邱建華

摘 要：華能井岡山電廠II期#3、#4機(jī)組投產(chǎn)至今已連續(xù)運(yùn)行3年多，由于燃用煤種與設(shè)計(jì)煤種存在較大差異，導(dǎo)致鍋爐在運(yùn)行期間出現(xiàn)了不少問(wèn)題，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為了能更有效地對(duì)機(jī)組進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，筆者結(jié)合#4機(jī)組的長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)磨煤機(jī)正常運(yùn)行中碰到的常見問(wèn)題及其危害、表現(xiàn)和原因進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，并提出了相應(yīng)的解決措施，以保持機(jī)組相關(guān)參數(shù)在正常范圍內(nèi)，從而確保機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：中速磨；發(fā)電廠；燃用煤種；斷煤

中圖分類號(hào)：TK223.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.118

華能井岡山電廠二期工程為2臺(tái)超超臨界660 MW機(jī)組，鍋爐為由東方鍋爐股份有限公司與日本日立-巴布科克公司（BHK）合作設(shè)計(jì)的前后墻對(duì)沖燃燒超超臨界本生型直流鍋爐。設(shè)計(jì)煤種采用40%豐城煤礦與60%斐溝煤礦的混煤，校核煤種為I豐城煤礦、II淮南謝橋礦煤。制粉系統(tǒng)為冷一次風(fēng)機(jī)的正壓直吹系統(tǒng)，并采用了6臺(tái)MPS型中速磨煤機(jī)和6臺(tái)CS2024型給煤機(jī)。正常運(yùn)行時(shí)5臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。

近年來(lái)，隨著煤炭?jī)r(jià)格的上升，電廠為取得經(jīng)濟(jì)效益，開始燃用價(jià)格便宜的煤種。其中，印尼煤、豐城煤為常態(tài)燃用煤種。由于這些煤種工業(yè)分析成分與設(shè)計(jì)煤種的成分相差很大，存在熱值低、揮發(fā)份高、含水量大和灰分大等特點(diǎn)，導(dǎo)致#4爐在正常運(yùn)行中的調(diào)節(jié)、控制嚴(yán)重偏離了原始設(shè)計(jì)，進(jìn)而影響了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1 斷煤

1.1 斷煤的過(guò)程和危害

II期煤斗受到設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、燃煤的物理特性和運(yùn)行方式等因素的影響，煤斗內(nèi)壁出現(xiàn)非常嚴(yán)重的黏煤現(xiàn)象，導(dǎo)致煤斗的實(shí)際容積下降，造成燃運(yùn)上煤頻繁和煤斗空倉(cāng)、斷煤的現(xiàn)象，已嚴(yán)重影響到機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.2 原因分析

斷煤的具體原因有以下4點(diǎn)：①由于原煤倉(cāng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、燃煤的物理特性等因素，導(dǎo)致煤倉(cāng)內(nèi)壁的貼壁現(xiàn)象非常嚴(yán)重；②煤種堆積雜物，比如稻草、石塊和脫落的煤倉(cāng)襯板；③由于原煤倉(cāng)較長(zhǎng)時(shí)間未使用，導(dǎo)致原煤中的水分向下滲透，進(jìn)而造成煤倉(cāng)下部結(jié)塊；④在給煤機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、煤量正常的情況下，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)實(shí)煤未下落到磨煤機(jī)的現(xiàn)象，進(jìn)而造成磨煤機(jī)出口溫度急劇上升。

1.3 解決措施

解決措施分為以下4點(diǎn)：①#3、#4爐給煤機(jī)入口落煤管在運(yùn)行過(guò)程中多次發(fā)生堵煤。因此，將2臺(tái)爐原給煤機(jī)入口落煤管取消，連接了不銹鋼方圓節(jié)、原煤倉(cāng)與給煤機(jī)入口，并配置了手動(dòng)插板。②由于在煤斗外部采取了多種形式的敲煤（包括加裝振動(dòng)器）方式均沒有起到很好的效果，導(dǎo)致原煤越積越多。因此，在投產(chǎn)初期設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，組織工作人員進(jìn)入原煤倉(cāng)內(nèi)部進(jìn)行了人工清理。③負(fù)荷因素可能導(dǎo)致磨煤機(jī)長(zhǎng)期無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題，因此，部門制定了定期降煤位制度。④監(jiān)盤時(shí)，更加注重煤量、負(fù)荷和各制粉系統(tǒng)的參數(shù)變化。

2 振動(dòng)

2.1 振動(dòng)的過(guò)程和危害

MPS磨煤機(jī)的煤種適應(yīng)性較強(qiáng)，在磨制不同可磨性系數(shù)的煤種時(shí)，應(yīng)使用不同的加載力。當(dāng)磨制易磨的煤種（比如宋寨、貴州煤等）時(shí)，如果仍使用廠家設(shè)定的加載力，則會(huì)導(dǎo)致磨煤機(jī)研磨出力大于對(duì)應(yīng)的給煤量，使磨煤機(jī)磨盤與磨盤直接接觸，造成振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)，進(jìn)而直接導(dǎo)致設(shè)備損壞。

2.2 防止磨煤機(jī)振動(dòng)的措施

第一步，設(shè)置液壓加載曲線為4～11 MPa，反作用曲線為3～2 MPa，具體曲線如圖1所示。

根據(jù)煤種的類型和磨煤機(jī)振動(dòng)的幅度，運(yùn)行人員直接在磨煤機(jī)DCS控制畫面中修改了加載力曲線的上限值（P2），修正了加載曲線的斜率（P1），降低了加載力隨煤量上升的斜率和加載油壓速率。在磨煤機(jī)畫面中的偏置設(shè)定塊中設(shè)定了加載力上限值，原油壓偏置設(shè)定作用取消。

第二步，給煤機(jī)斷煤報(bào)警流量由15 t/h修改為17 t/h；斷煤后延時(shí)60 s不來(lái)煤；提磨輥熱工邏輯的延時(shí)修改為40 s（暫定）。

第三步，停爐臨修時(shí)，對(duì)#4爐增加了磨煤機(jī)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)和石子煤料位高報(bào)警信號(hào)。

3 堵煤

采用AGC方式時(shí)，如果機(jī)組指令快速上升，磨煤機(jī)的煤量瞬時(shí)加大，則可能會(huì)造成磨煤機(jī)出現(xiàn)堵煤的現(xiàn)象。

3.1 堵煤的過(guò)程和危害

采用AGC方式時(shí)，如果負(fù)荷增加，則將增加給煤機(jī)的煤量，磨煤機(jī)出口溫度下降。此時(shí)，磨煤機(jī)冷、熱風(fēng)門會(huì)開始參與調(diào)節(jié)，比如冷風(fēng)門關(guān)小，以維持磨煤機(jī)出口的溫度。而冷風(fēng)門關(guān)小會(huì)使一次風(fēng)量降低，進(jìn)而使熱風(fēng)門自動(dòng)開大。當(dāng)磨煤機(jī)熱風(fēng)門逐漸開足時(shí)，冷風(fēng)門逐漸關(guān)小至0位，而煤量仍在提高時(shí)，證明磨煤機(jī)一次風(fēng)量已無(wú)法滿足煤量的要求，進(jìn)而出現(xiàn)磨煤機(jī)堵煤現(xiàn)象。此時(shí)，磨煤機(jī)進(jìn)口的一次風(fēng)量減少、一次風(fēng)溫上升，出口溫度下降，磨煤機(jī)磨碗差壓增大，出口風(fēng)壓降低，進(jìn)而使磨煤機(jī)的電流增大。當(dāng)磨煤機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重堵煤時(shí)，其電流將持續(xù)下降，燃燒開始不穩(wěn)定。

當(dāng)磨煤機(jī)堵煤時(shí)，實(shí)際進(jìn)入爐內(nèi)的煤量少于給煤機(jī)的煤量，進(jìn)而造成鍋爐熱負(fù)荷、主汽壓下降，同時(shí)，由于直流爐給水量會(huì)按一定比例跟蹤煤量，當(dāng)實(shí)際進(jìn)入爐內(nèi)的煤量與按磨煤機(jī)煤量進(jìn)行調(diào)節(jié)的給水量嚴(yán)重不匹配時(shí)，各受熱面的汽溫會(huì)整體下降；當(dāng)磨煤機(jī)嚴(yán)重堵煤時(shí)，會(huì)出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定的現(xiàn)象，如果不及時(shí)處理，則會(huì)造成爐膛熄火、汽溫突降，主汽壓力、主汽溫度突升或大幅波動(dòng)的后果，進(jìn)而嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全運(yùn)行。

3.2 原因分析

#4爐磨煤機(jī)常出現(xiàn)堵煤的原因有以下4點(diǎn)：①在AGC方式下，如果負(fù)荷增加，則會(huì)增加煤量，磨煤機(jī)出口溫度開始下降。磨煤機(jī)的給煤量增加后，電流會(huì)緩慢上升，進(jìn)出口差壓逐漸增大、偏離正常值（差壓超過(guò)5.5 kPa）；磨煤機(jī)出口一次風(fēng)壓逐漸降低（正常值為1.8～2.6 kPa），磨煤機(jī)出口一次風(fēng)速逐漸下降至≤24 m/s。當(dāng)上述情況發(fā)生后，磨煤機(jī)便會(huì)發(fā)生堵磨現(xiàn)象，可通過(guò)減少給煤量或增加加載力的方法處理。②提高了磨煤機(jī)分離器的轉(zhuǎn)速。我廠為了降低爐飛灰的含碳量，在各磨煤機(jī)分離器轉(zhuǎn)速不影響鍋爐燃燒的情況下，均維持在85 RPM以上，這樣當(dāng)AGC指令負(fù)荷大幅度提升時(shí)，會(huì)增大煤量。此時(shí)，如果仍保持分離器的轉(zhuǎn)速，則極易形成堵磨。③入爐煤種較濕。當(dāng)煤質(zhì)較濕時(shí)，磨煤機(jī)的風(fēng)干燥、輸送能力會(huì)在短時(shí)間內(nèi)大大將低，這是因?yàn)樵哼M(jìn)入磨煤機(jī)后干燥的時(shí)間較長(zhǎng)，即使磨煤機(jī)入口的風(fēng)溫很高（300 ℃），磨煤機(jī)出口混合物的溫度也無(wú)法達(dá)到設(shè)定值（60 ℃）。當(dāng)磨煤機(jī)的風(fēng)干燥、輸送能力下降時(shí)，如果AGC指令快速加負(fù)荷，給煤機(jī)會(huì)快速加入大量的煤，最終導(dǎo)致磨煤機(jī)堵煤。④引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)。我廠引風(fēng)機(jī)采用了變頻調(diào)節(jié)后，降低了引風(fēng)機(jī)的電耗，但變頻調(diào)節(jié)存在調(diào)節(jié)反應(yīng)速率較慢的特點(diǎn)。這造成在AGC指令快速增加負(fù)荷時(shí)，煤量會(huì)大幅度增加，進(jìn)而使磨煤機(jī)冷熱風(fēng)門參與調(diào)節(jié)，磨煤機(jī)所有一次風(fēng)量增加，一次風(fēng)母管的壓力下降。為了維持一次風(fēng)母管的壓力，要提高一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以滿足一次風(fēng)壓的設(shè)定要求。當(dāng)一次風(fēng)母管的壓力仍沒有達(dá)到設(shè)定值時(shí)，如果繼續(xù)增加煤量，則會(huì)導(dǎo)致一次風(fēng)母管的壓力在短時(shí)間內(nèi)低于設(shè)定值，低于設(shè)定值的程度與負(fù)荷增長(zhǎng)的速率有關(guān)。這是因?yàn)樽冾l器的響應(yīng)速度緩慢，導(dǎo)致一次風(fēng)壓降低，磨煤機(jī)內(nèi)一次風(fēng)干燥、輸送煤粉的能力下降，嚴(yán)重情況下，會(huì)造成堵磨。

3.3 解決措施

在正常運(yùn)行中，常采取以下6種措施確保磨煤機(jī)不堵煤，從而防止參數(shù)大幅波動(dòng)：①合理配煤。根據(jù)場(chǎng)地存煤情況、天氣情況和負(fù)荷預(yù)發(fā)情況，合理搭配了各煤倉(cāng)煤種。運(yùn)行中，了解了各煤倉(cāng)煤種的情況，做到心中有數(shù)。②制粉系統(tǒng)啟動(dòng)的過(guò)程中，運(yùn)行人員根據(jù)上倉(cāng)煤種修改了液壓加載力的上限值，磨輥加載采用了變加載的方式。布煤方式恢復(fù)到原方式布煤（煤量為20～25 t/h）、待磨輥?zhàn)詣?dòng)下降。此外，還在磨煤機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，根據(jù)參數(shù)變化修改了加載力值，以防止堵磨。③加強(qiáng)了對(duì)磨煤機(jī)參數(shù)的監(jiān)視，可在磨煤機(jī)出現(xiàn)堵煤趨勢(shì)時(shí)及時(shí)調(diào)整。④在磨煤機(jī)發(fā)生堵煤時(shí)，將機(jī)組的控制方式切至了手動(dòng)方式，磨煤機(jī)煤量、一次風(fēng)量切至了手動(dòng)控制，逐臺(tái)對(duì)磨煤機(jī)進(jìn)行了減煤吹掃。同時(shí)，調(diào)節(jié)了給水量和減溫水量，避免了磨煤機(jī)被吹通后引起的負(fù)荷急劇升高、主汽壓力和主汽溫突升的現(xiàn)象。⑤在磨煤機(jī)運(yùn)行中，安排了工作人員就地監(jiān)管并隨時(shí)保持通訊，可及時(shí)匯報(bào)磨煤機(jī)振動(dòng)的情況，并根據(jù)石子煤排放情況增加了排放次數(shù)。啟停次數(shù)較多的磨煤機(jī)或斷煤后提輥次數(shù)較多的磨煤機(jī)的石子煤會(huì)增多，因此，開始注意清理石子煤的工作。⑥目前，對(duì)II期制粉系統(tǒng)邏輯進(jìn)行了修改，熱風(fēng)調(diào)門自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，增加了偏置。熱風(fēng)門開度主調(diào)信號(hào)為煤量，并與煤量基本成正比例關(guān)系，輔以磨出口風(fēng)速修正，改變偏置值的目的為直接改變熱風(fēng)門的開度。

4 結(jié)束語(yǔ)

在機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中，磨煤機(jī)常出現(xiàn)一系列的問(wèn)題。因此，必須分析這些常見問(wèn)題，并提出有針對(duì)性的整改措施，這有利于集控人員加強(qiáng)監(jiān)視和調(diào)整參數(shù)，從而保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，且對(duì)相同機(jī)組的運(yùn)行有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1]葉江明.電廠鍋爐原理及設(shè)備[M].第二版.北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[2]黃新元.電站鍋爐燃燒與調(diào)整[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.

〔編輯：張思楠〕