可靠性技術(shù)在鍋爐制粉運(yùn)行及檢修中的應(yīng)用

陳富珍

（酒鋼集團(tuán)宏晟電熱公司，甘肅 嘉峪關(guān)735100）

某電熱公司兩臺(tái)300 MW機(jī)組采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，但由于原煤中存在雜物，機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)制粉系統(tǒng)堵塞、出力降低等問(wèn)題，最終導(dǎo)致兩臺(tái)機(jī)組等效可用系數(shù)降低，嚴(yán)重影響了機(jī)組的可靠性。

為解決此問(wèn)題，通過(guò)對(duì)磨煤機(jī)定期清掃的時(shí)間與頻次進(jìn)行跟蹤分析，最終確定在輸煤皮帶上安裝兩臺(tái)旋轉(zhuǎn)勾齒式除雜物機(jī)的解決方案，此設(shè)備投運(yùn)后不僅推遲了分離器的清掃時(shí)間，而且還延長(zhǎng)了制粉系統(tǒng)的利用小時(shí)數(shù)，真正提高了機(jī)組等效可用系數(shù)。

1 磨煤機(jī)除雜裝置的特點(diǎn)

某電熱公司目前所用電煤品種多而雜，性質(zhì)不一，煤種雜質(zhì)也是各種各樣，原煤的儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、破碎等工作均由儲(chǔ)運(yùn)部承擔(dān)，而儲(chǔ)運(yùn)在輸煤的過(guò)程中只有一次原煤篩分，只能進(jìn)行原煤的初步破碎而不能實(shí)現(xiàn)雜物的清除。發(fā)電用煤在生產(chǎn)及運(yùn)輸過(guò)程中，大量的石塊、木塊、破布、稻草、炮線及纖維等雜物會(huì)摻雜在煤炭中。雖然在燃煤輸送系統(tǒng)中設(shè)有多種篩分設(shè)備，但是由于這些篩分設(shè)備本身結(jié)構(gòu)和工作原理不完善，無(wú)法克服雜物堵塞、卡滯的現(xiàn)象發(fā)生，篩分很難達(dá)到理想的效果。

某電熱公司300 MW機(jī)組磨煤機(jī)為鋼球滾筒式磨，雜物進(jìn)入制粉系統(tǒng)的磨煤機(jī)后，會(huì)嚴(yán)重影響磨煤機(jī)的工作效率，造成磨煤機(jī)經(jīng)常卡滯，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞磨煤機(jī)，甚至使雜物被磨煤機(jī)內(nèi)的熱風(fēng)吹入機(jī)體，進(jìn)入煤粉分離設(shè)備，將分離器的熱風(fēng)擋板堵塞，影響煤粉分離效果，并造成風(fēng)粉壓力不穩(wěn)定，煤粉在爐內(nèi)不能充分燃燒，使鍋爐的飛灰及爐渣含量上升，降低燃燒效率，直接導(dǎo)致發(fā)電成本增加。

2 原磨煤機(jī)除雜裝置對(duì)機(jī)組可靠性的影響

酒鋼集團(tuán)宏晟電熱公司300 MW機(jī)組現(xiàn)使用磨煤機(jī)共計(jì)6臺(tái)，每臺(tái)鍋爐配兩套分離設(shè)備。為避免煤中雜物堵塞分離器，平均每20天就需停運(yùn)磨煤機(jī)進(jìn)行人工清掃。單臺(tái)磨煤機(jī)每次清掃用時(shí)6 h，期間共影響機(jī)組發(fā)電負(fù)荷300 MW（相當(dāng)于主機(jī)停運(yùn)1 h），直接導(dǎo)致主機(jī)等效可用系數(shù)下降，經(jīng)濟(jì)效益降低。2012年磨煤機(jī)實(shí)際清掃時(shí)間統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 2012年磨煤機(jī)實(shí)際清掃時(shí)間統(tǒng)計(jì)表（單位：h）

以新#3機(jī)組3臺(tái)磨煤機(jī)為例進(jìn)行分析計(jì)算：

等效停用小時(shí)：

式中，D為機(jī)組降低出力數(shù)；T為降低出力狀態(tài)持續(xù)小時(shí)數(shù) ；GMC為毛最大容量。

新#3機(jī)組的等效可用系數(shù)（全年）＝（機(jī)組全年可用小時(shí)－等效停用小時(shí)）／統(tǒng)計(jì)期間小時(shí)。

新#3機(jī)組主機(jī)的等效可用系數(shù)：

EAF＝ （8 760－23．56）／8 760×100% ＝99．73%

計(jì)算可得新#3機(jī)組全年的等效可用系數(shù)約為99．73%（不考慮機(jī)組大、小修，只考慮新#3爐B煤輔機(jī)定檢磨煤機(jī)分離器清掃的因素）。

由于磨煤機(jī)分離器的清掃，影響新#3機(jī)組等效可用系數(shù)0．27%，相當(dāng)于主機(jī)停運(yùn)23．56 h；所以磨煤機(jī)分離器的清掃是影響機(jī)組可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，必須集中力量進(jìn)行研究和改進(jìn)。

3 旋轉(zhuǎn)勾齒式除雜物機(jī)的安裝

3．1 可行性分析

為有效提高機(jī)組利用率，宏晟電熱公司運(yùn)用了某公司生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)鉤齒式篩分除雜物裝置，能夠很好地解決火力發(fā)電廠制粉及燃煤系統(tǒng)的卡堵問(wèn)題。該設(shè)備對(duì)最小粒度大于有效分離間隔的塊狀雜物分離效率達(dá)到85%以上且不發(fā)生阻煤，對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軟性雜物，長(zhǎng)度大于鉤齒間隙的除雜物分離率達(dá)到90%以上。

在充分考慮了原煤的輸送過(guò)程和設(shè)施布置后，最終將此設(shè)備安裝地點(diǎn)選在儲(chǔ)運(yùn)二號(hào)轉(zhuǎn)運(yùn)站，其加8A、8B兩臺(tái)皮帶機(jī)系皮帶托輥角度為25°、帶速20 m／s，膠帶寬度B＝1．2 m，膠帶滾筒直徑Φ1 000 mm，滾筒中心距地面高度為820 mm，安裝鉤齒式除雜物機(jī)空間較寬松。同時(shí)皮帶下方有較大空間，交通也很方便，清出的雜物通過(guò)落料管輸送到底層后能夠方便清運(yùn)，保證不影響輸煤系統(tǒng)環(huán)境，滿足企業(yè)文明生產(chǎn)的要求。

3．2 安裝調(diào)試

2012年11月，鉤齒式除雜物機(jī)按照計(jì)劃在二號(hào)轉(zhuǎn)運(yùn)站開(kāi)始安裝，年前主體工程已經(jīng)安裝完畢，之后又經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的調(diào)試，目前該裝置已經(jīng)可以投入運(yùn)行。安裝調(diào)試期間遇到了一些困難，但經(jīng)過(guò)公司相關(guān)技術(shù)人員的討論研究，最終成功克服困難，順利投產(chǎn)。遇到的主要問(wèn)題及解決方法如下：

（1）除雜裝置安裝完畢準(zhǔn)備接線時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌不一致，無(wú)法核準(zhǔn)容量，電源開(kāi)關(guān)的選取和MCC容量能否滿足需要得不到驗(yàn)證，因此無(wú)法接線，設(shè)備不能投入運(yùn)行。解決方法：技術(shù)人員判斷為驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌安裝錯(cuò)誤，并及時(shí)更換為正確銘牌，最終將電源就近接至燃油段MCC。

（2）除雜裝置安裝完畢進(jìn)行調(diào)試時(shí)，時(shí)常發(fā)生堵煤信號(hào)誤發(fā)，造成輸煤皮帶停止，影響正常上煤。

解決方法：在經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究后，發(fā)現(xiàn)＋8皮帶下料口裝有一個(gè)用以防止煤流四散的罩殼，在罩殼的一側(cè)有開(kāi)口，用鐵制擋簾遮擋，當(dāng)下料口發(fā)生堵煤時(shí)，煤通過(guò)開(kāi)口溢出堆積在堵煤信號(hào)傳感器的下襯板上，當(dāng)煤量足夠多，將擋簾頂?shù)揭欢ㄎ恢糜|碰到旁邊的堵煤信號(hào)傳感器，皮帶就會(huì)自動(dòng)停止。正常運(yùn)行中，由于勾齒與煤流運(yùn)動(dòng)方向相反，煤塊碰到勾齒時(shí)會(huì)四散開(kāi)來(lái)，一部分動(dòng)量較大的煤塊可能會(huì)碰到擋簾，而后堆積在堵煤信號(hào)傳感器襯板上，進(jìn)而造成皮帶停運(yùn)。原因找到后，公司及時(shí)與儲(chǔ)運(yùn)部進(jìn)行聯(lián)系，協(xié)商將堵煤傳感器的固定襯板位置進(jìn)行移動(dòng)，在此之后再也沒(méi)發(fā)生過(guò)堵煤信號(hào)誤發(fā)，皮帶停運(yùn)的事件。

（3）除雜裝置投入運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)雜物箱每隔兩三個(gè)小時(shí)就被裝滿，除雜裝置被迫停運(yùn)，否則將造成雜物管道堵塞，甚至影響原煤運(yùn)輸。

解決方法：究其原因，除雜裝置的勾齒間距為80 mm，而儲(chǔ)運(yùn)部的篩分器間距為80 mm×150 mm，因此造成原煤中部分尺寸較大的煤塊被當(dāng)做雜物除去，造成雜物量增大。經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為，儲(chǔ)運(yùn)部的篩分裝置間距過(guò)大，若減小間距則有大量原煤經(jīng)過(guò)碎煤機(jī)，將造成碎煤機(jī)過(guò)負(fù)荷，因此需要將碎煤機(jī)更換為較大型號(hào)，此事難以實(shí)現(xiàn)。在與廠家進(jìn)行交流后決定將除雜裝置的勾齒間距由80 mm放大至120 mm，經(jīng)過(guò)一周的改造，目前除雜裝置運(yùn)行良好。

4 效益分析

4．1 經(jīng)濟(jì)效益

除雜裝置投入運(yùn)行后，預(yù)計(jì)每臺(tái)磨煤機(jī)每三個(gè)月進(jìn)行一次分離器清掃，每年減少14次，節(jié)約的發(fā)電利潤(rùn)損失：

生產(chǎn)三作業(yè)區(qū)發(fā)電成本價(jià)0．30元（平均），售出的電價(jià)0．36元（平均）。

6臺(tái)×14次×6 h×50 000（kWh）×（0．36－0．30）元＝151．2萬(wàn)元。

節(jié)約人工費(fèi)：按每次用工3人，人工工資每人130元計(jì)算，可節(jié)省人工費(fèi)：3人×14次×130元＝5 460元。

合計(jì)直接經(jīng)濟(jì)效益為151．2萬(wàn)元＋0．5萬(wàn)元＝151．7萬(wàn)元。

本次安裝兩臺(tái)旋轉(zhuǎn)鉤齒式除雜物機(jī)，費(fèi)用每臺(tái)82萬(wàn)元，兩臺(tái)合計(jì)164萬(wàn)元。其中包括土建工程3萬(wàn)元，設(shè)備費(fèi)152萬(wàn)元（含落料管及運(yùn)雜物車），安裝費(fèi)6萬(wàn)元，運(yùn)雜費(fèi)3萬(wàn)元。

由以上經(jīng)濟(jì)效益分析可得1．07年可收回改造成本，之后節(jié)約的發(fā)電利潤(rùn)全部為經(jīng)濟(jì)收入。

通過(guò)本次改造，不但解決了磨煤機(jī)分離器清掃機(jī)組降負(fù)荷，而且降低了廠用電率，減輕職工勞動(dòng)強(qiáng)度，更重要的是達(dá)到了提高機(jī)組的運(yùn)行可靠性、保證職工人身安全的目的。

4．2 其他效益

（1）由于大量摻燒高揮發(fā)份的劣質(zhì)煤，安裝除雜物機(jī)既有效減少磨煤機(jī)的啟停次數(shù)，還可避免制粉系統(tǒng)爆炸，降低鍋爐受熱面汽溫變化幅度，防止鍋爐受熱面因應(yīng)力變化導(dǎo)致的漏泄，最終提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性。

（2）原煤中含有部分尺寸過(guò)大的煤塊、石頭、鐵塊等，容易造成給煤機(jī)堵塞，尤其當(dāng)給煤機(jī)被大塊鐵塊或有鋒利棱角的煤塊或石頭堵住時(shí)，極有可能造成給煤機(jī)皮帶被劃破，影響磨煤機(jī)出力，還對(duì)檢修工作造成極大的不利。

（3）原煤中的木頭、石頭等進(jìn)入磨煤機(jī)后占據(jù)磨內(nèi)空間，由于其質(zhì)量輕、強(qiáng)度小，不能進(jìn)行原煤的破碎和研磨，因而只是減小了磨煤機(jī)的出力，甚至有大塊鐵、石頭等卡在磨煤機(jī)絞龍?zhí)帲斐啥旅海g龍著火或者支撐桿斷裂的事故發(fā)生。

（4）分離器被雜草破布堵塞后造成磨內(nèi)憋壓，入爐煤粉嚴(yán)重變粗，引起送粉管堵塞、煤粉運(yùn)行下降等。粗細(xì)不一的煤粉進(jìn)入爐膛后由于著火時(shí)間不一致容易造成火焰閃爍，燃燒失穩(wěn)，同時(shí)過(guò)粗的煤粉難以燃盡，造成灰渣含碳量增加，鍋爐效率嚴(yán)重降低。

5 結(jié)束語(yǔ)

旋轉(zhuǎn)勾齒式除雜物機(jī)已在某電熱公司2×300 MW機(jī)組安裝投運(yùn)，事實(shí)證明：改造的目標(biāo)完全達(dá)到，機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性明顯提高，對(duì)實(shí)現(xiàn)公司節(jié)能降耗、挖潛增效的生產(chǎn)目標(biāo)拓展了思路，意義深遠(yuǎn)。

［1］ 周家啟，蔣錦峰，孫渝江，謝開(kāi)貴．電力可靠性基本名詞術(shù)語(yǔ)（中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）［S］．北京：中國(guó)電力出版社，2004．

［2］ 郭永基．電力系統(tǒng)可靠性分析［M］．北京：清華大學(xué)出版社，2003．

［3］ 馮俊凱．鍋爐原理及計(jì)算（第二版）［M］．北京：科學(xué)出版社，2005．