碗式磨煤機常見異常處理分析

吝軍鋒 馬建賓

（陜西國華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西 神木 719300）

現(xiàn)代火力發(fā)電廠中速碗式磨使用已相當(dāng)?shù)钠占啊Ｖ兴偻胧侥ッ簷C作為火力發(fā)電廠重要的制粉設(shè)備 ，它的任務(wù)是將原煤干燥、磨碎成一定細(xì)度的煤粉 ，以便送入鍋爐中燃燒。在火電廠生產(chǎn)中經(jīng)常遇到磨煤機的各種故障，或者因其他故障而影響到磨煤機的正常運行，從而進(jìn)一步發(fā)展為威脅磨煤機本身、甚至威脅電廠主設(shè)備的事故。本文通過某發(fā)電廠600MW亞臨界鍋爐HP1003磨煤機運行情況進(jìn)行分析，從而從運行操作角度，總結(jié)出磨煤機安全運行需注意的問題，為提高機組安全性、經(jīng)濟性提供途徑。

1 中速碗式磨煤機的原理

原煤的碾磨和干燥同時進(jìn)行。一次風(fēng)通過噴嘴環(huán)均勻進(jìn)入磨環(huán)周圍，將從磨環(huán)上切向甩開的煤粉吹送至磨機上部的分離器，在分離器中進(jìn)行分離，粗粉被分離出來返回磨環(huán)重磨，合格的細(xì)粉被一次風(fēng)帶出分離器。難以粉碎且一次風(fēng)吹不起的較重的石子煤、黃鐵礦、鐵塊等通過噴嘴環(huán)落到一次風(fēng)室，被刮進(jìn)石子煤斗，由人工定時清理。

2 碗式磨煤機運行中所遇到的問題及對策

2.1 煤濕造成給煤機出口堵塞

根據(jù)長期的運行觀察，當(dāng)煤質(zhì)中水分含量超過15%時，給煤機出口至磨煤機落煤管粘煤加劇。連續(xù)運行3小時便會出現(xiàn)落煤管堵塞甚至堵死。水分含量愈大，粘煤速度愈快。落煤管堵死后，會造成實際進(jìn)入鍋爐的燃料量下降，負(fù)荷迫降。而堵塞在給煤機出口的原煤，使得給煤機皮帶、給煤機清掃鏈過負(fù)荷跳閘，甚至損壞。

另外，給煤機出口至磨煤機落煤管剛剛開始堵塞時，往往煤量等遠(yuǎn)方參數(shù)均無變化。盤上發(fā)現(xiàn)堵塞往往是通過磨煤機分離器出口溫度上升快、磨煤機電流下降等參數(shù)才發(fā)現(xiàn)。這些參數(shù)都比較滯后，因此發(fā)現(xiàn)堵煤時，工況已經(jīng)很惡劣了。

例如：某煤電一體項目四臺600MW機組，2009年春節(jié)過后，因煤礦生產(chǎn)穿越水層，來煤水分達(dá)17%。每天每臺給煤機出口至磨煤機落煤管堵塞數(shù)次，#3機組曾出現(xiàn)六臺磨煤機運行堵剩下兩臺的危險工況，嚴(yán)重威脅機組安全。后轉(zhuǎn)變思路，提前觀察。組織人力，敲打落煤管。并在落煤管堵死之前提前主動停磨處理。扭轉(zhuǎn)了生產(chǎn)生的被動局面。對策：

（1）嚴(yán)把煤質(zhì)關(guān)。提前對煤質(zhì)進(jìn)行分析，監(jiān)盤人員及時通過熱冷風(fēng)門變化，結(jié)合就地查看，判斷煤質(zhì)變化及干濕程度，以作好磨煤機落煤管堵塞事故預(yù)想；

（2）結(jié)合就地給煤機機內(nèi)壓力判斷堵塞情況及發(fā)展。平時磨煤機落煤管暢通，給煤機機內(nèi)的密封風(fēng)，通過落煤管，磨煤機，最終到達(dá)爐膛。一般給煤機內(nèi)壓力維持在2-4KPA。當(dāng)落煤管堵塞時，阻斷了給煤機內(nèi)的密封風(fēng)的去路，使得在給煤機內(nèi)部憋死壓，其壓力和一次風(fēng)壓相當(dāng)。一般給煤機內(nèi)壓力高于5KPA，堵塞已經(jīng)開始加劇。上升到7KPA時，隨時出現(xiàn)堵死；

（3）配備強光手電，定期查看給煤機落煤管。必要時可減少煤量、甚至短時間（1-2分鐘）停運給煤機，以減少皮帶上落下的原煤阻礙查看視線，查看落煤管堵塞程度；

（4）觀察磨煤機電流。正常運行中，磨煤機的電流下降，說明磨煤機出力已經(jīng)下降，進(jìn)入鍋爐的燃料量已經(jīng)減少。應(yīng)結(jié)合當(dāng)時工況，判斷是否為落煤管堵塞；

（5）加疏通裝置。目前由于設(shè)計、制造工藝問題，在#1機組C制粉系統(tǒng)安裝了疏通裝置，但效果不理想。

當(dāng)判斷給煤機落煤管有堵塞時，應(yīng)提前聯(lián)系人力對落煤管進(jìn)行敲打，以緩解落煤堵塞。通過不斷的觀察分析，在堵死之前切換制粉系統(tǒng)，使堵塞的制粉系統(tǒng)停運。開啟給煤機人孔端蓋，對之疏通。

2.2 石子煤著火

現(xiàn)場的石子煤，就磨煤機運行時排出的原煤中不易被磨碎、重度較大的黃鐵礦、煤矸石、石塊等雜物，其中混有少量的重度較大的煤顆粒，有一定的發(fā)熱量。電廠磨煤機石子煤著火是十分危險的異常工況。

（1)當(dāng)來煤太濕時，為了維持磨煤機的干燥出力，就要盡量維持額定的風(fēng)量，額定的分離器出口溫度，甚至維持更高的分離器出口溫度。這就要求開大熱風(fēng)，關(guān)小冷風(fēng)，提高混合風(fēng)溫度。

額定出力下，不同濕度來煤，磨維持分離器出口70℃時的混合風(fēng)溫度如下表：

煤濕會造成混合風(fēng)溫度過高。過高的混合風(fēng)進(jìn)入磨煤機風(fēng)環(huán)下部，不斷加熱從風(fēng)環(huán)噴嘴落下的至一次風(fēng)室的石子煤和少量的煤顆粒，造成石子煤自燃。

例如：某電廠#2機600MW機組，2010年10月9日，因煤濕，保持六臺磨煤機。巡檢發(fā)現(xiàn)E制粉系統(tǒng)石子煤入口處有小細(xì)火星，但是排不干凈，停止E制粉系統(tǒng)，投入消防蒸汽，火星消滅后，啟動E制粉系統(tǒng)，運行正常；

（2)石子煤刮板變形刮不干凈時，容易出現(xiàn)著火。石子煤刮板因斷裂、變形等，刮不干凈一次風(fēng)室的石子煤顆粒，石子煤中的少量可燃物不斷被較高溫度的一次風(fēng)所干燥、加熱，最終冒煙著火。

例如：某電廠#1機600MW機組，2012年08月01日，檢發(fā)現(xiàn)E磨煤機石子煤斗冒煙，緊急啟動F制粉系統(tǒng) ，停運E制粉系統(tǒng)，投入E磨消防蒸汽。檢修打開磨煤機檢查石子煤刮板變形。重新焊接后，投入運行正常；

（3)石子煤中原煤太多，也容易造成石子煤著火，因為這時候石子煤中的可燃物質(zhì)增加，且原煤的燃點相對石子煤較低。石子煤中原煤過多的原因，一般是加載力不夠、磨棍或者襯板變形有缺陷造成。

例如：某電廠#1機600MW機組，在2009年7月19日B磨煤機排出石子煤含有煤粒較多，值班主值判斷著火風(fēng)險大。并將此記入值班記錄。專工指導(dǎo)此臺磨保持較大風(fēng)量，保持分離器出口溫度65℃左右，打算擇機對其進(jìn)行檢修。兩天后的17:45，巡檢發(fā)現(xiàn)#1爐B磨煤機石子煤斗處冒煙，排石子煤發(fā)現(xiàn)石子煤中煤粒冒煙燃燒。停運此故障磨煤機，投入消防蒸汽滅火，并立即安排檢修檢查。更換襯板3塊，啟動后排放的石子煤中原煤顆粒已經(jīng)幾乎看不到，磨運行正常。

另外石子煤排放不及時、控制分離器出口溫度過高、原煤過于干燥、煤質(zhì)變?yōu)橐兹济悍N等情況下，也較容易發(fā)生石子煤機內(nèi)自燃；

目前實際采取的對策：

（1）立即將磨煤機冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板切手動控制，降低一磨煤機一次風(fēng)溫，降低磨煤機出口溫度（控制到55℃左右）；

（2）對石子煤進(jìn)行排放；

（3）停磨，并投入磨煤機消防蒸汽；

（4）確認(rèn)著火熄滅后，方可恢復(fù)磨煤機正常運行方式。

2.3 給煤機煤量不受控制

（1）煤量突增至最大值且不受控制。這種情況一般為轉(zhuǎn)速探頭故障損壞、控制器故障、變頻器故障等等。發(fā)生此類故障，對于運行人員來說處理起來比較棘手。參數(shù)波動會比較大。

例如：某廠600MW機組，2012年02月02日19:44，F(xiàn)給煤機煤量突然增大至最大值（67.5 T/H），總煤量由232T/H 上升至242 T/H ，電流33 A上升至37.5 A，立即派人就地檢查F給煤機，19:47 F給煤機發(fā)斷煤信號、皮帶跑偏信號，19:49緊急停運 F給煤機，RB觸發(fā)啟動，機組甩負(fù)荷至568MW，切除機組協(xié)調(diào)控制，在此期間主汽壓力由16.5 MPa上升至16.95MPa，機組負(fù)荷最大上升至616.9MW，65秒后復(fù)位RB動作信號，啟動E制粉系統(tǒng)運行，機組各項參數(shù)穩(wěn)定后，20:00投入機組協(xié)調(diào)控制。檢修檢查F制粉系統(tǒng)為控制器故障。更換后恢復(fù)正常。

在處理故障中，如果再次遇到這樣或者那樣的故障，處理起來更加棘手，參數(shù)波動會比較大。

例如：某廠600MW機組，2011年8月13日17:50，負(fù)荷560MW，E給煤機突然飛車（給煤機全轉(zhuǎn)速運行，遠(yuǎn)方和就地都無法控制），切除CCS控制，快速降負(fù)荷，停止E給煤機，E磨煤機走空后，停止E磨煤機。啟動F制粉系統(tǒng)時，F(xiàn)給煤機入口篷煤，通知檢修敲煤。穩(wěn)定機組各參數(shù)正常，維持機組負(fù)荷480MW。18:22檢修敲開F給煤機入口篷煤，啟動F制粉系統(tǒng)，加負(fù)荷至580MW。檢修檢查后發(fā)現(xiàn)E給煤機轉(zhuǎn)速探頭損壞，已經(jīng)更換完給煤機轉(zhuǎn)速探頭后，啟動E制粉系統(tǒng)，運行正常。

在現(xiàn)實運行中，也出現(xiàn)過給煤機顯示煤量到零，而就地正常運行的狀態(tài)，這里不再累贅。

需要注意的問題：

制粉系統(tǒng)發(fā)生堵煤、或者給煤機煤量不受控制等此類問題時，由于值際煤量已經(jīng)發(fā)生變化、而煤量指令沒變，或者煤量指令變化而實際煤量沒變，或者煤量指令和實際煤量不符等現(xiàn)象的出現(xiàn)，導(dǎo)致協(xié)調(diào)回路收到與實際煤量不符的虛假指令的欺騙。這一點在事故處理中不能大意。

例如給煤機出口落煤管堵煤時候，實際進(jìn)入鍋爐的煤量瞬間減少，相當(dāng)于一臺給煤機跳閘。但此時，堵塞的給煤機的轉(zhuǎn)速正常，煤量顯示正常，指令也沒有變，只不過給的煤沒有進(jìn)入磨煤機內(nèi)碾磨，而是在填充落煤管、堵塞給煤機出口的空間。這時，協(xié)調(diào)回路認(rèn)為煤量沒有變化，風(fēng)、水、以及負(fù)荷均沒有變化。數(shù)分鐘后，主汽壓力下降。此時協(xié)調(diào)回路認(rèn)為總煤量不足，指令幾臺給煤機均勻加煤。當(dāng)監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)故障制粉系統(tǒng)后，顯示進(jìn)入鍋爐的總?cè)剂狭恳呀?jīng)很大了。此時，如果立即啟動備用磨，停運故障磨，往往因總?cè)剂狭窟^大，而出現(xiàn)鍋爐超壓、超溫，機組過負(fù)荷等一系列的故障，導(dǎo)致事故擴大。

目前實際采取的對策：

（1）大膽應(yīng)用RB功能。一旦發(fā)現(xiàn)給煤機煤量最大且不受控制，在確保鍋爐不滅火的前提下，緊停運該給煤機，觸發(fā)RB，機組自動減負(fù)荷。拖延時間過長，導(dǎo)致磨煤機滿煤、鍋爐超壓、機組過負(fù)荷等，反而把事件擴大化了。因此，盡可能快的把已經(jīng)有了故障的設(shè)備切除，使得故障干擾因素不再計入?yún)f(xié)調(diào)控制；

（2）盤面人員心中要有數(shù)，無論是在CCS、其他控制方式、還是在手動，進(jìn)入爐膛多少噸煤帶多少負(fù)荷，大約得多少噸風(fēng)多少噸水，這些都要做到心中有數(shù)。事故情況下的調(diào)節(jié)要向這靠。有時協(xié)調(diào)受到了欺騙，偏差太大，得手動調(diào)節(jié)；

（3）提高設(shè)備健康水平和自動化的智能水平。

2.4 正壓直吹式制粉系統(tǒng)中，一次風(fēng)量大幅度變化所造成的事故分析

2002 年10 月15 日07 :30，某330MW機組，在加負(fù)荷過程中。啟動D磨煤機，加煤后，主汽壓力上升仍較緩慢。再次加大第D磨煤機煤量。突然副值發(fā)現(xiàn)剛啟動的D磨煤機熱風(fēng)門開度只有5%，冷風(fēng)門開度也只有10%左右，煤量已經(jīng)25T/H，而一次風(fēng)量只有5T/H。才想起啟動磨煤機后，忘記開熱冷風(fēng)（當(dāng)時因熱工有工作，未投入風(fēng)量低閉鎖啟磨條件及風(fēng)量低保護(hù)）。此時距啟動給煤機已過了4分鐘。副值急忙將熱冷風(fēng)門開大，D磨煤機一次風(fēng)量升至85T/H。此時主值發(fā)現(xiàn)，爐膛冒正壓，汽包水位急劇上升，急忙調(diào)整汽包水位，還沒明白什么原因，汽包水位高保護(hù)動作，爐MFT。

副值啟動D磨煤機前，未及時開大一次風(fēng)，維持合理的一次風(fēng)量。啟動給煤機后，不斷加煤，原煤被磨成煤粉并在磨煤機內(nèi)積存。數(shù)分鐘后，磨煤機內(nèi)已經(jīng)積存相當(dāng)多的煤粉。此時，緊急開啟風(fēng)門，磨煤機內(nèi)積存的煤粉便在瞬間被送入爐膛。此時實際進(jìn)入爐膛的瞬時煤量可能高達(dá)每小時上千噸！燃料量的急劇增加，導(dǎo)致負(fù)壓冒正，汽包水位急劇上升，且短時間內(nèi)上升至保護(hù)值。

結(jié)語

制粉系統(tǒng)故障為火力發(fā)電廠常見故障，以上故障也只是從運行的角度，經(jīng)過多年的運行觀察，分析了以碗式磨煤機為原型的制粉系統(tǒng)的一部分較常見故障及目前采取的措施。實際上，制粉系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生的，有漏粉、震動大、異音、突然跳閘、等。這些在檢修的層面分析的比較多。制粉系統(tǒng)的安全運行，要從檢修、運行兩個層面不斷總結(jié)分析、不斷積累完善。

[1]王麗英.大型鍋爐中速磨煤機運行的主要問題及對策[J].電站程，2002（01）.

[2]高賢亮等.制粉系統(tǒng)的運行.神華國華錦能600MW機組集控運行規(guī)程，2010（05）.