0、前言
    隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)投建的電站中300 MW、600MW等大型機(jī)組數(shù)量越來(lái)越多，現(xiàn)役及新建的300 MW以上鍋爐機(jī)組中，中速磨正壓直吹式制粉系統(tǒng)因具有啟動(dòng)迅速、調(diào)節(jié)靈活、阻力小、單位磨煤金屬磨耗小、結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、單位電耗低、爆炸危險(xiǎn)性小和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，已得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，中速磨煤機(jī)存在磨煤機(jī)著火、磨煤振動(dòng)大、石子煤多、刮板斷裂、磨煤機(jī)出力不足、煤粉細(xì)度不合格、磨煤機(jī)煤粉分配和流速均勻性不良等問(wèn)題，尤其是石子煤排量問(wèn)題越來(lái)越突出。另一方面排出的石子煤過(guò)多會(huì)導(dǎo)致將石子煤中夾帶的煤粉顆粒過(guò)多，磨煤機(jī)出力降低，經(jīng)濟(jì)性變差；一方面排出的石子煤量過(guò)少將使碾磨負(fù)荷過(guò)大，煤中灰分增高影響煤粉燃燒，更嚴(yán)重的是造成較嚴(yán)重的磨損，引起磨煤機(jī)異常震動(dòng)，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
    本文結(jié)合華北地區(qū)某600 MW鍋爐機(jī)組中速磨石子煤排量異常的現(xiàn)象，分析了石子煤排放異常的原因，總結(jié)了電廠運(yùn)行調(diào)整和中速磨風(fēng)環(huán)改造的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)今后電廠的運(yùn)行和磨煤機(jī)改造都有實(shí)際的指導(dǎo)意義。
1、設(shè)備概述
    某廠3號(hào)爐為某鍋爐公司按照從美國(guó)引進(jìn)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的600MW壓臨界，一次中間再熱，控制循環(huán)汽包爐，型號(hào)HG-2023/17.6一YM4，單爐膛，n型布置，全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)，半緊身封閉。采用三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，平衡通風(fēng)，擺動(dòng)式燃燒器，四角切圓燃燒。鍋爐設(shè)計(jì)煤種為準(zhǔn)格爾煤。制粉系統(tǒng)為中速磨直吹式系統(tǒng)，配備6臺(tái)良鄉(xiāng)電力設(shè)備總廠生產(chǎn)的ZGM123(MPS)磨煤機(jī)，6臺(tái)電子稱重式給煤機(jī)，BMCR工況下5臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。每臺(tái)爐配2臺(tái)沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的前彎葉片離心式一次風(fēng)機(jī)，2臺(tái)離心式密封風(fēng)機(jī)，l臺(tái)運(yùn)行l(wèi)臺(tái)備用。
2、石子煤排放異�，F(xiàn)象
    該廠3、4號(hào)爐中速磨全部為固定風(fēng)環(huán)，一般每臺(tái)爐每天排出400—2 000 kg左右的石子煤。2004年底，3號(hào)爐B、C、D磨逐漸改造為活動(dòng)風(fēng)環(huán)，投產(chǎn)后，發(fā)現(xiàn)3號(hào)爐基本無(wú)石子煤排出，且在常用的單臺(tái)磨50 t／h出力的工況下，對(duì)應(yīng)位置磨的電流比4號(hào)爐的磨大10A，燃料相同的4號(hào)爐一般每天有400～2000 kg左右的石子煤排出，經(jīng)過(guò)運(yùn)行調(diào)整，3號(hào)爐仍無(wú)法排出石子煤。這種情況持續(xù)了半年時(shí)間后，3號(hào)爐各磨煤機(jī)又開始往外排放石子煤，且排放量從很少逐漸發(fā)展到正常，并且超過(guò)4號(hào)爐的排放量，期間歷時(shí)兩個(gè)多月。又過(guò)了約1個(gè)月，運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的B磨石子煤排量出現(xiàn)異常增大，每天排出的石子煤量達(dá)到10 t左右，此后，C、D磨也陸續(xù)出現(xiàn)了石子煤量激增的情況。經(jīng)檢測(cè)石子煤中含有大量塊狀煤和煤粉。
3、原因分析
    中速磨煤機(jī)運(yùn)行中，石子煤是通過(guò)風(fēng)環(huán)自上而下落至石子煤收集箱，而一次風(fēng)通過(guò)風(fēng)環(huán)由下至上進(jìn)入研磨區(qū)，在風(fēng)環(huán)喉口處流向相反的熱風(fēng)與石子煤進(jìn)行激烈的碰撞，把大量的密度較小的煤托住或吹起，并把細(xì)煤粉分離吹起，通過(guò)分離器進(jìn)入煤粉管道。由此可見，磨煤機(jī)風(fēng)環(huán)處風(fēng)速是磨煤機(jī)石子煤分選水平的關(guān)鍵參數(shù)，如果風(fēng)環(huán)風(fēng)速過(guò)小，就會(huì)有大量的原煤從風(fēng)環(huán)處同石子煤一同排出，反之則石子煤被留在磨煤機(jī)內(nèi)，同原煤一起磨成煤粉，進(jìn)入鍋爐。
    通過(guò)上面分析可以看出，磨煤機(jī)改造后石子煤無(wú)法排出的根本原因應(yīng)當(dāng)是風(fēng)環(huán)處風(fēng)速過(guò)大。導(dǎo)致風(fēng)環(huán)風(fēng)速過(guò)大的因素可以來(lái)自2個(gè)方面：進(jìn)風(fēng)量過(guò)大或風(fēng)環(huán)通流面積過(guò)小。為了找出哪一個(gè)因素是引起石子煤排量異常的主要因素，進(jìn)行了降低一次風(fēng)量的運(yùn)行調(diào)整，但效果很不理想。石子煤排量激增后有了停磨榆修的機(jī)會(huì)，對(duì)磨煤機(jī)風(fēng)環(huán)面積進(jìn)行核算后，確定面積過(guò)小是石子煤排量變化的根本原因。
4、運(yùn)行調(diào)整
4.1 -次風(fēng)量標(biāo)定
    一次風(fēng)負(fù)責(zé)磨煤機(jī)煤粉的輸運(yùn)及鍋爐著火2項(xiàng)任務(wù)，運(yùn)行人員是按DCS上顯示的一次風(fēng)量進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整的，如果一次風(fēng)量顯示值有偏差，就會(huì)造成一次風(fēng)速偏差，特別是DCS顯示大，實(shí)際風(fēng)量小的時(shí)候，降一次風(fēng)量很容易使粉管內(nèi)的一次風(fēng)速小于18 m/s的限制，而產(chǎn)生積粉，反之，則容易產(chǎn)生一次風(fēng)量看似控制正常，實(shí)際控制偏大的現(xiàn)象。
    在降一次風(fēng)量運(yùn)行調(diào)整前，先進(jìn)行了一次風(fēng)量熱態(tài)的測(cè)量與標(biāo)定試驗(yàn)，即在出粉管上用標(biāo)定過(guò)的BS-I型測(cè)速管進(jìn)行一次風(fēng)量測(cè)量，與DCS顯示風(fēng)量進(jìn)行對(duì)比。表l顯示了該電廠作為3、4號(hào)爐2臺(tái)磨煤機(jī)一次風(fēng)量的標(biāo)定結(jié)果，由此可見，兩磨煤機(jī)DCS顯示風(fēng)量都比實(shí)際的一次風(fēng)量偏大一些，且規(guī)律基本一致，其實(shí)際風(fēng)環(huán)風(fēng)速應(yīng)當(dāng)偏低一些，應(yīng)當(dāng)更有利于石子煤的分離。
    對(duì)于3號(hào)爐B磨來(lái)說(shuō)，標(biāo)定結(jié)果排除了由于一次風(fēng)顯示值小，實(shí)際值偏大造成風(fēng)速偏大而使石子煤無(wú)法排出的因素�？紤]到熱態(tài)試驗(yàn)測(cè)量的準(zhǔn)確性，可以認(rèn)為DCS顯示一次風(fēng)量數(shù)據(jù)基本可信，降一次風(fēng)量試驗(yàn)時(shí)，必須保證有一定的裕量。
4.2 3號(hào)爐運(yùn)行調(diào)整
    經(jīng)過(guò)一次風(fēng)量熱態(tài)標(biāo)定，確認(rèn)一次風(fēng)量基本可信并排除了一次風(fēng)量由于顯示問(wèn)題虛大的情況下，針對(duì)3號(hào)爐B磨進(jìn)行了降一次風(fēng)量的試驗(yàn)：在允許的調(diào)整范圍內(nèi)，采用逐漸降低風(fēng)煤比，并降低磨出口溫度的方法，來(lái)減少人口風(fēng)溫，以減少風(fēng)環(huán)風(fēng)速。共進(jìn)行了4種工況下的調(diào)整，調(diào)整結(jié)果如表l所示。
    4個(gè)丁況下各運(yùn)行了15 h，都沒(méi)有石子煤產(chǎn)生，結(jié)果表明：運(yùn)行風(fēng)量過(guò)大不是導(dǎo)致風(fēng)環(huán)風(fēng)速過(guò)高的主要因素。煤量一定的情況下，風(fēng)煤比降低必須會(huì)導(dǎo)致入口風(fēng)溫的提高，導(dǎo)致入口風(fēng)比容增加，對(duì)風(fēng)速有反向補(bǔ)償作用。同時(shí)入爐煤的外水分大小也會(huì)影響一次風(fēng)量，進(jìn)而影響到風(fēng)環(huán)的風(fēng)速�？紤]到一次風(fēng)量顯示值實(shí)際上比實(shí)際一次風(fēng)量小，進(jìn)一步降低人口風(fēng)溫和入口風(fēng)量，將會(huì)導(dǎo)致磨煤機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行在低風(fēng)煤比的情況下，并給煤粉輸運(yùn)帶來(lái)不安全的因素，并影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。因此，試驗(yàn)沒(méi)有進(jìn)一步進(jìn)行，等待有停磨時(shí)進(jìn)行檢查風(fēng)環(huán)通流面積。
5、停磨檢查處理
    最先出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題的B磨停磨后進(jìn)行了內(nèi)部檢查。發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)簡(jiǎn)體和防磨板有較嚴(yán)重的磨損，防磨板已經(jīng)被磨穿，簡(jiǎn)體呈現(xiàn)出很深的犁削條痕，主要位于磨煤機(jī)噴嘴環(huán)上方外側(cè)部位，應(yīng)該為質(zhì)地堅(jiān)硬的石子煤對(duì)簡(jiǎn)體切削形成的。但是噴嘴環(huán)還保持非常嶄新的狀態(tài)，沒(méi)有什么磨損的痕跡。
    從庫(kù)存的備品對(duì)比2臺(tái)磨的情況也發(fā)現(xiàn)，活動(dòng)風(fēng)環(huán)的噴口數(shù)量與原來(lái)風(fēng)環(huán)的一樣，但是每個(gè)風(fēng)環(huán)噴口的大小明顯變小了。考察磨風(fēng)環(huán)改造前后的圖紙發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)改造后的的風(fēng)環(huán)設(shè)計(jì)通流面積與改造前的風(fēng)環(huán)通流面積相比，由原來(lái)的0.627632 m2減少到改造后的0. 507 259 mz。這樣就使改造后的風(fēng)環(huán)風(fēng)速提高約1. 237 3倍。本次磨調(diào)整試驗(yàn)的各個(gè)工況改前后的風(fēng)環(huán)風(fēng)速如圖3中所示數(shù)。
    圖3可以看出，改造后的風(fēng)環(huán)風(fēng)速大大增加了，且對(duì)一次風(fēng)環(huán)風(fēng)速增加的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于風(fēng)煤比的對(duì)一次風(fēng)量對(duì)風(fēng)環(huán)風(fēng)速的影響。證實(shí)了風(fēng)環(huán)面積減少是引起磨煤機(jī)風(fēng)環(huán)風(fēng)速變化的主要原因。
6、磨簡(jiǎn)體磨穿與石子煤量排放量激增的原因
    風(fēng)環(huán)風(fēng)速過(guò)高，導(dǎo)致石子煤無(wú)法通過(guò)風(fēng)環(huán)落入煤斗里，同時(shí)由于石子煤比重相對(duì)于煤粉大得多，所以也不能被一次風(fēng)帶走（只有當(dāng)被磨得粒徑較小才可以），由于離心力作用，會(huì)把石子煤甩到風(fēng)環(huán)上部、磨輥外部的空間。由于石子煤硬度和密度都較大，研磨起來(lái)要比磨制煤粉電耗大的多，造成電流偏大，同時(shí)石子煤研磨的速度很慢，會(huì)導(dǎo)致這一部位石子煤有“聚積”效應(yīng)，對(duì)簡(jiǎn)體和護(hù)板產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，最終將磨筒體磨穿。
    在磨筒體沒(méi)有嚴(yán)重磨損前，石子煤根本無(wú)法從風(fēng)環(huán)處滑下，因而對(duì)風(fēng)環(huán)沒(méi)有磨損。當(dāng)磨煤機(jī)筒體嚴(yán)重磨損后，筒體與風(fēng)環(huán)的間隙變大，形成一次風(fēng)短路，通過(guò)風(fēng)環(huán)的風(fēng)量大大減少，就會(huì)使石子煤排量逐漸趨于正常。但此時(shí)，簡(jiǎn)體已經(jīng)很薄，因此，嚴(yán)重磨損的面積會(huì)迅速加大，最后導(dǎo)致使石子煤激增。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
7、處理方法
    電廠檢修人員對(duì)筒體和防磨板進(jìn)行修補(bǔ)和更換后，繼續(xù)投入使用后，又發(fā)生石子煤排出量為零、電流增加的現(xiàn)象，但4個(gè)月后再次出現(xiàn)石子煤排放從無(wú)到有，最后激增的情況，后在磨大修時(shí)重新更換了噴嘴環(huán)，增大了風(fēng)環(huán)通流面積，石子煤排放量及磨煤機(jī)運(yùn)行恢復(fù)正常。
8、結(jié)束語(yǔ)
    國(guó)內(nèi)發(fā)電廠使用磨煤機(jī)資料中，國(guó)產(chǎn)磨煤機(jī)約占40%，另外的60%中有一半是在引進(jìn)國(guó)外機(jī)組時(shí)配套引進(jìn)的，一半是從外國(guó)公司單獨(dú)引進(jìn)的。綜合看來(lái)．現(xiàn)有的磨煤機(jī)不管進(jìn)口的還是國(guó)產(chǎn)的都是以國(guó)外的技術(shù)為基礎(chǔ)制造的。由于火電廠實(shí)際煤種絕大多數(shù)都與其設(shè)計(jì)煤種不符，煤種混雜，煤質(zhì)差異大，再加上實(shí)際用煤時(shí)，有些電廠還摻燒各類洗中煤和煤矸石等劣質(zhì)燃料，更增大了煤質(zhì)的變化幅度，這樣就造成了風(fēng)環(huán)設(shè)計(jì)與實(shí)際煤種的適應(yīng)性較差。因此，國(guó)內(nèi)大多電廠或多或少都存在石子煤排放量異常的問(wèn)題。