制粉系统运行状况会对火电厂锅炉的安全运行产生重要影响。本文介绍了火电厂制粉系统的问题、故障及解决办法，并通过采取一些改进措施对火电厂制粉系统进行了优化。
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