(通辽发电总厂有限责任公司 内蒙古通辽 028001)
摘要：一次风管(又称送粉管)堵塞是锅炉的常见故障, 如不及时疏通, 轻则影响锅炉燃烧稳定,降低机组出力,重则引起锅炉灭火,严重时还会造成煤粉自燃,烧坏风管。通辽发电厂600MW机组在投产后一段时间里，一次风管堵塞的现象时有发生，在一定程度上制约了机组出力和安全稳定运行。本文论述了一次风管堵塞的可能原因及处理措施,通过对此故障的综合分析，找出有效的解决方案。
关键词：一次风管；堵塞；原因；处理
通辽发电厂600MW锅炉为哈尔滨锅炉有限责任公司根据引进的美国ABB-CE燃烧工程公司技术设计制造的亚临界压力，一次中间再热，单炉膛，控制循环汽包锅炉；型号为HG－2080／17.5—HM12。制粉系统采用型号为MPS225HP-II型中速辊式磨煤机。该磨煤机设计出力81.4t/h，煤粉细度R90=35%，煤粉细度可调范围R90=25%-40%，出口温度56-65℃。机组配置7台磨煤机，分别带7层摆动式喷燃器，正压直吹四角切圆燃烧, 为保证炉膛内燃烧稳定及防止热偏差，在各一次风管道上装有可调缩孔，以保证每台磨机的各根煤粉管道流量分配均匀和燃烧器处一次风压的均衡。在此机组投产半年多的时间里，锅炉一次风管堵的现象时有发生，制约了机组出力。
1 影响一次风管输送能力的因素分析如下
（1）风速：一次风速是确保风粉混合物克服管道阻力和煤粉重力输送到炉膛的必要条件，由于燃烧工况的需要，一次风速不能太高，以防止炉膛火焰中心的提高造成受热面结焦及不完全燃烧损失增加。600MW机组一次风速一般保持在25-30m/s。
（2）管道阻力：管道越长，内径越小，弯头越多，弯头处曲率越大，管道内表面粗糙度越大，则管阻力越大，管道输送能力越弱；反之，管阻力越小，输送能力越强。
（3）煤粉细度：煤粉越粗，煤粉颗粒越重，被输送能力越差；反之，则易于输送。
（4）原煤特性：原煤比重越大，相同煤粉细度下的煤粉颗粒重量越大，被输送能力越差。
（5）磨煤机干燥出力：煤粉湿度大时，煤粉比重增加，被输送能力减弱。此外，煤粉湿度大时，煤粉气流流动性减弱，容易粘在一次风管内壁上，使管道阻力增加，造成一次风管的堵塞。
（6）一次风管管径不足：一次风管管道内径大小与磨煤机出力不匹配，如设计的一次风管道出力较磨煤机额定出力小，或者磨煤机超出力运行，则易造成一次风管道堵塞。
（7）一次风管道可调缩孔调整不当：可调缩孔用于锅炉的一次风管道，调节管道内的煤粉风压的平衡，保证锅炉的燃烧的稳定性。如调整不当会造成在各一次风管道分配不均，个别管道风量不足。
（8）运行调整不当：正常运行中制粉系统超出力运行及一次风量、风压偏小，喷燃器喷口结焦,尤其喷口下部结焦，使风粉混合物出口截面减少，阻力增大或热工测点不准未及时校验。另外在停止制粉系统操作中，停止给煤机后对磨煤机吹扫时风量、风速控制低，时间短等，致使煤粉积聚在一次风管道中造成风管堵塞。
2 实际运行情况对应分析
（1）磨煤机运行中一次风速控制为25-30m/s，风量,风压在规定范围内,完全满足要求。
（2）管道阻力：经现场检查管道安装情况，发现一次风管长度、弯头数与其它600MW机组并无太大的区别。管道内壁表面在长时间运行后，经煤粉流磨损冲刷，表面粗糙度较小，不会成为输粉能力的制约因素。
（3）煤粉细度：在机组调试阶段，磨煤机出口分离器挡板没有进行精细调整，只是凭调试经验调整到50%的开度。在机组投产的半年时间里，煤粉细度也一直没有经过化验。但从炉灰偏粗、炉底渣发黑等情况综合推断，煤粉应该较粗。这对一次风管输送能力产生负面影响。
（4）原煤特性：我厂设计煤种和校核煤种的低位发热量分别为：13090kj/kg和13880kj/kg，收到基灰分为14.38%，实际煤质以报告单为例：低位发热量13112kj/kg，收到基灰分为18.15%,灰分超过设计水准。原煤灰分增加意味着原煤比重增加，煤可磨系数减小，煤粉偏粗，使堵管的概率增加。
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（5）磨煤机干燥出力：原煤灰分增加，可磨性减小，若适当增加干燥出力有利于把原煤磨得更细。所以，在当前煤质下磨煤机出口温度应保持稍高一些。磨煤机运行中在控制磨煤机不振动的前提下, 出口温度保持在60℃以上，完全满足要求。
（6）一次风管径：经核算一次风管径大小合适，未见明显偏小现象。
（7）一次风管道可调缩孔调整：每套制粉系统的4根一次风管风量分配不均，个别一次风管道风量不足。堵管的一次风管为2、3号角风管。现场2号角、3号角为炉后左右2角，并且2、3 号角风管长, 弯头多, 管道阻力大, 因而在相同的风压,相同的煤量下,2、3 号角堵塞的几率大。试验人员就地测量发现，堵管的两个角的风管风量、风速均低于其它角。很可能调试阶段调整各一次风管风速的空气动力场试验没有做好。
（8）运行中调整：因该机组为直接空冷600MW机组, 受天气影响, 在天热期间背压升高, 在维持机组负荷不变的条件下, 煤量增加易造成磨煤机超出力运行。在停止制粉系统操作中，对磨煤机吹扫不够，可能致使行程较长风管中积聚煤粉。另外，受煤质影响以及运行中调整不当、吹灰不及时等原因会造成喷燃器喷口结焦。以上因素都会使堵管的概率增加。
3 处理思路
（1）煤粉细度调整：①关小磨煤机出口分离器挡板开度。分离器出口挡板关小后，煤粉变得更细，相同容量风流量下，磨煤机研磨出力减小，风煤比增加。在保持磨煤机出力不变的情况下出口风压增加，煤粉管道一次风速增加，一次风管道输送能力增强。②在运行中适当增加磨煤机加载力，在磨煤机工况不变情况下，煤粉将变细。
（2）煤质调整：合理配煤，尽量保证煤质接近设计要求。
（3）重新调整一次风管可调缩孔，在合理煤粉细度（磨煤机出口分离器挡板开度标定完毕后）的基础上，重新进行空气动力场试验，重新标定一次风速，调平每套制粉系统4个喷燃器的一次风量，同时制定冷、热一次风调整挡板开度配比与一次风速的关系曲线，以作为运行调整的依据。
（4）运行中调整：①在运行中严格控制磨煤机出力，严禁超出力运行。②在停止制粉系统操作中，加强对磨煤机的吹扫，保证足够的风量及各管道风速一致。如个别管风速偏低，则应关闭其它管的出口挡板，加强对该管的吹扫，直至该管风速的恢复。③按规定投入锅炉吹灰，合理进行燃烧调整，以防止喷燃器喷口结焦。
（5）经上述方法调整无效时，对一次风管道进行改造，以进一步增加风煤比。加装在线监视系统（该系统可以在线监视一次风管实际风速及煤粉浓度沿程变化情况），以便及时发现轻微堵管，并及时吹通。
4 一次风管堵塞需要注意的两个问题
（1）保持合理的风速不一定保证一次风管不堵塞。如当一次风管道进入炉膛前的水平管段上局部积粉时，该处管道通流面积变小，风速会增大。由于风速测点安装在水平管段处，因此，在其余工况不变的情况下观察到风速增大，很可能是堵塞的前兆。
（2）保持磨煤机出力不超过额定出力不一定就能保证一次风管道不会堵塞。该型磨煤机设计出力为81.4t/h，B-MCR工况为75t/h。但磨煤机的研磨出力并不一定等于一次风管道的输送能力，如果两者合理匹配，一次风管的出力即为磨煤机的研磨出力；若一次风管道管径小，其出力必然减小。此外，一次风管道的输送能力与煤粉细度、煤质、风煤比密切相关，如果这几个参数超标，实际输送出力将会减小。因此，即使磨煤机出力不超，但仍有堵塞的可能。
5 结束语
基于上述思路，对制粉系统进行试验改造，首先重新调整可调缩孔，经过调整各风管风量合理且平均；然后将磨煤机出口分离器挡板开度从50%降至35%，将煤粉细度调整到设计工况；安排燃运按设计煤质上煤；运行中严格控制磨煤机不超出力，在停止制粉系统操作中，加强对磨煤机的吹扫，保证吹扫时间、风量、风速，按规定投入锅炉吹灰，合理进行燃烧调整，减少喷口结焦。经过上述调整，运行至今未发生过一次风管堵塞现象。
参考文献：
[1]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M].北京:中国电力出版社,2002
[2]章德龙 锅炉设备及其系统(600MW火力发电机组培训教材) 中国电力出版社， 2007-09-01 第2版
[3]锅炉运行规程
论文作者:陈健
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：风管论文; 风速论文; 煤粉论文; 磨煤机论文; 锅炉论文; 管道论文; 机组论文; 《电力设备》2018年第21期论文;