碗式磨煤机常见异常处理分析

吝军锋 马建宾

（陕西国华锦界能源有限责任公司，陕西 神木 719300）

现代火力发电厂中速碗式磨使用已相当的普及。中速碗式磨煤机作为火力发电厂重要的制粉设备 ，它的任务是将原煤干燥、磨碎成一定细度的煤粉 ，以便送入锅炉中燃烧。在火电厂生产中经常遇到磨煤机的各种故障，或者因其他故障而影响到磨煤机的正常运行，从而进一步发展为威胁磨煤机本身、甚至威胁电厂主设备的事故。本文通过某发电厂600MW亚临界锅炉HP1003磨煤机运行情况进行分析，从而从运行操作角度，总结出磨煤机安全运行需注意的问题，为提高机组安全性、经济性提供途径。

1 中速碗式磨煤机的原理

原煤的碾磨和干燥同时进行。一次风通过喷嘴环均匀进入磨环周围，将从磨环上切向甩开的煤粉吹送至磨机上部的分离器，在分离器中进行分离，粗粉被分离出来返回磨环重磨，合格的细粉被一次风带出分离器。难以粉碎且一次风吹不起的较重的石子煤、黄铁矿、铁块等通过喷嘴环落到一次风室，被刮进石子煤斗，由人工定时清理。

2 碗式磨煤机运行中所遇到的问题及对策

2.1 煤湿造成给煤机出口堵塞

根据长期的运行观察，当煤质中水分含量超过15%时，给煤机出口至磨煤机落煤管粘煤加剧。连续运行3小时便会出现落煤管堵塞甚至堵死。水分含量愈大，粘煤速度愈快。落煤管堵死后，会造成实际进入锅炉的燃料量下降，负荷迫降。而堵塞在给煤机出口的原煤，使得给煤机皮带、给煤机清扫链过负荷跳闸，甚至损坏。

另外，给煤机出口至磨煤机落煤管刚刚开始堵塞时，往往煤量等远方参数均无变化。盘上发现堵塞往往是通过磨煤机分离器出口温度上升快、磨煤机电流下降等参数才发现。这些参数都比较滞后，因此发现堵煤时，工况已经很恶劣了。

例如：某煤电一体项目四台600MW机组，2009年春节过后，因煤矿生产穿越水层，来煤水分达17%。每天每台给煤机出口至磨煤机落煤管堵塞数次，#3机组曾出现六台磨煤机运行堵剩下两台的危险工况，严重威胁机组安全。后转变思路，提前观察。组织人力，敲打落煤管。并在落煤管堵死之前提前主动停磨处理。扭转了生产生的被动局面。对策：

（1）严把煤质关。提前对煤质进行分析，监盘人员及时通过热冷风门变化，结合就地查看，判断煤质变化及干湿程度，以作好磨煤机落煤管堵塞事故预想；

（2）结合就地给煤机机内压力判断堵塞情况及发展。平时磨煤机落煤管畅通，给煤机机内的密封风，通过落煤管，磨煤机，最终到达炉膛。一般给煤机内压力维持在2-4KPA。当落煤管堵塞时，阻断了给煤机内的密封风的去路，使得在给煤机内部憋死压，其压力和一次风压相当。一般给煤机内压力高于5KPA，堵塞已经开始加剧。上升到7KPA时，随时出现堵死；

（3）配备强光手电，定期查看给煤机落煤管。必要时可减少煤量、甚至短时间（1-2分钟）停运给煤机，以减少皮带上落下的原煤阻碍查看视线，查看落煤管堵塞程度；

（4）观察磨煤机电流。正常运行中，磨煤机的电流下降，说明磨煤机出力已经下降，进入锅炉的燃料量已经减少。应结合当时工况，判断是否为落煤管堵塞；

（5）加疏通装置。目前由于设计、制造工艺问题，在#1机组C制粉系统安装了疏通装置，但效果不理想。

当判断给煤机落煤管有堵塞时，应提前联系人力对落煤管进行敲打，以缓解落煤堵塞。通过不断的观察分析，在堵死之前切换制粉系统，使堵塞的制粉系统停运。开启给煤机人孔端盖，对之疏通。

2.2 石子煤着火

现场的石子煤，就磨煤机运行时排出的原煤中不易被磨碎、重度较大的黄铁矿、煤矸石、石块等杂物，其中混有少量的重度较大的煤颗粒，有一定的发热量。电厂磨煤机石子煤着火是十分危险的异常工况。

（1)当来煤太湿时，为了维持磨煤机的干燥出力，就要尽量维持额定的风量，额定的分离器出口温度，甚至维持更高的分离器出口温度。这就要求开大热风，关小冷风，提高混合风温度。

额定出力下，不同湿度来煤，磨维持分离器出口70℃时的混合风温度如下表：

煤湿会造成混合风温度过高。过高的混合风进入磨煤机风环下部，不断加热从风环喷嘴落下的至一次风室的石子煤和少量的煤颗粒，造成石子煤自燃。

例如：某电厂#2机600MW机组，2010年10月9日，因煤湿，保持六台磨煤机。巡检发现E制粉系统石子煤入口处有小细火星，但是排不干净，停止E制粉系统，投入消防蒸汽，火星消灭后，启动E制粉系统，运行正常；

（2)石子煤刮板变形刮不干净时，容易出现着火。石子煤刮板因断裂、变形等，刮不干净一次风室的石子煤颗粒，石子煤中的少量可燃物不断被较高温度的一次风所干燥、加热，最终冒烟着火。

例如：某电厂#1机600MW机组，2012年08月01日，检发现E磨煤机石子煤斗冒烟，紧急启动F制粉系统 ，停运E制粉系统，投入E磨消防蒸汽。检修打开磨煤机检查石子煤刮板变形。重新焊接后，投入运行正常；

（3)石子煤中原煤太多，也容易造成石子煤着火，因为这时候石子煤中的可燃物质增加，且原煤的燃点相对石子煤较低。石子煤中原煤过多的原因，一般是加载力不够、磨棍或者衬板变形有缺陷造成。

例如：某电厂#1机600MW机组，在2009年7月19日B磨煤机排出石子煤含有煤粒较多，值班主值判断着火风险大。并将此记入值班记录。专工指导此台磨保持较大风量，保持分离器出口温度65℃左右，打算择机对其进行检修。两天后的17:45，巡检发现#1炉B磨煤机石子煤斗处冒烟，排石子煤发现石子煤中煤粒冒烟燃烧。停运此故障磨煤机，投入消防蒸汽灭火，并立即安排检修检查。更换衬板3块，启动后排放的石子煤中原煤颗粒已经几乎看不到，磨运行正常。

另外石子煤排放不及时、控制分离器出口温度过高、原煤过于干燥、煤质变为易燃煤种等情况下，也较容易发生石子煤机内自燃；

目前实际采取的对策：

（1）立即将磨煤机冷风调节挡板切手动控制，降低一磨煤机一次风温，降低磨煤机出口温度（控制到55℃左右）；

（2）对石子煤进行排放；

（3）停磨，并投入磨煤机消防蒸汽；

（4）确认着火熄灭后，方可恢复磨煤机正常运行方式。

2.3 给煤机煤量不受控制

（1）煤量突增至最大值且不受控制。这种情况一般为转速探头故障损坏、控制器故障、变频器故障等等。发生此类故障，对于运行人员来说处理起来比较棘手。参数波动会比较大。

例如：某厂600MW机组，2012年02月02日19:44，F给煤机煤量突然增大至最大值（67.5 T/H），总煤量由232T/H 上升至242 T/H ，电流33 A上升至37.5 A，立即派人就地检查F给煤机，19:47 F给煤机发断煤信号、皮带跑偏信号，19:49紧急停运 F给煤机，RB触发启动，机组甩负荷至568MW，切除机组协调控制，在此期间主汽压力由16.5 MPa上升至16.95MPa，机组负荷最大上升至616.9MW，65秒后复位RB动作信号，启动E制粉系统运行，机组各项参数稳定后，20:00投入机组协调控制。检修检查F制粉系统为控制器故障。更换后恢复正常。

在处理故障中，如果再次遇到这样或者那样的故障，处理起来更加棘手，参数波动会比较大。

例如：某厂600MW机组，2011年8月13日17:50，负荷560MW，E给煤机突然飞车（给煤机全转速运行，远方和就地都无法控制），切除CCS控制，快速降负荷，停止E给煤机，E磨煤机走空后，停止E磨煤机。启动F制粉系统时，F给煤机入口篷煤，通知检修敲煤。稳定机组各参数正常，维持机组负荷480MW。18:22检修敲开F给煤机入口篷煤，启动F制粉系统，加负荷至580MW。检修检查后发现E给煤机转速探头损坏，已经更换完给煤机转速探头后，启动E制粉系统，运行正常。

在现实运行中，也出现过给煤机显示煤量到零，而就地正常运行的状态，这里不再累赘。

需要注意的问题：

制粉系统发生堵煤、或者给煤机煤量不受控制等此类问题时，由于值际煤量已经发生变化、而煤量指令没变，或者煤量指令变化而实际煤量没变，或者煤量指令和实际煤量不符等现象的出现，导致协调回路收到与实际煤量不符的虚假指令的欺骗。这一点在事故处理中不能大意。

例如给煤机出口落煤管堵煤时候，实际进入锅炉的煤量瞬间减少，相当于一台给煤机跳闸。但此时，堵塞的给煤机的转速正常，煤量显示正常，指令也没有变，只不过给的煤没有进入磨煤机内碾磨，而是在填充落煤管、堵塞给煤机出口的空间。这时，协调回路认为煤量没有变化，风、水、以及负荷均没有变化。数分钟后，主汽压力下降。此时协调回路认为总煤量不足，指令几台给煤机均匀加煤。当监盘人员发现故障制粉系统后，显示进入锅炉的总燃料量已经很大了。此时，如果立即启动备用磨，停运故障磨，往往因总燃料量过大，而出现锅炉超压、超温，机组过负荷等一系列的故障，导致事故扩大。

目前实际采取的对策：

（1）大胆应用RB功能。一旦发现给煤机煤量最大且不受控制，在确保锅炉不灭火的前提下，紧停运该给煤机，触发RB，机组自动减负荷。拖延时间过长，导致磨煤机满煤、锅炉超压、机组过负荷等，反而把事件扩大化了。因此，尽可能快的把已经有了故障的设备切除，使得故障干扰因素不再计入协调控制；

（2）盘面人员心中要有数，无论是在CCS、其他控制方式、还是在手动，进入炉膛多少吨煤带多少负荷，大约得多少吨风多少吨水，这些都要做到心中有数。事故情况下的调节要向这靠。有时协调受到了欺骗，偏差太大，得手动调节；

（3）提高设备健康水平和自动化的智能水平。

2.4 正压直吹式制粉系统中，一次风量大幅度变化所造成的事故分析

2002 年10 月15 日07 :30，某330MW机组，在加负荷过程中。启动D磨煤机，加煤后，主汽压力上升仍较缓慢。再次加大第D磨煤机煤量。突然副值发现刚启动的D磨煤机热风门开度只有5%，冷风门开度也只有10%左右，煤量已经25T/H，而一次风量只有5T/H。才想起启动磨煤机后，忘记开热冷风（当时因热工有工作，未投入风量低闭锁启磨条件及风量低保护）。此时距启动给煤机已过了4分钟。副值急忙将热冷风门开大，D磨煤机一次风量升至85T/H。此时主值发现，炉膛冒正压，汽包水位急剧上升，急忙调整汽包水位，还没明白什么原因，汽包水位高保护动作，炉MFT。

副值启动D磨煤机前，未及时开大一次风，维持合理的一次风量。启动给煤机后，不断加煤，原煤被磨成煤粉并在磨煤机内积存。数分钟后，磨煤机内已经积存相当多的煤粉。此时，紧急开启风门，磨煤机内积存的煤粉便在瞬间被送入炉膛。此时实际进入炉膛的瞬时煤量可能高达每小时上千吨！燃料量的急剧增加，导致负压冒正，汽包水位急剧上升，且短时间内上升至保护值。

结语

制粉系统故障为火力发电厂常见故障，以上故障也只是从运行的角度，经过多年的运行观察，分析了以碗式磨煤机为原型的制粉系统的一部分较常见故障及目前采取的措施。实际上，制粉系统经常发生的，有漏粉、震动大、异音、突然跳闸、等。这些在检修的层面分析的比较多。制粉系统的安全运行，要从检修、运行两个层面不断总结分析、不断积累完善。

[1]王丽英.大型锅炉中速磨煤机运行的主要问题及对策[J].电站程，2002（01）.

[2]高贤亮等.制粉系统的运行.神华国华锦能600MW机组集控运行规程，2010（05）.