鍋爐給粉機下粉不暢原因分析及解決措施

崔海鵬

（安徽電力股份有限公司淮南田家庵發電廠，安徽 淮南 232007）

1 概述

田家庵發電廠#6爐由上海鍋爐廠制造，采用亞臨界壓力、一次中間再熱、控制循環汽包爐。制粉系統采用中間儲倉式、配四臺鋼球磨煤機、16臺給粉機、乏氣送粉。給粉機型號為YJGF-12型,自投入運行以來，一直存在由于給粉機下粉不暢引起的風粉混合濃度波動較大，爐膛火焰中心偏斜，爐膛負壓波動大，造成汽溫、汽壓控制困難、帶負荷能力降低，影響機組安全經濟運行。對此進行了深入調研，查閱了大量現場運行數據，分析了引起給粉機下粉不暢的多個具體原因，并提出了具體的解決措施。

2 下粉不暢原因分析

（1）煤粉溫度和細度影響。煤粉溫度和細度可影響煤粉的流動性。如果煤粉溫度低，煤粉水分相對會增加，煤粉流動性會降低，容易在給粉機入口處搭橋，造成煤粉下粉量減少。煤粉細度越小，則其吸附空氣的能力越強，煤粉就越疏松，故其流動性就越好。因此，選擇合適溫度的磨煤機出口風粉混合物以及煤粉細度，是保證給粉機下粉均勻的重要因素。

（2）粉倉嚴密性、粉倉粉位高低影響。當制粉系統停運后，如果粉倉嚴密性不好或者粉倉吸潮門不能關閉到位，濕度大的冷空氣就會漏入粉倉，使煤粉結塊從而流動性變差，從而影響下粉均勻性。粉倉內壁有磨損或金屬毛刺，會降低煤粉流動性，使得下粉均勻性變差。粉倉粉位過高時，煤粉在粉倉停留時間過長，煤粉顆粒之間的間隙就會變小，流動性會變差。粉位過低時，各給粉機上部煤粉量相差過大，在給粉機相同轉速下，會造成各給粉機下粉量偏差過大。

（3）給粉機結構不合理，造成下粉量少以及不均勻。田家庵發電廠#6爐給粉機上部體擋板，擋板采用內啟閉結構，擋板的移動通過轉動絲桿來實現，運行中擋板在全開位。內啟閉式擋板的優點是能防止運行中煤粉外漏而污染環境。但此類型擋板因A形分流罩結構造成下粉通流面積減小，且多次開關后，煤粉易進入絲桿，造成擋板不能全開，使得通流面積變得更小，從而使得下粉量變小。另外，#6爐給粉機供給葉輪為6個葉片，供給葉輪葉片偏少，造成葉輪旋轉起來后不能將煤粉均勻地落到葉輪殼底的落粉口，若煤粉濕度大結塊時，則更加明顯。

（4）給粉機電機轉速不能調節以及電機可靠性不高。田家庵發電廠#6爐給粉機電機型號Y112-2.2kw。主要存在以下問題：電機轉速不能調節，當負荷變化時，只能通過投停給粉機臺數控制給粉量，使得給粉量的均勻性滿足不了燃燒需要。投停給粉機時，如果操作過快，可能出現短時過量給粉或者給粉中斷，造成燃燒不穩。另外，電機啟動、停運次數頻繁，使得電機故障率增多。由于電機故障引起的給粉機跳閘后對燃燒擾動劇烈，如果多臺給粉機同時跳閘很有可能造成鍋爐熄火。

（5）煤粉混合器型式影響下粉均勻性。中間儲倉式制粉系統的煤粉混合器，是保證從給粉機落粉管落下的煤粉均勻連續地進入一次風管，避免煤粉堆集并且盡可能產生較小阻力。煤粉混合器構造相對簡單，但在鍋爐燃燒系統中起著咽喉作用，直接影響鍋爐燃燒質量。電廠鍋爐常用的煤粉混合器分單面收縮和引射式兩大類，田家庵電廠#6爐采用的煤粉混合器型號為D-LD2000-27007，φ530×10。雙托板單面收縮式。主要由彎管、方圓節、本體、隔板、舌板、方板所組成。煤粉經彎管、方圓節輸入隔板與本體收縮處的方板之間，與熱風混合后一起送入爐膛燃燒。該類型煤粉混合器正常運行時，下粉管到混合器入口會形成正壓，一次風在此處擾動很大，而且風壓越高風速越大，擾動就越大，就會產生正壓托粉現象。只有當煤粉重量大于一次風壓力時才能順利下落。混合器筒體內設有固定的上下兩塊隔板，所以不能隨著電廠燃用煤種煤質的變化而調節，所以出現煤粉下粉不均，導致鍋爐燃燒不穩。煤粉下落方向與風向成50°～70°夾角，大量工業實踐證明以及專家學者研究發現，此種結構會導致出粉脈動、下粉不均現象。以上證明此類型煤粉混合器結構存在不合理之處，需改進結構。

3 下粉不暢解決措施

（1）加強運行調整，保證磨煤機出口風粉混合物溫度、細度合適。在制粉系統不發生爆炸的前提下，盡量提高磨煤機出口溫度，經驗表明，可控制在80～90℃之間。根據煤粉品質，調整分離器折向門開度大小，保證煤粉品質合格。

（2）檢查制粉系統各部嚴密性，消除漏風現象。對防爆門、輸粉機、鎖氣器、木塊分離器、粉標鋼絲繩孔等部位認真檢查，及時封堵漏風部位，確保制粉系統嚴密性。制粉系統停運后，應及時關閉吸潮門，減少粉倉漏風。當發現吸潮門關閉不到位時，及時消缺。利用大小修對粉倉內壁檢查，發現磨損處及時消缺。及時清除粉倉內木塊等雜物，防止堵塞給粉機，造成不下粉。定期對粉倉降粉，防止局部煤粉受潮結塊。正常運行時，保持粉位在合理范圍內，停機3天以上時，應將粉倉燒空。

（3）利用#6爐檢修機會對給粉機進行改造，將內啟閉結構擋板改型為外置式擋板，增大下粉通流面積，使下粉量充足。將供給葉輪為6個葉片改為12個葉片，使葉輪旋轉起來能將煤粉更均勻的落到葉輪殼底的落粉口。

（4）利用#6爐檢修機會對給粉機電機變頻改造。通過運行實踐檢驗，變頻改造后，根據負荷變化，調節電機轉速，且速度變化率基本為線性，便于調節給粉量，使得給粉量更均勻，鍋爐燃燒更穩定。電機運行可靠性增加，給粉機跳閘現象大幅降低。給粉機故障率也大幅降低，堵轉現象只需按正、反轉按鈕即可消缺，大大減輕了人員勞動強度。

（5）針對雙托板單面收縮式煤粉混合器存在的正壓托粉問題，部分科研機構、供貨商進行了大量的研究工作。有的電廠如四川巴蜀江油發電公司、邯鄲熱電廠等單位進行了嘗試改造，取得了不錯的效果。目前電廠主要采用的有全負壓煤粉混合器和噴嘴式煤粉混合器，目的都是消除正壓托粉現象。經過調研下一步計劃將我廠#6爐目前的雙托板單面收縮式煤粉混合器改為全負壓煤粉混合器。全負壓煤粉混合器把雙層托板改成單托板，并且可在粉管與煤粉混合器聯接處后壁加一塊弧形鋼板插入混合器內部一定深度，使熱風對落粉管產生引流作用，可徹底消除托粉現象。同時減輕給粉機下部垂直管段到與一次風管連接處的磨損。

4 給粉機改造后效果

從電廠sis系統取出給粉機改造前后相同負荷下某一時間段連續100點的給粉機平均轉速等數據，運用過程能力指數算法計算給粉機改造前后區別。

（1）給粉機改造前數據如下表1所示。經軟件計算Cpk=0.33，按照Cpk相關評級標準Cpk＜0.67為D級，工序能力太差，應加強運行調整及設備改造。

表1 給粉機改造前平均轉速

（2）給粉機改造完成并加強運行調整后的數據如表2所示。經軟件計算Cpk=0.92，按照Cpk相關評級標準，0.67≤Cpk＜1.00為C級。改造后Cpk較改造前提高一個等級。下一步將煤粉混合器改造后，給粉將會更均勻，Cpk將會再提高等級。通過加強運行調整以及設備改造，給粉機下粉量充足且下粉均勻，使得爐膛燃燒更穩定、降低排煙溫度、減少減溫水用量，降低了供電煤耗。同時也減少了因燃燒不穩用油量。經濟效益良好。同時未燃盡粉塵和煙氣大大減少，節能減排，環保效果明顯，社會效益明顯。

表2 給粉機改造后平均轉速

［1］丁立新．電廠鍋爐原理［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］朱一飛，史平洋．鍋爐煤粉混合器的設計選型探討［J］．發電設備，2001，（6）：34-35.

［3］唐超．DD2704-01型煤粉混合器的改進［J］．江蘇電機工程，1996，15（4）：56-57.

［4］李成顯．過程能力與計數值過程能力指數計算［J］．國防技術基礎，2005，（7）：9-10.