雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)分離器堵塞原因分析

尹君，李建星，顏艷華，尹民權(quán)

(華電國際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273522)

0 引言

華電國際鄒縣發(fā)電廠2×1 000 MW機(jī)組#7鍋爐于2006年12月4日正式投產(chǎn)，#8鍋爐于2007年7月5日投產(chǎn)。3030 t/h超超臨界壓力鍋爐是由東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司與日本巴布科克－日立公司及東方－日立鍋爐有限公司合作設(shè)計(jì)、聯(lián)合制造的。每臺鍋爐配套安裝6臺沈陽重型機(jī)械有限責(zé)任公司制造的BBD4360型雙進(jìn)雙出鋼球式磨煤機(jī)，在磨煤機(jī)的兩端各設(shè)計(jì)安裝有1臺外置式雙錐體結(jié)構(gòu)的重力離心式煤粉分離器。該分離器內(nèi)襯附有耐磨材料，分離器的作用是將離開磨煤機(jī)筒體的一次風(fēng)和煤粉混合物中的粗煤粉分離下來，只有合格的細(xì)煤粉才能送至燃燒器［1］。

1 存在的問題

1.1 磨煤機(jī)分離器堵塞及出口粉管異音

1.1.1 分離器堵塞的影響

該分離器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，故阻力也較大。沿該分離器內(nèi)環(huán)方向布置32片折向擋板，由于其結(jié)構(gòu)及煤質(zhì)因素，自投產(chǎn)以來，#7，#8鍋爐磨煤機(jī)的分離器時(shí)常出現(xiàn)分離器出口一次風(fēng)管道異音、分離器折向擋板堵塞等現(xiàn)象。2008年5—10月，#7，#8鍋爐清理分離器就多達(dá)117次，為了清理分離器時(shí)常被迫切換、啟/停磨煤機(jī)，不但降低了設(shè)備的可靠性，增加了廠用電，嚴(yán)重時(shí)還影響機(jī)組的發(fā)電量。每次清理分離器大多安排在夜間進(jìn)行，清理時(shí)間短則3 h，長則1個(gè)夜班，由于清理分離器時(shí)鍋爐仍在運(yùn)行中，而人員必須進(jìn)入分離器內(nèi)部工作，對人員的生命安全也構(gòu)成了一定威脅。

1.1.2 分離器堵塞頻繁

從分離器堵塞、異音情況來分析，主要是分離器內(nèi)部堵塞，造成回粉不暢或不回粉，致使煤粉氣流分布不均，氣流偏向堵塞較輕或沒有堵塞的一側(cè)，產(chǎn)生局部流速過高，裹挾著較大的煤粉顆粒離開分離器，異音是較大顆粒撞擊一次風(fēng)管道內(nèi)壁產(chǎn)生的。上述情況一年比一年嚴(yán)重，到了2010年就更加頻繁了(如圖1所示)，不但堵塞頻繁，而且清理出的雜物也在增多。從以往每天夜間2臺鍋爐清理2臺磨煤機(jī)的分離器，發(fā)展到現(xiàn)在2臺鍋爐1個(gè)夜班要清理4臺磨煤機(jī)的分離器。原來1臺磨煤機(jī)兩端分離器清理1次，一般可清理出雜物1袋(編織袋)，發(fā)展到現(xiàn)在1次能清理出雜物4袋(編織袋)。不但分離器內(nèi)清理出的雜物量在增多，清理次數(shù)也在不斷增加，間隔時(shí)間也在縮短。2010年7月6日，#8鍋爐E磨煤機(jī)分離器第1天清理出雜物約3袋(編織袋)，第2天#8鍋爐E磨煤機(jī)分離器中又清理出雜物4袋(編織袋)。

圖1 2010年4月 #7，#8鍋爐磨煤機(jī)分離器清理次數(shù)

1.1.3 鎖氣器及內(nèi)椎體堵塞頻率升高

2010年4月僅1個(gè)月，#7，#8鍋爐就清理分離器77次(如圖1所示)，而5，6月基本上也維持這種狀態(tài)。下半年在此基礎(chǔ)上有所升高，在清理分離器的過程中發(fā)現(xiàn)，鎖氣器及內(nèi)椎體的堵塞等故障率也明顯升高。從圖1可以看出，#7鍋爐在31次分離器清理中，發(fā)現(xiàn)鎖氣器及內(nèi)椎體堵塞15次，E，F(xiàn)磨煤機(jī)占5次。#8鍋爐清理46次，其中鎖氣器及內(nèi)椎體堵塞的就有16次，較前些年明顯升高。

1.2 分離器堵塞部位

一般分離器內(nèi)部有3處明顯的堵塞(如圖2所示)，分別位于折向調(diào)節(jié)擋板處、內(nèi)椎體回粉擋板處和回粉管鎖氣器處。從堵塞物質(zhì)來看，多是軟性物質(zhì)(如圖3所示)，從磨煤機(jī)分離器清理出樹枝、塑料袋(布)、破布、草袋(繩)、紙漿板及碎膠皮等雜物。

1.3 采取管理人員跟班

針對磨煤機(jī)分離器清理后效果不佳的現(xiàn)狀，生產(chǎn)技術(shù)部有關(guān)人員要求鍋爐診斷組派人全過程監(jiān)督指導(dǎo)。在2010年以前，生產(chǎn)技術(shù)部診斷人員跟班監(jiān)督，主要是監(jiān)督分離器擋板雜物清理的干凈狀況和回粉口處是否堵塞及清理狀況。進(jìn)入2010年以來，根據(jù)設(shè)備的健康狀況，在進(jìn)行以上督察的同時(shí)，強(qiáng)化了對分離器內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化與磨損的檢查。先后發(fā)現(xiàn)分離器出口集流器及入口分流錐磨穿(掉)，分離器入口粉管與回粉管處磨穿，還發(fā)現(xiàn)鎖氣器重錘丟失、分離器調(diào)節(jié)擋板角度紊亂以及磨損等(如圖4～圖6所示)。

2 堵塞原因及危害

2.1 原煤中夾雜著大量雜物

圖4 分離器折向調(diào)節(jié)擋板磨損情況

磨煤機(jī)出口粉管異音的原因是多方面的:鎖氣器卡澀不靈活、內(nèi)錐體等部件磨穿都可能產(chǎn)生異音;不僅雜物堵塞會產(chǎn)生異音，原煤中夾雜的雜物、垃圾也會引起異音。入場煤中夾雜有大量雜物，對于入爐煤中黑類物質(zhì)，一般要經(jīng)過滾(振)動篩到碎煤機(jī)中，將原煤中的“三塊”進(jìn)行處理，就是將金屬物質(zhì)由磁鐵分離器收集;其他黃類物質(zhì)(如線繩類、編制類、枝棒類)在原煤的夾帶中經(jīng)過輸煤系統(tǒng)進(jìn)入原煤倉，黃類物質(zhì)是磨煤機(jī)分離器堵塞的主要物質(zhì)。

2.2 分離器內(nèi)部吹損的影響

該分離器的工作原理是:當(dāng)煤粉隨著一次風(fēng)進(jìn)入分離器內(nèi)部時(shí)，煤粉被分離器內(nèi)錐體下部的分流錐分流，進(jìn)入內(nèi)、外錐體之間的空間繼續(xù)向上運(yùn)動。在這一過程中，又有一部分細(xì)度不夠的煤粉被淘汰，從分離器下部的回粉管返回磨煤機(jī)內(nèi)部重新磨制，此過程稱為煤粉進(jìn)入分離器的一次(重力式)分離。在2010年對各分離器的檢查中，發(fā)現(xiàn)多臺分離器內(nèi)椎體下部的分流錐磨穿，磨損嚴(yán)重的已磨掉絕大部分(如圖5、圖6所示)，檢查中還發(fā)現(xiàn)，分離器的出口集流器也明顯多處磨穿，加之分離器入口等處磨穿，導(dǎo)致氣流偏轉(zhuǎn)，影響了一次分離效果，增加了較大顆粒的攜帶。尤其是入口分流錐被磨掉，當(dāng)一次風(fēng)煤粉氣流進(jìn)入分離器后，不但得不到理想的分流，還將分離器分離下來的粗大顆粒又吹上去了。這就是后來才發(fā)現(xiàn)分離器清理得比較干凈，基本上沒有多少雜物懸掛，可是分離器出口的異音仍然存在的一個(gè)主要原因。

2.3 混料箱干燥風(fēng)的影響

(1)鑒于該種磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，特別是采用了原煤提前預(yù)混的理念，在干燥混合器內(nèi)提前引入熱風(fēng)，導(dǎo)致系統(tǒng)布置上的改變，所以，會帶來運(yùn)行工況變化。正是由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化，加劇了氣流短路導(dǎo)致系統(tǒng)風(fēng)壓波動，以致出現(xiàn)鎖氣器回粉擋板損壞，磨穿了分離器入口粉管(如圖2所示)。

(2)回粉管的上端接于分離器下端，下端連接到中空軸端部的原煤落料管，返回的煤粉由回粉管的下端與從給煤機(jī)下落的原煤混合后，經(jīng)絞龍進(jìn)入磨煤機(jī)筒體而重新磨制［2］。由于分離器內(nèi)部鎖氣器堵塞或氣流短路，鎖氣器下端中空軸端部的原煤落料管腔室壓力不但高于磨煤機(jī)出口，還遠(yuǎn)高于分離器內(nèi)部，尤其是在分離器入口管磨穿時(shí)，在氣流的沖刷下，不但降低了分離效率，還增加了大顆粒的攜帶。

(3)從清理出的雜物來看，許多雜物都未經(jīng)過磨煤機(jī)內(nèi)研磨，不排除雜物從給煤機(jī)下落后還未進(jìn)入磨煤機(jī)就被從混料箱來的氣流吹進(jìn)分離器了。

2.4 分離器內(nèi)各擋板的影響

分離器內(nèi)部的折向擋板作用:一是使煤粉通過后形成旋流，使煤粉以離心的原理在內(nèi)錐體中進(jìn)行二次分離;二是通過調(diào)節(jié)折向擋板的開度可以調(diào)節(jié)煤粉細(xì)度。作者經(jīng)過長時(shí)間的觀察，發(fā)現(xiàn)該分離器的32個(gè)折向擋板之間距離較小，容易積掛雜物，運(yùn)行一段時(shí)間后，加之人員清理分離器的影響，就出現(xiàn)擋板角度飄逸、內(nèi)外角度不一致、折向擋板磨損嚴(yán)重(如圖4所示)的狀況。另外，內(nèi)椎體下端的回粉擋板磨損卡澀會加重大顆粒的攜帶。

2.5 磨煤機(jī)絞龍結(jié)構(gòu)的影響

對比同樣采用正壓制粉，均選用三期工程雙進(jìn)雙出球磨機(jī)的制粉系統(tǒng)，磨制同樣的煤種，基本上不存在分離器堵塞現(xiàn)象。因?yàn)槎氯碾s物多為可燃物，由于三期工程D－10－D型磨煤機(jī)與分離器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分離器不存在堵塞的現(xiàn)象，實(shí)際上三期工程磨煤機(jī)中的雜物經(jīng)過磨煤機(jī)內(nèi)研磨后直接進(jìn)入爐膛內(nèi)燃燒掉。加上其磨煤機(jī)絞龍的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)有獨(dú)到之處，其絞龍進(jìn)風(fēng)口的端面板處設(shè)計(jì)有4路干擾風(fēng)，即在絞龍的端面板上開有4個(gè)半月孔(如圖6所示)，在運(yùn)行中，可從4個(gè)半月孔中通過部分干擾風(fēng)，在絞龍的混料口處產(chǎn)生氣流擾動。通過圖7、圖8可以看出，在四期工程中，由某公司制造的BBD4360磨煤機(jī)的絞龍與FWEC制造的D－10－D型磨煤機(jī)絞龍存在著明顯的差別，在四期工程中，磨煤機(jī)絞龍的端部隔離板上可試驗(yàn)改進(jìn)一下，避免雜物下落后直接進(jìn)入分離器的入口管。也可在磨煤機(jī)絞龍中心筒入口的十字樞軸端加裝拆卸式過濾網(wǎng)。

2.6 分離器改造的影響

(1)由于分離器軸向擋板處堵塞嚴(yán)重，對#7鍋爐E，F(xiàn)磨煤機(jī)的分離器進(jìn)行了改造，將分離器內(nèi)錐上部的軸向可調(diào)擋板改為徑向布置，分離效果不如軸向布置，加之又去掉了內(nèi)錐體中進(jìn)行的二次分離，其分離效率將大打折扣。去掉了下部內(nèi)椎體及回粉擋板，改為撞擊式，緩解了該處堵塞，但是雜物向上延伸，堵塞在擋板處，雖然該折向擋板由軸向布置改為水平布置，效果仍不理想。從#7鍋爐F磨煤機(jī)分離器改造后來看，2010年4月，#7鍋爐F磨煤機(jī)分離器與#8鍋爐F磨煤機(jī)分離器堵塞情況對比，堵塞次數(shù)相同;#7鍋爐F磨煤機(jī)分離器清理5次，有2次回粉管堵塞，其他的均屬于分離器堵塞;而#8鍋爐F磨煤機(jī)的分離器清理5次，只有1次回粉管堵塞，其他的均屬于分離器堵塞。

(2)由于改進(jìn)型分離器的設(shè)計(jì)仍采用的是負(fù)壓制粉的理念，回粉管上采用了一道鎖氣器，其重錘翻板式鎖氣器制作工藝粗糙，運(yùn)行不長時(shí)間后，鎖氣器的重錘就丟失了，長時(shí)間沒有恢復(fù)，在鍋爐診斷人員下發(fā)工單后才恢復(fù)其重錘。對于分離器的改造而言，由于回粉管直徑偏小，只安裝了一道鎖氣器，在回粉過程中，由于鎖氣器下方的風(fēng)壓高于上方，會將鎖氣器翻版壓回去，不但起不到鎖氣器的作用，還會導(dǎo)致較大雜物卡在鎖氣器處。分離器折向擋板內(nèi)清理出的雜物數(shù)量雖然減少了，但是回粉管堵塞的概率卻升高了。

3 治理建議

(1)解決分離器堵塞問題應(yīng)超前治理，層層把關(guān)，從源頭抓起，抓入場煤的質(zhì)量來確保入爐煤的質(zhì)量?？山梃b兄弟單位的經(jīng)驗(yàn)，在斗輪機(jī)的斗輪上加裝箅子。首先篩選出“三塊”，防止大塊雜物進(jìn)入輸煤系統(tǒng)。也可將進(jìn)入原煤倉的雜物進(jìn)行分離，在原煤倉入口的皮帶落煤管上加裝箅子，攔截有可能進(jìn)入原煤倉的纖維和織物等。有的電廠在煤場的輸煤皮帶系統(tǒng)上加裝取雜物的機(jī)器，效果亦比較明顯。

(2)在四期工程中，在磨煤機(jī)分離器結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀下，可在分離器擋板上面多下些工夫:減少擋板數(shù)量，采取加寬剩余擋板寬度的方式彌補(bǔ)分離效果［2］?？蓪F(xiàn)有擋板改為可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)類型，定期或不定期地自動轉(zhuǎn)動擋板，使氣流將懸掛在擋板處的雜物吹走。

4 結(jié)論

在強(qiáng)化入爐煤品質(zhì)的同時(shí)，要加強(qiáng)對磨煤機(jī)分離器的維護(hù)［3］。改變內(nèi)漏不算漏的觀念，提升消缺質(zhì)量，及時(shí)消除分離器內(nèi)部的漏點(diǎn)，杜絕氣流短路。在進(jìn)行分離器改造時(shí)，要認(rèn)真、全面地調(diào)研，選用2道鎖氣器的回粉系統(tǒng)，以確保分離器的分離效率，應(yīng)確立以疏導(dǎo)防堵替代堵塞清理的新理念。

［1］尹君，任尚坤，袁鶴.超超臨界機(jī)組鍋爐島節(jié)能效果分析［J］.華電技術(shù)，2009，31(1):23 －27.

［2］馬波，李潤平，胡曉輝.雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)分離器改造及運(yùn)行特性分析［J］.華電技術(shù)，2008，30(3):37－39.

［3］尹君，尹民權(quán).單進(jìn)單出鋼球磨煤機(jī)漏粉原因分析［J］.華電技術(shù)，2010，32(3):31 －35.