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②燃烧器前一次风管道温度为该制粉系统各条一次风管道的平均值(仅供参考)。
3.5分离器内部堵塞严重
由于入炉煤受到外界因素影响煤质明显下降,尤其是地方小煤窑和经过周转的汽车来煤。原煤中不但水分增大,煤中各种杂质也增加,由此导致磨煤机分离器挡板上杂物堆积,堵塞通道,严重时堵塞内锥体出粉口及回粉管,严重的影响了分离器的分离效果,严重时还导致大颗粒原煤被气流携带走。据2008年5月5日至6月5日一个月的时间统计,#7、#8炉磨煤机分离器清理内锥体出粉口及分离器折向挡板处堵塞37次。每次都能清理出麻绳、编织袋、胶皮、铁丝等杂物1~2编织袋,通过表2可以看出#7炉E磨煤机清理多达6次,每次都要利用夜间降负荷停磨煤机进行清理,如果风门不严密漏热风就比较危险。
附表2 2008年5月5日至6月5日#7、8炉分离器内部清理次数统计表
#7炉 A磨 B磨 C磨 D磨 E磨 F磨
清理次数 4 5 4 4 6 2
#8炉 A磨 B磨 C磨 D磨 E磨 F磨
清理次数 3 2 3 2 2 0
3.6按规定设备表面温度高于50℃必须采取保温绝热措施。磨煤机的入口自膨胀节之后的热风道、磨煤机两端“V”形分配箱壳体、分离器外壳,给煤机的下煤管、干燥器等表面温度达110℃以上,均没有保温层,不但漏热,而且夏季厂房内温度高。
3.7磨煤机运行中定期加入钢球,一次连续加1~2吨。现在给煤机的运转层已经提升到17米高,如此高的落差,钢球从加球管加入,下落至分配箱处绞龙位置,容易造成冲击损坏设备,为了减缓冲击力,该磨煤机加球管内部结构进行了改变,因此经常发生钢球堵塞现象,不但延误加球时间影响经济性,而且处理起来比较麻烦。
3.8该磨煤机还存在分离器人孔门(检查孔)等布置不合理,两端“V”形分配箱与热风入口连接法兰等过于紧凑,检修、维护不方便等等。风道膨胀量不足,磨煤机入口热风门电动执行机构设计位置不合理等,导致多处管件受阻、卡涩、变形,拉裂膨胀节等等。
4.原因分析及预防
为了更好的使用和管理好1000MW机组设备,通过运行中所发生的问题进行分析探讨,除了与当前入炉煤质差以外,还与设备的设计、制造、安装有一定的关系。 4.1煤粉细度方面
4.1.1在投产初期,针对#7炉制粉系统存在以上问题,通过不断的探讨研究,会同设备生产厂家的工程技术人员共同检查分析,发现分离器的所有折向挡板角度都不一致,且调整困难,发现分离器内部异物较多卡涩折向挡板,先后对各磨煤机的分离器折向挡板进行调整,将挡板从90°调整为45°,并从磨煤机分离器清理出理塑料袋、抹布、绳子、工作服、纸浆板、塑料布及胶皮等杂物。经过对给煤量、风量、料位调整试验,发现风量是影响大颗粒出现的主要因素,当风量大于95t/h时尤为明显,为此又分别将各分离器折向挡板角度调整为50°~60°。
4.1.2发现分离器的结构上也存在质量问题,分离器属于磨煤机设备生产厂家分包给其它单位制造的,由于缺乏质量验收把关,导致存在一些质量上问题。所以2007年4月份对#7炉分离器进行治理,分离器下方内锥体周围的回粉挡板太薄,钢板厚度只有8mm厚(设计10mm),于是先在C磨煤机分离器每个回粉挡板上焊接140mmx60mmx8mm规格的钢板作为配重块,增加回粉挡板的重量,以便自由回落。还针对A、C磨煤机个别回粉挡板脱落以及回粉管堵塞的问题,在恢复回粉挡板的同时还将钢板更换为10mm厚钢板。发现回粉挡板与分离器内锥体之间留的距离太大(约60mm),不但漏风而且也容易卡住煤块等异物,导致回粉挡板不能自由活动,临时采用加焊密封板的办法。还发分离器的回粉锁气器(也称重力式锁风逆止阀)使用的橡胶板材质太差,运行不久就磨坏漏风,严重影响回粉,向厂家提出后全部更换耐热、耐磨橡胶板。
4.1.3通过对制粉系统一系列的改进和调整,煤粉细度、均匀度得到明显的控制,缓解了一次风粉管道的积粉问题,煤粉中携带大颗粒的现象已经得到明显的改善。实际上山东的嘉祥、莱城、潍坊等电厂也存在以上的现象,磨煤机制造厂家一直没有好的彻底解决的办法。由于煤质问题,为了锅炉高负荷的需要,在2007年7月18日又对个别分离器折向挡板调整进行微调,结果煤粉中携带大颗粒原煤的现象又出现,磨煤机低负荷时尤为明显。由此可以诊断出,由于该种结构的磨煤机与以往不同,特别是采用了原煤提前预混的理念,导致布置上的改变,而没有采取新的操作方式,所以会带来运行工况变化。正是由于系统结构的变化,出现气流短路导致系统风压波动,出现回粉挡板损坏、分离器出粉不均匀,导致一次风风粉气流将大的煤粉颗粒携带吹入炉膛。据了解,青岛电厂、菏泽电厂在对该种类型分离器的治理改造上取得了一定的经验,收到的效果比较明显。
4.2设备结构方面
4.2.1由于该磨煤机引用了原煤预混阶段提前的设计理念,现在来看由于延长了湿煤的预混阶段,虽然有效的防止磨煤机各部位堵煤,但是由于在干燥混合器内提前引入热风(设计192℃),正是因为如此,带来各种隐患,多次发生干燥混合器处漏热风,积煤自燃,严重威胁着锅炉的安全运行。加上人们对干燥混合器使用理念没有完全理解,对其所在的位置和对磨煤机的影响,以及掌握和认识不足,如果干燥混合器利用不当,则会影响分离器效果。
4.2.2由于该种钢球式磨煤机与我厂Ⅲ期锅炉选用的美国FWEC D-10-D型双进双出钢球式磨煤机结构不同;FWEC磨煤机的分离器采用蜗型内置紧凑式。为什么Ⅲ期锅炉制粉系统不存在一次风粉中携带大颗粒的现象,看来与现在的制粉系统结构有关。磨煤机的风粉量自动设定信号选自磨煤机入口容量风,一般风与粉的配比为1:1。而作为干燥混合器用的旁路热风则没有采用自动控制,只能通过值班人员手动调整,当磨煤机高负荷时一般不用旁路风,只有低负荷状态才投入旁路风,由于该管道位置所决定,此路热风虽能调节磨煤机出口温度,但不全部参与磨煤机内部的工作。
4.2.3干燥混合器处漏风着火,多是法兰处密封不严密或螺栓紧固不良引起。主要是施工安装单位理念没有改变,以往单进单出磨煤机多为负压制粉,漏风不被重视,现在的双进双出磨煤机变为正压制粉,磨煤机出、入口管道的连接法兰,安装工艺差,造成漏热风和煤粉以致于自燃,不但我门厂出现类似问题,山东莱城、潍坊电厂的磨煤机也存在以上问题,被迫在锅炉运行中将该法兰焊死。
4.3设备系统方面
4.3.1早期的锅炉,直吹式制粉系统从磨煤机出口到燃烧器的一次风管道距离有几十米长,现在的百万机组锅炉的上层燃烧器标高30多米,且炉膛体积庞大。一次风管道长短差别大,Ⅳ期锅炉顶层燃烧器中心标高31408.3mm,但一次风管道环绕锅炉则长达120多米,有几十米长的水平管段和弯头且爬坡较多。各磨煤机出口温度接近70℃,而到达燃烧器处温度为什么明显差别(见表1),一次风温度降低25℃左右,与系统管道散热有很大的关系。Ⅰ、Ⅱ期锅炉制粉系统,从磨煤机出口至排粉机入口,一次风管道长130多米温度只降低2℃左右,由此看出保温的重要性。
4.3.2按规定设备表面温度高于50℃必须采取保温绝热措施。现在的施工理念受到其它因素的影响,不但#7炉各磨煤机两端“V”形分配箱壳体77℃、体积庞大的外置式分离器壳体60℃均没有保温层,而且给煤机的下煤管表面116℃、混料箱表面温度一般在145℃(磨煤机入口热风弯头185℃)均没有保温层,尤其是100多米长的一次风管道全部没有敷设保温层。漏热不但危及人身安全,还导致厂房内温度高等。为此在锅炉零米加装10多台大型轴流风扇,夏季进行强制通风降温。
4.3.3由于降低了燃烧器入口一次风粉温度,使煤粉着火延缓,炉膛火焰中心上移和炉膛结焦等。根据笔者了解华电国际系统内山东烧烟煤的一些新建电厂和机组,锅炉磨煤机出口至燃烧器一次风管道普遍存在没有加装保温层的问题。象华电滕州新源热电公司2台350MW机组、莱城发电厂4台300MW机组、华电章丘发电有限公司二期2台300MW机组、邹县发电厂的2台600 MW机组和2台1000MW机组。由于一次风管道经常漏粉治理困难,在2001年前后为了创一流,便于设备的文明治理,有的厂将投产时安装的保温层全部拆除,象邹县发电厂的4台300 MW机组和十里泉发电厂的2台300MW机组。由此看出,制粉系统的管道设备不加保温层,不仅仅威胁锅炉的安全生产还影响机组的节能减排。
5.结束语
为了减少漏热而达到节能效果,如果在四期制粉系统的一次风管道外部加装保温层,将会使燃烧器入口一次风温度比现在升高25℃左右,使其维持在67℃以上运行,会有更加有利于煤粉的燃烧和燃尽。即便是按照燃烧器入口一次风粉混合物温度提高20℃计算,锅炉的排烟温度可以下降10℃,能提高锅炉效率0.55%,则降低煤耗1.88 g /Kw.h。一台锅炉燃料消耗量(实际) 401.3t/h,按照机组年运行6500小时,负荷率70%计算,以降低煤耗1.88 g /Kw.h为基准,一台机组预计全年可节约燃料量9009吨/年,每吨煤按400元计算,一年将节约费用三百多万元。如果Ⅳ期两台锅炉均采用此方案,预计今后每年节约费用将相当可观。
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