劉冬明（天津大唐國際盤山發(fā)電有限責(zé)任公司，　天津`301900）

大容量燃煤鍋爐中速磨煤機炭精環(huán)損壞分析及措施

劉冬明
（天津大唐國際盤山發(fā)電有限責(zé)任公司，天津`301900）

分析某發(fā)電公司一起中速輥式磨煤機炭精環(huán)損壞異常原因，制定了針對性較強的防范措施，有效避免同類型異常的發(fā)生。

磨煤機；石子煤；炭精環(huán)；配煤；運行管理

發(fā)電企業(yè)中，制粉系統(tǒng)屬于十分龐大且重要的輔機設(shè)備，因此制粉系統(tǒng)的可靠備用對整個鍋爐系統(tǒng)甚至整個機組運行安全有重要影響。對于目前普遍采用直吹式制粉系統(tǒng)的大容量調(diào)峰機組而言，制粉系統(tǒng)能否可靠備用將直接影響機組的調(diào)峰能力和安全經(jīng)濟運行。以下對某發(fā)電公司MPS中速輥式磨煤機炭精環(huán)損壞的異常進(jìn)行分析。

一、主設(shè)備簡介

某發(fā)電公司600MW機組的鍋爐主設(shè)備選用哈爾濱鍋爐廠的國產(chǎn)設(shè)備，為亞臨界壓力、一次中間再熱、固態(tài)排渣、單爐膛、Π型布置、全鋼構(gòu)架懸吊結(jié)構(gòu)、半露天布置、控制循環(huán)汽包爐，型號為HG-2023/17.6-YM4。每臺鍋爐配有6套制粉系統(tǒng)，BMCR（鍋爐連續(xù)滿負(fù)荷）工況5套運行1套備用。制粉系統(tǒng)設(shè)計為正壓直吹式，其中磨煤機選用的是北京電力設(shè)備總廠生產(chǎn)的ZGM—123型MPS（中速輥式）磨煤機。磨煤機主要參數(shù)見表1。

表1　MPS中速輥式磨主要參數(shù)

二、MPS中速輥式磨煤機介紹

MPS型中速磨煤機磨煤機屬于外加力型輥盤式磨煤機。電動機通過主減速機驅(qū)動磨盤旋轉(zhuǎn)，磨盤的轉(zhuǎn)動帶動3個磨輥（120°均布）自轉(zhuǎn)。原煤通過進(jìn)煤管落入磨盤，在離心力的作用下沿徑向向磨盤周邊運動，均勻進(jìn)入磨盤輥道，在磨輥與磨盤瓦之間進(jìn)行碾磨，磨煤機主要結(jié)構(gòu)和制粉流程如圖1所示。整個碾磨系統(tǒng)封閉在中架體內(nèi)。碾磨壓力通過磨輥上部的加載架及3個拉桿傳至磨煤機基礎(chǔ)，磨煤機殼體不承受碾磨力。碾磨壓力由液壓系統(tǒng)提供，可根據(jù)煤種進(jìn)行調(diào)整。碾磨壓力及碾磨件的自重全部作用于減速機上，由減速機傳至基礎(chǔ)。3個磨輥均分布于磨盤輥道上，并鉸固在加載架上。加載架與磨輥支架通過滾柱可沿徑向作傾斜12～15°擺動，以適應(yīng)物料層厚度的變化及磨輥與磨盤瓦磨損時所帶來的角度變化。

磨煤機用于正壓和微正壓系統(tǒng)的下架體密封環(huán)按炭精石墨環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計，炭精石墨環(huán)設(shè)計的結(jié)構(gòu)原理如下：炭精密封環(huán)安裝在磨煤機下架體密封殼體的環(huán)形槽中，功能是將磨煤機內(nèi)部帶有動壓的含煤粉塵熱風(fēng)與外界大氣隔絕。炭精密封環(huán)的內(nèi)圓柱面與磨煤機磨盤座的圓柱密封面緊密接觸。整體下架體密封環(huán)有上密封環(huán)和下密封環(huán)，上密封環(huán)為縫隙式密封環(huán)，下密封環(huán)為炭精密封環(huán)，上下密封環(huán)之間充滿密封風(fēng)，上密封環(huán)的縫隙使密封風(fēng)外溢到磨煤機內(nèi)，下密封環(huán)與磨盤座之間保證氣密性。下密封環(huán)為兩圈，每圈分為若干段。磨煤機運行時密封環(huán)靜止，磨盤座轉(zhuǎn)動。密封環(huán)磨損后，由彈簧箍緊密封環(huán)以補償磨損量。

三、異常發(fā)生過程

某年9月16日13∶40，機組負(fù)荷580MW，6臺磨運行，總煤量280t/h，A、F磨為低硫煤，煤量58t/h，B、C、D、E磨為高硫煤，石子煤量大，水力沖洗系統(tǒng)無法將石子煤沖走，需要人工掏石子。其中D磨石子煤情況嚴(yán)重：煤量42t/h時電流最高67A，降煤量至35t/h左右，磨電流61A左右，煤量電流曲線如圖2所示。

此時D磨掏出的石子煤為灰白色的小顆粒狀。

停D磨人工徹底清理石子煤，15∶23人工清理完畢啟D磨運行，石子煤量仍較大，持續(xù)人工清理。20∶03停運D磨通知檢修檢查，16日4號爐全天石子煤量98t，D磨居多。

9月17日17∶29，聯(lián)系檢修試運D磨（D磨檢修票已押回），就地發(fā)現(xiàn)磨盤甩煤渣嚴(yán)重，DCS畫面上D磨一次風(fēng)與密封風(fēng)差壓為0（密封風(fēng)壓力只有10kPa），檢修確認(rèn)炭精環(huán)損壞，停D磨。

四、炭精環(huán)損壞的原因分析

1.直接原因

近期來煤中含石塊較多的劣質(zhì)煤較多，按規(guī)定該劣質(zhì)煤和高硫煤一起存放。磨煤機研磨劣質(zhì)高硫煤運行期間，石子煤排放量大，水力沖洗無法清除系統(tǒng)中石子煤，必須關(guān)閉磨煤機排渣門進(jìn)行人工清理。人工清理期間，在關(guān)閉液壓排渣門后，磨內(nèi)持續(xù)排出的大量石子煤全部積聚在磨盤內(nèi)，隨著人工清理的臺次數(shù)增多，人工清理速度延緩，加大了磨煤機內(nèi)石子煤的存量，對磨煤機炭精環(huán)造成嚴(yán)重的磨損。

圖1　中速輥式磨煤機主要結(jié)構(gòu)及制粉流程圖

圖2　D磨煤機煤量電流曲線

2.設(shè)備原因

（1）D磨運行時間均已達(dá)到7000h以上，接近大修周期。

（2）由于來煤煤質(zhì)變差，可磨系數(shù)減小，磨煤機研磨部件磨損快速加劇，9月12日、10月21日檢查相繼發(fā)現(xiàn)3臺磨煤機磨輥均接近磨透；磨損嚴(yán)重的磨煤機石子煤量將進(jìn)一步增大。

（3）磨煤機水力沖石子煤系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)、容量無法滿足目前石子煤排放量大的工作要求。

（4）石子煤排渣箱容積過小且下半部分位于地面及人孔門以下，嚴(yán)重影響人工清理石子煤的速度。

3.管理原因

（1）近期含煤矸石、石塊較多的劣質(zhì)煤入廠量增加且集中到廠，這是磨煤機石子煤排放量大幅增加的根本原因。

（2）劣質(zhì)煤按高硫煤對待，發(fā)電部按硫分配煤方案有時造成磨損嚴(yán)重的磨煤機上高硫煤，加劇石子煤排放量。

（3）運行值長、機組長對人工掏石子煤工作的安排、人員調(diào)度、工作監(jiān)督存在不到位情況。

（4）運行值長沒有正確處理好搶發(fā)電量和設(shè)備安全的關(guān)系，沒有及時停運石子煤堵煤嚴(yán)重的磨煤機，造成炭精環(huán)損壞。

（5）發(fā)電部專業(yè)管理、同信公司對石子煤量大幅增加引發(fā)設(shè)備損壞的后果重視不夠。

（6）為避免壓車，新入廠煤種或劣質(zhì)煤直接入爐，造成石子煤排放情況失控。

（7）同信公司人工掏石子煤人員配置無法滿足多臺磨石子煤量排放大的工況要求，人工掏石子煤期間導(dǎo)致排渣門關(guān)閉時間較長。

（8）檢修單位對磨煤機磨損情況和大修周期關(guān)系調(diào)整不及時，出現(xiàn)磨輥磨透現(xiàn)象，磨輥嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致石子煤排放量進(jìn)一步增加。

五、問題及措施

1.問題

（1）來煤質(zhì)量嚴(yán)重下降，劣質(zhì)煤中三塊含量增加。

（2）發(fā)電部運行管理及同信公司石子煤管理不到位。

（3）運行人員對可能出現(xiàn)的設(shè)備損壞異常重視不夠。

（4）設(shè)備檢修管理、定期檢查、劣化分析不到位。

2.措施

（1）燃料部要調(diào)整來煤的煤種，高低硫煤均勻搭配來車。杜絕集中來低硫或高硫煤，降低煤場倒燒難度。

（2）發(fā)電部加強入爐煤摻配管理。不能僅從硫分角度考慮摻配煤種和比例，必須考慮含石塊較多的劣質(zhì)煤對磨煤機的影響。如果入爐高硫煤中包含劣質(zhì)煤，入爐煤摻燒方式必須進(jìn)行調(diào)整，每臺爐只配一臺磨燒高硫煤。

（3）調(diào)配人力保證及時清理石子煤。班長根據(jù)上一班上煤情況，如上的是煤矸石較多的煤種，按上煤結(jié)束時間6～8h后準(zhǔn)備人力清理石子煤。

（4）降低石子煤排渣箱高料位報警值，縮短水沖洗間隔，充分利用水力沖石子煤系統(tǒng)，減少人工清理次數(shù)。

（5）運行中磨煤機石子煤量增大時，應(yīng)及時采取減煤加風(fēng)措施，嚴(yán)密監(jiān)視磨煤機電流、密封風(fēng)一次風(fēng)差壓等參數(shù)，加強就地檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報值長。

（6）因人工清理掏磨需要關(guān)閉排渣門嚴(yán)禁超過1h。超過規(guī)定時間或高料位頻繁報警時按照下述原則處理，防止磨炭精環(huán)磨壞：①有備用磨煤機時，進(jìn)行磨煤機倒換，不能影響負(fù)荷；②無備用磨煤機時，請示領(lǐng)導(dǎo)降負(fù)荷停運磨煤機；③多臺磨煤機石子煤量大時，據(jù)上述原則按照嚴(yán)重程度依次倒換或停運，有可能影響到燃燒穩(wěn)定甚至滅火時，必須再次請示領(lǐng)導(dǎo)。

（7）對主力磨石子煤排放系統(tǒng)改造，縮短人工清理時間。

改造方法：①排渣管及排渣箱進(jìn)行擴容，抬高排渣箱底部高度；②石子煤排渣箱改為移動抽屜式，配備備用石子煤斗。石子煤排渣箱內(nèi)裝一個可以移動的煤斗。石子煤斗發(fā)料位后，關(guān)閉液壓排渣門，打開固定在移動箱子上方的噴林水進(jìn)行降塵降溫，然后打開人孔門，把裝滿石子煤斗拉出來，同時把準(zhǔn)備好的備用煤斗推進(jìn)就位后，關(guān)閉人孔門，打開液壓排渣門，減少石子煤在磨盤內(nèi)停留時間。

（8）檢修部門調(diào)整并縮短磨煤機檢修周期，對主力磨磨損情況進(jìn)行定期檢查，將設(shè)備實際健康狀況、檢修情況與發(fā)電部交流溝通，便于及時調(diào)整運行方式。

［1］邢希東.ZGM-123型中速直吹式磨煤機進(jìn)水事故分析和預(yù)防［J］.中國電力，2008，（05）∶23-27.

［2］邢希東.直吹式制粉系統(tǒng)給煤機自燃原因分析及措施［J］.中國電力，2012，（05）：73-76.

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