雙進雙出磨煤機分離器堵塞原因分析

尹君，李建星，顏艷華，尹民權

(華電國際鄒縣發電廠，山東 鄒城 273522)

0 引言

華電國際鄒縣發電廠2×1 000 MW機組#7鍋爐于2006年12月4日正式投產，#8鍋爐于2007年7月5日投產。3030 t/h超超臨界壓力鍋爐是由東方鍋爐(集團)股份有限公司與日本巴布科克－日立公司及東方－日立鍋爐有限公司合作設計、聯合制造的。每臺鍋爐配套安裝6臺沈陽重型機械有限責任公司制造的BBD4360型雙進雙出鋼球式磨煤機，在磨煤機的兩端各設計安裝有1臺外置式雙錐體結構的重力離心式煤粉分離器。該分離器內襯附有耐磨材料，分離器的作用是將離開磨煤機筒體的一次風和煤粉混合物中的粗煤粉分離下來，只有合格的細煤粉才能送至燃燒器［1］。

1 存在的問題

1.1 磨煤機分離器堵塞及出口粉管異音

1.1.1 分離器堵塞的影響

該分離器的特點是結構較為復雜，故阻力也較大。沿該分離器內環方向布置32片折向擋板，由于其結構及煤質因素，自投產以來，#7，#8鍋爐磨煤機的分離器時常出現分離器出口一次風管道異音、分離器折向擋板堵塞等現象。2008年5—10月，#7，#8鍋爐清理分離器就多達117次，為了清理分離器時常被迫切換、啟/停磨煤機，不但降低了設備的可靠性，增加了廠用電，嚴重時還影響機組的發電量。每次清理分離器大多安排在夜間進行，清理時間短則3 h，長則1個夜班，由于清理分離器時鍋爐仍在運行中，而人員必須進入分離器內部工作，對人員的生命安全也構成了一定威脅。

1.1.2 分離器堵塞頻繁

從分離器堵塞、異音情況來分析，主要是分離器內部堵塞，造成回粉不暢或不回粉，致使煤粉氣流分布不均，氣流偏向堵塞較輕或沒有堵塞的一側，產生局部流速過高，裹挾著較大的煤粉顆粒離開分離器，異音是較大顆粒撞擊一次風管道內壁產生的。上述情況一年比一年嚴重，到了2010年就更加頻繁了(如圖1所示)，不但堵塞頻繁，而且清理出的雜物也在增多。從以往每天夜間2臺鍋爐清理2臺磨煤機的分離器，發展到現在2臺鍋爐1個夜班要清理4臺磨煤機的分離器。原來1臺磨煤機兩端分離器清理1次，一般可清理出雜物1袋(編織袋)，發展到現在1次能清理出雜物4袋(編織袋)。不但分離器內清理出的雜物量在增多，清理次數也在不斷增加，間隔時間也在縮短。2010年7月6日，#8鍋爐E磨煤機分離器第1天清理出雜物約3袋(編織袋)，第2天#8鍋爐E磨煤機分離器中又清理出雜物4袋(編織袋)。

圖1 2010年4月 #7，#8鍋爐磨煤機分離器清理次數

1.1.3 鎖氣器及內椎體堵塞頻率升高

2010年4月僅1個月，#7，#8鍋爐就清理分離器77次(如圖1所示)，而5，6月基本上也維持這種狀態。下半年在此基礎上有所升高，在清理分離器的過程中發現，鎖氣器及內椎體的堵塞等故障率也明顯升高。從圖1可以看出，#7鍋爐在31次分離器清理中，發現鎖氣器及內椎體堵塞15次，E，F磨煤機占5次。#8鍋爐清理46次，其中鎖氣器及內椎體堵塞的就有16次，較前些年明顯升高。

1.2 分離器堵塞部位

一般分離器內部有3處明顯的堵塞(如圖2所示)，分別位于折向調節擋板處、內椎體回粉擋板處和回粉管鎖氣器處。從堵塞物質來看，多是軟性物質(如圖3所示)，從磨煤機分離器清理出樹枝、塑料袋(布)、破布、草袋(繩)、紙漿板及碎膠皮等雜物。

1.3 采取管理人員跟班

針對磨煤機分離器清理后效果不佳的現狀，生產技術部有關人員要求鍋爐診斷組派人全過程監督指導。在2010年以前，生產技術部診斷人員跟班監督，主要是監督分離器擋板雜物清理的干凈狀況和回粉口處是否堵塞及清理狀況。進入2010年以來，根據設備的健康狀況，在進行以上督察的同時，強化了對分離器內部結構變化與磨損的檢查。先后發現分離器出口集流器及入口分流錐磨穿(掉)，分離器入口粉管與回粉管處磨穿，還發現鎖氣器重錘丟失、分離器調節擋板角度紊亂以及磨損等(如圖4～圖6所示)。

2 堵塞原因及危害

2.1 原煤中夾雜著大量雜物

圖4 分離器折向調節擋板磨損情況

磨煤機出口粉管異音的原因是多方面的:鎖氣器卡澀不靈活、內錐體等部件磨穿都可能產生異音;不僅雜物堵塞會產生異音，原煤中夾雜的雜物、垃圾也會引起異音。入場煤中夾雜有大量雜物，對于入爐煤中黑類物質，一般要經過滾(振)動篩到碎煤機中，將原煤中的“三塊”進行處理，就是將金屬物質由磁鐵分離器收集;其他黃類物質(如線繩類、編制類、枝棒類)在原煤的夾帶中經過輸煤系統進入原煤倉，黃類物質是磨煤機分離器堵塞的主要物質。

2.2 分離器內部吹損的影響

該分離器的工作原理是:當煤粉隨著一次風進入分離器內部時，煤粉被分離器內錐體下部的分流錐分流，進入內、外錐體之間的空間繼續向上運動。在這一過程中，又有一部分細度不夠的煤粉被淘汰，從分離器下部的回粉管返回磨煤機內部重新磨制，此過程稱為煤粉進入分離器的一次(重力式)分離。在2010年對各分離器的檢查中，發現多臺分離器內椎體下部的分流錐磨穿，磨損嚴重的已磨掉絕大部分(如圖5、圖6所示)，檢查中還發現，分離器的出口集流器也明顯多處磨穿，加之分離器入口等處磨穿，導致氣流偏轉，影響了一次分離效果，增加了較大顆粒的攜帶。尤其是入口分流錐被磨掉，當一次風煤粉氣流進入分離器后，不但得不到理想的分流，還將分離器分離下來的粗大顆粒又吹上去了。這就是后來才發現分離器清理得比較干凈，基本上沒有多少雜物懸掛，可是分離器出口的異音仍然存在的一個主要原因。

2.3 混料箱干燥風的影響

(1)鑒于該種磨煤機的結構特點，特別是采用了原煤提前預混的理念，在干燥混合器內提前引入熱風，導致系統布置上的改變，所以，會帶來運行工況變化。正是由于系統結構的變化，加劇了氣流短路導致系統風壓波動，以致出現鎖氣器回粉擋板損壞，磨穿了分離器入口粉管(如圖2所示)。

(2)回粉管的上端接于分離器下端，下端連接到中空軸端部的原煤落料管，返回的煤粉由回粉管的下端與從給煤機下落的原煤混合后，經絞龍進入磨煤機筒體而重新磨制［2］。由于分離器內部鎖氣器堵塞或氣流短路，鎖氣器下端中空軸端部的原煤落料管腔室壓力不但高于磨煤機出口，還遠高于分離器內部，尤其是在分離器入口管磨穿時，在氣流的沖刷下，不但降低了分離效率，還增加了大顆粒的攜帶。

(3)從清理出的雜物來看，許多雜物都未經過磨煤機內研磨，不排除雜物從給煤機下落后還未進入磨煤機就被從混料箱來的氣流吹進分離器了。

2.4 分離器內各擋板的影響

分離器內部的折向擋板作用:一是使煤粉通過后形成旋流，使煤粉以離心的原理在內錐體中進行二次分離;二是通過調節折向擋板的開度可以調節煤粉細度。作者經過長時間的觀察，發現該分離器的32個折向擋板之間距離較小，容易積掛雜物，運行一段時間后，加之人員清理分離器的影響，就出現擋板角度飄逸、內外角度不一致、折向擋板磨損嚴重(如圖4所示)的狀況。另外，內椎體下端的回粉擋板磨損卡澀會加重大顆粒的攜帶。

2.5 磨煤機絞龍結構的影響

對比同樣采用正壓制粉，均選用三期工程雙進雙出球磨機的制粉系統，磨制同樣的煤種，基本上不存在分離器堵塞現象。因為堵塞的雜物多為可燃物，由于三期工程D－10－D型磨煤機與分離器的結構特點，分離器不存在堵塞的現象，實際上三期工程磨煤機中的雜物經過磨煤機內研磨后直接進入爐膛內燃燒掉。加上其磨煤機絞龍的結構形式及特點有獨到之處，其絞龍進風口的端面板處設計有4路干擾風，即在絞龍的端面板上開有4個半月孔(如圖6所示)，在運行中，可從4個半月孔中通過部分干擾風，在絞龍的混料口處產生氣流擾動。通過圖7、圖8可以看出，在四期工程中，由某公司制造的BBD4360磨煤機的絞龍與FWEC制造的D－10－D型磨煤機絞龍存在著明顯的差別，在四期工程中，磨煤機絞龍的端部隔離板上可試驗改進一下，避免雜物下落后直接進入分離器的入口管。也可在磨煤機絞龍中心筒入口的十字樞軸端加裝拆卸式過濾網。

2.6 分離器改造的影響

(1)由于分離器軸向擋板處堵塞嚴重，對#7鍋爐E，F磨煤機的分離器進行了改造，將分離器內錐上部的軸向可調擋板改為徑向布置，分離效果不如軸向布置，加之又去掉了內錐體中進行的二次分離，其分離效率將大打折扣。去掉了下部內椎體及回粉擋板，改為撞擊式，緩解了該處堵塞，但是雜物向上延伸，堵塞在擋板處，雖然該折向擋板由軸向布置改為水平布置，效果仍不理想。從#7鍋爐F磨煤機分離器改造后來看，2010年4月，#7鍋爐F磨煤機分離器與#8鍋爐F磨煤機分離器堵塞情況對比，堵塞次數相同;#7鍋爐F磨煤機分離器清理5次，有2次回粉管堵塞，其他的均屬于分離器堵塞;而#8鍋爐F磨煤機的分離器清理5次，只有1次回粉管堵塞，其他的均屬于分離器堵塞。

(2)由于改進型分離器的設計仍采用的是負壓制粉的理念，回粉管上采用了一道鎖氣器，其重錘翻板式鎖氣器制作工藝粗糙，運行不長時間后，鎖氣器的重錘就丟失了，長時間沒有恢復，在鍋爐診斷人員下發工單后才恢復其重錘。對于分離器的改造而言，由于回粉管直徑偏小，只安裝了一道鎖氣器，在回粉過程中，由于鎖氣器下方的風壓高于上方，會將鎖氣器翻版壓回去，不但起不到鎖氣器的作用，還會導致較大雜物卡在鎖氣器處。分離器折向擋板內清理出的雜物數量雖然減少了，但是回粉管堵塞的概率卻升高了。

3 治理建議

(1)解決分離器堵塞問題應超前治理，層層把關，從源頭抓起，抓入場煤的質量來確保入爐煤的質量。可借鑒兄弟單位的經驗，在斗輪機的斗輪上加裝箅子。首先篩選出“三塊”，防止大塊雜物進入輸煤系統。也可將進入原煤倉的雜物進行分離，在原煤倉入口的皮帶落煤管上加裝箅子，攔截有可能進入原煤倉的纖維和織物等。有的電廠在煤場的輸煤皮帶系統上加裝取雜物的機器，效果亦比較明顯。

(2)在四期工程中，在磨煤機分離器結構現狀下，可在分離器擋板上面多下些工夫:減少擋板數量，采取加寬剩余擋板寬度的方式彌補分離效果［2］。可將現有擋板改為可旋轉調節類型，定期或不定期地自動轉動擋板，使氣流將懸掛在擋板處的雜物吹走。

4 結論

在強化入爐煤品質的同時，要加強對磨煤機分離器的維護［3］。改變內漏不算漏的觀念，提升消缺質量，及時消除分離器內部的漏點，杜絕氣流短路。在進行分離器改造時，要認真、全面地調研，選用2道鎖氣器的回粉系統，以確保分離器的分離效率，應確立以疏導防堵替代堵塞清理的新理念。

［1］尹君，任尚坤，袁鶴.超超臨界機組鍋爐島節能效果分析［J］.華電技術，2009，31(1):23 －27.

［2］馬波，李潤平，胡曉輝.雙進雙出磨煤機分離器改造及運行特性分析［J］.華電技術，2008，30(3):37－39.

［3］尹君，尹民權.單進單出鋼球磨煤機漏粉原因分析［J］.華電技術，2010，32(3):31 －35.