【深度讨论】直吹式制粉系统煤粉管道堵塞原因分析
(京能集团山西漳山发电有限责任公司 山西长治 046021)
摘要:随着电力供应燃煤成本的增加，电厂掺烧非设计煤种的情况越来越普遍，特别是掺烧水分大，热值低的泥煤，造成输煤系统、制粉系统堵塞的现象也越来越多，本文重点分析直吹式制粉系统煤粉管道堵塞原因及处理方法，以保障设备安全经济运行。
关键词:中泥煤;掺烧;磨煤机;煤粉管道
漳山公司二期工程安装2台上海锅炉厂制造的SG2059/17.5-M910型亚临界参数∏型汽包炉，采用控制循环、一次中间再热、单炉膛、燃烧器摆动调温、四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、半紧身封闭布置的、燃煤锅炉。设计煤种为晋东南贫煤。锅炉的制粉系统采用ZGM113N型中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统。每台锅炉配备6台中速磨煤机。国内大部分电厂为降低成本，混掺设计以外的煤种，特别是掺烧中泥煤，易造成给煤机断煤、给煤机落煤口堵煤、煤粉管道堵塞问题，影响机组安全经济运行。
ZGM113N型中速磨煤主要由下部磨煤机的机体和上部煤粉分离器两部分组成。磨煤机的机体部件主要有传动装置、磨碗、风环、磨辊和落煤管等。煤粉分离器的部件主要有分离器外壳、内锥体、折向门和出粉管阀门等。煤粉的分离分为三个阶段。由于应用了安装在分离器上的固定空气折向器，第一级分离正好在磨碗水平面上发生。在此，最重的煤粒直接返回磨碗进一步辗磨成更小的颗粒。而较轻的颗粒被气流携带至分离器顶盖进行第二次分离，此处弯曲的可调叶片使风粉混合物产生旋风运动导致重颗粒失去动量而从气流中脱离出来返回磨碗重新辗磨，这就是煤粉的第二级分离。较细的煤粉气流通过称为文丘里套管的垂直插管进一步进行分离，达到所要求的的煤粉细度。在分离器叶片和文丘里套管里分离出来的较重煤粒经过内锥体返回到磨碗的辗磨区域。该厂掺烧中泥煤后，出现了煤粉管道堵塞现象。
1、 事故案例
该厂43磨煤机出口分离器温度低，运行几天后，监盘人员发现，磨煤机2号角风速降低，同时出口温度不正常升高50℃，负荷下降，判断为2号角煤粉管道堵塞。停运磨煤机，进行吹扫，效果不佳。关闭该磨煤机其余各角出口挡板，重新进行2号角吹扫，出口温度逐渐下降，风速回升。吹扫过程中，负荷、负压、水位、汽温波动较大。
通过运行观察，43磨煤机堵塞的煤粉管道只有2号角，其余三角未出现堵塞现象。煤粉管道堵塞前，出现磨煤机分离器温度降低现象。分析近期43磨煤机煤粉细度，R90在12~18%之间，满足设计要求。2号角管道疏通，重新启动磨煤机，出力增加，磨煤机风量降低。
2 、 煤粉管道堵塞原因分析
1)、出现煤粉管道堵塞问题时，磨煤机掺烧煤种为中泥煤，中泥煤水分大，煤质全水分13%。
如表1所示，且煤种含有粘度高的泥土，属于洗中泥煤。易板结，在输煤系统、原煤仓、给煤机等处频繁出现堵塞现象。原设计煤种为贫煤，制粉系统干燥出力小。掺烧中泥煤后，磨煤机出口分离器温度降低，煤粉湿度增加。停运磨煤机后，对磨煤机内部进行检查，发现磨煤机内椎体煤粉堵塞严重，煤粉将内椎体通道基本完全堵死。分析原因为，磨煤机出口分离器温度降低后，煤粉在分离器叶片和文丘里套管里分离过程中，由于水分大，不易分离，分离出来的较重煤粒增多，内椎体回粉增加，在煤粉重颗粒回落过程中，粘附在内椎体上，经过磨煤机干燥板结，造成磨煤机内椎体堵塞。进而影响磨煤机煤粉分离，使较重粗煤粉无法回落磨煤机，而是进入煤粉管道，造成煤粉管道堵塞。
2)、ZGM113N型中速磨煤机内椎体下部有锁气器(折向门)，检查锁气器有轻微卡涩现象。锁气器的作用是防止磨碗底部的干燥热风进入内椎体，同时能够保证粗粉回落至磨碗。如果锁气器卡涩，会引起回粉不畅，较重煤粉颗粒在内椎体堆积，同时干燥热风会进入内椎体，使带有粘性的煤粉，干燥板结在内椎体内部，堵塞内椎体，如图所示，内椎体堵塞严重，影响煤粉分离，使煤粉管道堵塞。
3)、运行方面，磨煤机出口分离器温度低是次要因素。煤质水分增加时，磨煤机出口分离器温度小于55℃，降低了煤粉的分离效果，增加了煤粉的粘性，促使煤粉在磨煤机内椎体处板结。磨煤机一次风速小于18.4m/s，一次风的携粉能力不足，煤粉在出口管道沉积，堵塞出口煤粉管道。
3 、 煤粉管道堵塞处理及预防
1)、重新停运磨煤机后，检查磨煤机内椎体，内椎体内部堵塞严重，粗粉回落通道严重堵塞。建议定期利用磨煤机检修，检查磨煤机内椎体内部是否有煤粉板结现象，并进行磨煤机内椎体下部锁气器检查，保证活动正常可靠。
2)、通过煤场晾晒，降低入炉煤水分。煤场利用空闲空间，专门进行中泥煤的晾晒，保证入炉煤的水分小于8%，并且降低中泥煤的采购，增加原煤的采购。
3)、运行操作方面，通过投入一次风暖风器，增加磨煤机干燥出力，保证磨煤机出口温度大于60℃，增加煤粉管道一次风速，一次风速大于18.4m/s。同时加强运行人员培训，熟知煤粉管道堵塞现象、处理及预防，防止事故进一步扩大。
4、 结束语
煤粉管道堵塞，不仅影响锅炉安全运行，堵塞严重还会引起煤粉自燃，着火烧损煤粉管道。通过采取对磨煤机内部定期检查，及时清除内椎体积粉，消除内椎体下部锁气器卡涩现象，降低入炉煤水分，提高磨煤机干燥出力等手段，煤粉管道堵塞情况得以解决。提高了设备可靠性，保证了机组安全经济稳定运行。
参考文献:
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