燃煤電廠負(fù)壓輸渣系統(tǒng)常見故障及處理

陳榮軒，李曉輝

(三河發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 三河 065201 )

0 引言

負(fù)壓輸渣系統(tǒng)是1999年從某公司引進的某發(fā)電有限公司最早安裝使用的干式爐底渣輸送設(shè)備。本負(fù)壓輸渣系統(tǒng)不但可以清理爐底渣，還具有節(jié)水、渣塊回收利用效果好等優(yōu)點。同時，在實際運行過程中，也存在諸如鍋爐高負(fù)荷期間輸渣管線的頻繁堵管等異常故障現(xiàn)象。本文對負(fù)壓輸渣系統(tǒng)進行分析說明。

1 設(shè)備概況

某發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程安裝2臺日本350 MW凝汽式汽輪發(fā)電機組，#1、#2機組分別于1999年12月、2000年4月投產(chǎn)。某電廠二期工程擴建2×300 MW機組為熱電聯(lián)產(chǎn)工程，機組選型為國產(chǎn)抽汽供熱式機組。二期工程于2006年3月1日開工，兩臺機組分別于2007年8月及11月投產(chǎn)。鍋爐均采用亞臨界參數(shù)、四角切圓燃燒方式、自然循環(huán)汽包爐、單爐膛π型布置、燃用煙煤、一次再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)鍋爐。

1.1 輸渣設(shè)備概況

該發(fā)電公司一期工程兩臺鍋爐各配置一套意大利某公司設(shè)計制造的干式除渣系統(tǒng)，二期工程兩臺鍋爐各配置一套國產(chǎn)干式除渣系統(tǒng)。

四套干式除渣系統(tǒng)工作原理完全相同。鍋爐燃煤燃燒后的爐底渣，經(jīng)過液壓關(guān)斷門落至干式鋼帶機鋼帶上，經(jīng)干式鋼帶機將爐底渣輸送至一級碎渣機上口。在輸送過程中，從干式鋼帶機兩側(cè)小風(fēng)門進入的冷空氣保障爐底渣中未燃盡的可燃物充分燃盡并充分冷卻，將干式鋼帶機出口的爐渣溫度降低至200 ℃以內(nèi)。再經(jīng)過一級碎渣機粉碎到粒徑70 mm以內(nèi)的小塊渣粒后，落入中間小渣斗；中間小渣斗出口分別有兩個二級碎渣機(一運一備)將渣塊粉碎至粒徑25 mm以下，且溫度低于150 ℃的小顆粒渣粒；再由負(fù)壓風(fēng)機產(chǎn)生的負(fù)壓，經(jīng)輸渣管線輸送到大渣倉；為保障進入大渣倉時輸渣管線的密封良好，在大渣倉頂部設(shè)置了緩沖渣斗及兩側(cè)的落料閥門和乏氣閥門。另外，輸送渣塊的乏氣在進入渣倉前經(jīng)布袋過濾，再經(jīng)過另一極濾芯過濾后，經(jīng)過減溫器減溫，經(jīng)負(fù)壓風(fēng)機抽出排放至大氣。

1.2 燃煤概況

該發(fā)電有限公司鍋爐燃煤采用神華煤與準(zhǔn)格爾煤配比燃燒。由于神華煤存在揮發(fā)分高的特性，因此對鍋爐結(jié)焦特性具有一定的影響，尤其是在鍋爐連續(xù)高負(fù)荷后降低負(fù)荷的過程中及水冷壁吹灰后會造成掉焦現(xiàn)象，會對負(fù)壓輸渣系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響。

2 負(fù)壓輸渣系統(tǒng)的常見故障現(xiàn)象及原因分析

負(fù)壓輸渣系統(tǒng)運行中常見故障有如下幾種：輸渣管線堵管；輸渣管線不輸渣(空管)時壓力低；輸渣管線不輸渣(空管)時壓力高；一、二碎牙板磨損；渣管線泄漏；輸渣管線空氣端冒煙；負(fù)壓風(fēng)機出力下降等。其中輸渣管線堵管是最主要的故障，尤其在冬季供熱和夏季迎峰期間，會發(fā)生連續(xù)堵管，造成設(shè)備檢修、維護人員疲于奔命，給人力、物力造成很大損失。

經(jīng)過長期的運行觀察，負(fù)壓輸渣系統(tǒng)設(shè)備異常主要分為兩類原因：一類為爐渣方面的原因，主要原因為配煤或者鍋爐燃燒等原因造成的爐底渣異常，此種情況往往同時伴隨著輸渣設(shè)備的異常；另一類為輸渣設(shè)備原因，由于碎渣機牙板間隙大、輸渣管線漏點多等一些設(shè)備異常不能及時進行修復(fù)進而產(chǎn)生了諸如負(fù)壓風(fēng)機出力低等衍生的問題[1]，進而造成輸渣難度進一步加大，導(dǎo)致輸渣系統(tǒng)設(shè)備問題復(fù)雜化。兩類原因的具體分析如下。

2.1 渣方面原因

渣異常主要體現(xiàn)在細渣、紅渣、硬渣、大渣，產(chǎn)生的原因與配煤及鍋爐燃燒等因素有關(guān)，具體現(xiàn)象及造成的后果如下：

1)細渣 渣呈面狀，從二碎進入渣管線后，負(fù)壓增加較快。

2)大渣 渣管線中渣塊較大，造成二碎下料閥卡澀、輸渣困難、堵管等；水冷壁吹灰或者大幅度變負(fù)荷時一碎上口容易落大渣塊。

3)紅渣 不及時輸送時易造成渣塊粘連、搭橋，分離器渣斗底部蓬渣時容易造成布袋燙壞。

4)硬渣 渣塊硬度大時造成二級碎渣機卡跳。

2.2 輸渣設(shè)備異常方面的原因

輸渣設(shè)備異常運行的原因主要包括直接原因和衍生問題原因等兩類。

直接原因是由于輸渣系統(tǒng)設(shè)備的運行磨損直接造成的設(shè)備異常，例如一二碎的牙板間隙大、輸渣管線泄漏、負(fù)壓風(fēng)機入口安全門不動作等，是由于長期運行造成的設(shè)備磨損或者設(shè)備的固有問題[2]。

衍生問題原因就是在輸渣設(shè)備未達到正常的使用周期情況時，由于某些輸渣設(shè)備存在異常情況造成另外的輸渣設(shè)備運行條件變差而衍生出來的設(shè)備問題。衍生問題產(chǎn)生后，造成輸渣管線異常運行增多，輸渣問題更加復(fù)雜化，造成難以判斷輸渣系統(tǒng)異常的真正原因。輸渣設(shè)備異常運行的原因具體包含以下幾類。

1)一級碎渣機 牙板間隙大，碎渣能力差，會造成中間渣斗蓬渣，二級碎渣機運行異常。尤其是鍋爐連續(xù)大負(fù)荷時，渣量多，且渣塊大時，問題會更突出。

2)二級碎渣機 二級碎渣機可靠運行的前提是一級碎渣機可靠運行。如果一級碎渣機牙板間隙大，導(dǎo)致二級碎渣機入口渣塊大，就會造成如下問題：運行中容易卡跳；出口渣塊大；下料閥容易卡渣后造成漏渣堵管。

3)輸渣管線堵渣 從渣塊形態(tài)看有兩種情況的堵渣：一種是渣塊大，甚至在輸渣管道內(nèi)有長度超過100 mm的渣塊，造成堵管，原因是由于一、二碎的碎渣能力不足造成的；另一種是渣呈面狀，如果同時發(fā)生二碎下料閥卡澀，負(fù)壓設(shè)置偏高等情況時，大量渣面進入輸渣管線造成堵管，此時主要原因是輸渣管線漏點多或者負(fù)壓風(fēng)機出力不足等情況。

從輸渣管路方面看，管路泄漏點較多，貼補膠皮及焊點多。漏點多易造成輸渣空管壓力低，渣塊輸送能力下降，造成堵渣[3]。輸渣管路焊點多時，由于管路內(nèi)部不光滑，容易造成輸渣時局部空氣渦流，同樣造成堵渣。針對輸渣空管壓力降低，以前的做法為用膠皮封堵了部分輸渣管線堵頭，此種做法雖然空管壓力增加較多，但是實際輸渣壓力增加不多，對輸渣的幫助意義不大。

4)分離器渣斗落渣口蓬渣 由于二碎出口渣塊較大，造成分離器渣斗落渣口處容易蓬渣，若同時伴隨有紅渣或者溫度高的渣塊時，則會造成布袋燙漏。此種原因本質(zhì)上是由于一、二碎碎渣效果差的衍生問題。

5)分離器布袋漏 由于分離器渣斗的存渣量增加至埋住布袋，或者分離器的分離效果差，同時有紅渣的存在，造成分離器布袋燙漏，會給其它設(shè)備造成惡劣影響。此種原因本質(zhì)上同樣是由于一、二碎碎渣效果差的衍生問題。

6)上下卸渣閥的異常 由于渣塊大，造成閥門卡澀、門芯磨損現(xiàn)象較多，造成漏風(fēng)，影響到輸渣的空管壓力下降，容易造成堵渣。此種原因本質(zhì)上同樣是由于一、二碎碎渣效果差的衍生問題。

7)過濾濾芯堵 由于布袋的漏點多，過濾濾芯容易堵塞，造成空管壓力高，實際輸渣壓力下降，容易造成堵管。此種原因本質(zhì)上同樣是一、二碎碎渣效果差的衍生問題。

8)換熱器漏 從三級濾芯漏過的塵及小渣粒對換熱器的受熱面磨損，造成泄漏。此種原因本質(zhì)上同樣是由于一、二碎碎渣效果差的衍生問題。

9)負(fù)壓風(fēng)機入口安全門異常 達到保護定值時不啟動，不能起到保護設(shè)備的作用，造成了負(fù)壓風(fēng)機出力下降。

10)負(fù)壓風(fēng)機出力下降 由于頻繁堵渣，入口壓力頻繁較高，且安全門不能起到保護作用，加之由于漏過的塵及小渣粒對負(fù)壓風(fēng)機葉片的磨損，造成負(fù)壓風(fēng)機出力能力逐漸下降。此種原因本質(zhì)上是由于頻繁堵渣和負(fù)壓風(fēng)機入口安全門不能可靠動作的衍生問題。

11)輸渣空管端口冒煙 由于塵和小渣粒經(jīng)過負(fù)壓風(fēng)機后從輸渣空管端口噴出而冒煙，以前的臨時做法是在端口前加裝濾網(wǎng)，更降低了負(fù)壓風(fēng)機的出力。此種原因本質(zhì)上是由于一、二碎碎渣效果差的衍生問題。

12)渣倉給料機、雙軸攪拌機振動大，甚至造成給料機外殼、底座震碎，主要原因還是渣塊體積大，超過給料機等設(shè)備的工作能力。此種原因本質(zhì)上是由于一、二碎碎渣效果差的衍生問題。

3 主要處理措施

3.1 重視解決輸渣系統(tǒng)的直接問題

3.1.1 檢修期間

按照設(shè)備檢修周期維護輸渣系統(tǒng)設(shè)備，避免輸渣設(shè)備過勞；尤其是一碎牙板必須要及時更換，確保一碎在運行期間可靠運行。

3.1.2 運行期間

1)確保二碎的牙板在間隙大時可以及時更換；

2)制定輸渣管線漏點、補焊點的換管標(biāo)準(zhǔn)[4]，可以及時更換漏點多和補焊點多的輸渣管線；

3)負(fù)壓風(fēng)機入口安全門必須能在達到保護定值時可靠動作。

3.2 盡量避免輸渣系統(tǒng)的衍生問題

設(shè)備異常進行處理的同時必須要分析原因，必須要及時處理消除導(dǎo)致設(shè)備異常的原因，盡量避免產(chǎn)生衍生問題。

3.3 運行中隨時處理異常問題

在日常運行中出現(xiàn)硬渣、大渣等情況時，會加劇一二碎、輸渣管線、輸渣管線閥門門芯的磨損，加速設(shè)備老化；紅渣會燙漏或者降低布袋壽命。因此，針對運行中異常渣的情況需要提請鍋爐燃燒、燃煤配比等上游專業(yè)進行分析并改進[5]。

3.4 實例分析

以2020年6月27日，3A輸渣管線堵管為例，進行實例分析：

輸渣管線堵管時輸渣壓力為-46 KPa，或甚至達不到負(fù)壓風(fēng)機入口安全門動作壓力(-46 KPa)，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)該輸渣管線漏點較多，造成負(fù)壓泄露，且外部焊點、貼補膠皮較多，均存在漏風(fēng)問題，管線已經(jīng)不能滿足輸渣需要。

由于輸渣管線貼補較多，容易在輸渣管線內(nèi)形成空氣渦流，輸渣時渣塊流通不順暢，在負(fù)壓偏低時就容易造成堵管。

該輸渣管線采用31負(fù)壓風(fēng)機時空管時壓力-13.3 KPa，采用32負(fù)壓風(fēng)機時空管壓力大約-9 KPa，判斷為32負(fù)壓風(fēng)機出力低。

由于一、二碎牙板均磨損嚴(yán)重，輸渣管線中渣塊粒徑明顯超過25 mm，重量過大，造成輸送困難。

另外，由于32負(fù)壓風(fēng)機出力低故而長期使用31負(fù)壓風(fēng)機會存在設(shè)備風(fēng)險。

4 結(jié)論

負(fù)壓輸渣系統(tǒng)設(shè)備簡單，節(jié)水、節(jié)能的優(yōu)點明顯，但是對于設(shè)備的一、二碎牙板磨損、渣管線泄漏等設(shè)備異常需要及時進行處理，否則會引起其它衍生問題，造成設(shè)備異常的復(fù)雜化。