660MW超超临界火电机组磨煤机粉管堵粉原因浅析

660MW超超临界火电机组磨煤机粉管堵粉原因浅析

亓双瑞

山西潞光发电有限公司 山西长治 046699

摘要：随着火电技术飞速发展，越来越多直吹式制粉系统被应用到超超临界火电机组中去，直吹式制粉系统适合于较大的锅炉容量，具有较高的燃烧效率、较广的煤种适应性以及较迅速的负荷响应性，但是直吹式制粉系统有其弊端，易引起磨煤机出口煤粉管堵塞，煤粉管堵塞轻者使锅炉燃烧不稳定，严重时还会引起锅炉灭火，甚至粉煤管道爆炸。某火力发电厂#1锅炉整套试运行期间发生过粉煤管堵塞的现象，下面就根据此厂的设备概况、堵粉原因及防范措施进行具体分析。

关键词：超超临界、掺烧、磨煤机粉管、积粉堵塞、炉膛灭火

1. 该厂制粉系统概述

正压直吹式制粉系统的原则性流程如下：原煤由输煤系统进入原煤斗，再落入给煤机，经给煤机调节给出的煤量后进入磨煤机，磨煤机将原煤研磨成细度初步合格的煤粉，这部分煤粉再进入煤粉旋转动态分离器，煤粉分离器将煤粉分成粗细两部分，粗粉返回磨煤机重新磨制，细粉经一次风管被吹往锅炉燃烧器。该厂磨煤机采用北京电力设备总厂有限公司生产的ZGM113G-II型中速辊式磨煤机简称ZGM磨，燃用煤种为35%中煤+45%煤泥+20%矸石掺烧，该厂磨煤机防爆蒸汽采用消防蒸汽，分别从一次风室、机壳、分离器三处入磨，用于磨煤机启动和停止过程中防爆。防爆气体可用辅助蒸汽，消防蒸汽入口处设置疏水器，以防止水进入磨内损坏磨辊套及衬瓦。

1、磨煤机煤范围

煤种：烟煤、无烟煤、褐煤、贫煤

发热量：13.4～31MJ/Kg

全水分：≤40%

哈氏可磨度：HGI>35

可燃质挥发份：<10～40%

原煤粒度：0～50mm

2、运行的基本原理

ZGM磨煤机碾磨部分由转动的磨环和三个沿磨环滚动的固定且可自转的磨辊组成。来自给煤机的需进行碾磨的原煤从磨机的中央落煤管落到磨环上，旋转的磨环借助于离心力将原煤运送至碾磨辊道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊沿圆周方向均布于磨盘滚道上，碾磨力则由液压加载系统产生，通过静定的三点系统，碾磨力均匀作用至三个磨辊上，这个力经磨环、磨辊、压架、拉杆、传动盘、减速机、液压缸后通过台板传至基础

原煤的碾磨和干燥同时进行，一次风（热风）通过喷嘴环均匀进入磨环周围，产生气流，将经过碾磨从磨环上切向甩出的煤粉混合物烘干并输送至磨煤机上部的分离器，煤粉混合物在分离器中进行分离，粗粉被分离出来落到磨环重磨，合格的细粉被一次风带出分离器。难以粉碎且一次风吹不起的较重石子煤、黄铁矿、铁块等通过喷嘴环落到一次风室，被刮板刮进排渣箱，由人工定期清理（或由自动排渣装置排走）清除渣料的过程在磨煤机运行期间也能进行。

2. 磨煤机煤粉管堵粉的原因

1、对应的燃烧器喷嘴结焦严重，堵塞燃烧器喷口

2、磨煤机出力较大时，一次风量太小，即风粉比严重不匹配

3、磨煤机出力较大时，分离器出力小，造成煤粉粒度过粗

4、出口分管可调缩孔开度不一致或煤粉管道布置不合理，导致各粉管一次风速、风阻不一致。

5、原煤质量：干燥煤水分大，灰分大，发热量低

6、启磨过程中热风开度小，一次风量过低，出口风粉混合物温度低，导致煤粉和粉管粘附。

7、停止磨煤机时，磨吹扫时间过短

8、上层磨出口粉管安装位置较高，较长，弯头多，管道存在大的弯曲，延层阻力和局部阻力能量损失较大，较容易堵粉

9、一次风压低，由于入炉煤质掺烧发生变化，煤质发热量较低，在加负荷，加煤过程中，对应一次风压的调整与对应负荷的煤量即制粉处理不匹配，从而引起堵粉管，同时，风压低，煤粉潮或比重大也会造成堵管现象

10、煤粉管没有陶瓷壁，阻力大易粘煤粉

11、磨消防蒸汽漏水进磨煤机

三、磨煤机出口粉管堵粉判断

1、磨煤机分离器出口压力比正常压力高，正常运行时磨煤机出口压力1.8—2.5KPa，发生磨煤机出口堵粉时较高，通风阻力变大。

2、磨煤机出口粉管风速降低甚至为零，风粉浓度降低甚至为零，其他粉管风粉浓度升高。在正常运行时磨煤机出口粉管风速在18—25m/s。

3、就地测温枪实测堵粉管温度较正常偏低:正常运行时粉管温度在60℃左右，发生堵粉时粉管温度较低。

四、发生堵粉后处理措施及预防措施

1、堵管不严重时：降低磨煤机出力；提高磨煤机出口风压；提高磨一次风量；适当提高磨出口温度，不应降低分离器转速，直到一次风速正常为止再恢复磨出力。

2、堵管严重时：可以尝试疏通，但不应暴力疏通（过分提高一次风速、磨出口风压；大幅降低磨出力的同时大幅增加一次风量），如无法疏通或堵塞粉管较多时应停磨处理。

3、机组运行时预防粉管堵粉技术措施

（1）负荷较高，煤质较差，磨煤机出力大，应密切监视一次风速和磨出口压力，发现一次风速有降低趋势或磨出口压力不正常升高时，应适当限负荷，降低磨煤机出力。

（2）负荷较高，煤质较差，磨煤机出力大，不应为带负荷而降低分离器转速。

（3）正常运行中磨煤机出口风温不能太低，出口温度低时，应适当增加热风或降低磨煤机出力。

（4）正常运行中应保持各煤粉管出口风速在20m/s以上，如遇风速降低或风速为零应先降低磨煤机出力，然后通知热控检查测点。正常运行中应保持各煤粉管出口风速在20m/s以上，监视一次风母管压力，维持压力9Ka以上，高负荷维持10Ka，保证一次风速；高负荷在22-30磨煤机出口压力大于2.5KPa；低负荷20-25KPa，磨煤机出口压力大于2KPa。但注意一次风机电流及动叶开度防止出力超限。

（5）正常运行中一次风压母管压力应在9Kpa以上，不可过低。

（6）正常运行中磨煤机热风应投自动，自动调节失灵时，应将给煤机切手动适当降低给煤量，加强对风量的监视。

（7）正常运行中磨煤机风量显示可能有滞后，应监视热风调门自动不应关的过小，如发现热风调门关闭过小应手动干预。

（8）正常运行中如发现磨煤机有堵磨现象时，应降低磨煤机出力疏通，不可降低分离器转速来疏通磨。

（9）磨煤机粉管对应的火检强度减弱，大幅波动或无火时，及时联系人检查是否为设备问题，如无设备问题则考虑煤粉管出粉不畅，应及时观察调整。

（10）每次停磨煤机吹扫时，应保证风量及吹扫时间，防止管路吹扫不净煤粉粘结，观察风粉浓度降低为零，特别注意吹扫温度变化，适当在高温区增加吹扫时间。

（11）对于不同的煤种，完成析出挥发分燃烧所需要的送风管内的风量存在一定的差别，对于常用的燃用煤，为了保证煤粉前期的充分燃烧，应保证风煤比在1.8-2左右。

（12）磨煤机启动时，了解磨煤机内部的存煤量，是否需要铺煤或少量铺煤。磨煤机暖磨温度在低温区时间要缩短，入口风量达到70%左右，兼顾其他磨煤机入口风压、风量的变化，及时提高一次风压偏置

（13）加强制粉系统各参数监视，综合分析，及时调整。

（14）建议磨煤机各出口粉管增加温度测点，便于监视判断，及时调整。

五、总结：停机检修期间，发现磨煤机堵粉原因为磨煤机消防蒸汽漏进磨煤机造成煤粉管堵塞，经研究决定在辅助蒸汽至磨煤机消防蒸汽母管加装手动门隔离。

参考文献：

1、丁声球. 锅炉磨煤机出口粉管堵管现象分析[J]. 电力系统装备, 2019(21):2.

2、陈志峰, 白德龙, 王荣, 孙健, 潘海斌, & 高旭东. (2020). 大型火力发企业磨煤机煤粉管道堵塞原因分析及处理. 海峡科技与产业(6), 3.

3、毕宏波. "1000MW超超临界机组煤粉管道积粉堵塞原因浅析." 机电信息 21(2021):2.