勝利發(fā)電廠二期2臺鍋爐為上海鍋爐廠設計制造的SG-1025/17.4-M851型亞臨界中間一次再熱自然循環(huán)汽包鍋爐，于2004年投產(chǎn)，鍋爐采用雙進雙出鋼球磨直吹式制粉系統(tǒng)，制粉流程如圖1所示：原煤倉一給煤機一磨煤機一粗粉分離器一鍋爐。該爐為單爐膛四角切圓燃燒，每臺爐配A、B、C、D四套直吹式制粉系統(tǒng)，分別對應鍋爐（自下而上）的四層燃燒器，每套制粉系統(tǒng)配備了兩臺給煤機、一臺磨煤機和兩臺離心式粗粉分離器，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
直吹式制粉系統(tǒng)和中儲式制粉系統(tǒng)相比較具有結(jié)構(gòu)簡單、投資少等許多優(yōu)點，但是因為直吹式制粉系統(tǒng)磨制出的煤粉不經(jīng)過粉倉，而是直接通過噴燃器進入爐膛燃燒，所以制粉系統(tǒng)能否安全、可靠的運行，將直接影響機組的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行。近年來，因為該廠入爐煤質(zhì)雜物增多，鍋爐運行中也逐漸暴露出一些問題：一是制粉系統(tǒng)風壓、風速波動大，鍋爐燃燒不穩(wěn)定甚至造成滅火；二是煤粉細度升高，導致鍋爐飛灰可燃物升高。上述問題，已經(jīng)嚴重威脅到鍋爐的安全經(jīng)濟運行。
2、原因分析
針對上述問題，進行了專題研究，通過分析煤質(zhì)指標，發(fā)現(xiàn)該廠煤質(zhì)的化驗指標如發(fā)熱量、揮發(fā)份以及硫份等都在設計煤種范圍內(nèi)，也就是說從煤質(zhì)的常規(guī)化驗指標來判斷，原煤質(zhì)量是合格的，不會影響到燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，于是便從制粉系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象著手進行分析，通過綜合分析依次排除了鍋爐噴燃器結(jié)焦、磨煤機絞龍故障、制粉系統(tǒng)風門擋板等諸多因素，確定了制粉系統(tǒng)風壓、風速異常是由于制粉系統(tǒng)粗粉分離器堵塞造成。
2.1粗粉分離器結(jié)構(gòu)原理圖
圖2為粗粉分離器的結(jié)構(gòu)原理圖，分離器的作用是把經(jīng)磨煤機磨制的不合格煤粉分離出來，然后返回磨煤機再次進行研磨。粗粉分離器主要由外錐、內(nèi)錐、折向擋板、進口管、出口管及回粉管等組成。該廠采用的是沈陽重型機械集團生產(chǎn)的粗粉分離器，其總高5607 mm，外錐最大內(nèi)徑為2400 mm，錐體頂角為380，整個外錐通過頂部法蘭固定在12.6 m平臺內(nèi)的承重鋼梁上，內(nèi)錐最大外徑為1950mm，錐體頂角為60°，下部是一個六棱錐體。從進口管進入的風粉先經(jīng)過撞擊分離，再經(jīng)過重力分離進入折擋板后又經(jīng)過離心分離，合格的煤粉經(jīng)出口管道送往鍋爐燃燒器；經(jīng)外錐和內(nèi)錐分離出的大顆粒煤粉，通過下部的六棱錐活動門到回粉管后再返回到磨煤機繼續(xù)研磨。
2.2粗粉分離器堵塞原因分析
在制粉系統(tǒng)檢修過程中，從堵塞的粗粉分離器清理出許多雜物，其主要組成物有：細鐵絲（采煤用爆破線）約占體積總量的5%，雜草約占體積總量的50%，塑料、破布等其它雜物約占體積總量的45%，粗粉分離器堵塞的初始位置分別是在粗粉分離器的回粉管，折向擋板以及粗粉分離器內(nèi)錐底部等處，具體原因分析如下：
(1)粗粉分離器回粉管堵塞
從現(xiàn)場檢修中得知，粗粉分離器回粉管堵塞的原因：一是回粉鎖氣器容易犯卡。如圖7所示，回粉鎖氣器設計為翻板式，在正常狀態(tài)下靠自重力關閉，當回粉中有絮狀的雜物經(jīng)過此處時就滯留在此處，致使流通阻力增大，導致回流管逐漸堵塞；二是由于回粉管鎖氣器下部為截面積縮小了的矩形通道，當有較大的雜物經(jīng)過此處時也容易卡堵在此處。
(2)粗粉分離器折向擋板堵塞
圖3．圖4所示為粗粉分離器折向擋板堵塞前、后現(xiàn)場拍攝的照片，從現(xiàn)場檢修情況可知，線絮狀雜物容易在折向擋板處掛結(jié)，嚴重時大約只剩余20%左右流通面積。
(3)粗粉分離器內(nèi)錐堵塞
圖5、圖6所示為粗粉分離器內(nèi)錐底部六棱錐堵塞前后照片。經(jīng)粗粉分離器折向擋板的雜物進入粗粉分離器內(nèi)錐，通過下部六棱錐的活動門被卡住并沉積下來，導致回粉不暢，直至內(nèi)錐底部將完全堵塞，粗粉逐漸積滿r粗粉分離器內(nèi)錐，減少了內(nèi)錐空間，削弱了粗粉分離器的分離效果，內(nèi)錐的粗粉無法通過底部六棱錐的活動門返回到落煤管道再次進行二次飛揚分離，而是經(jīng)過出口管道直接進入鍋爐燃燒，導致煤粉變粗，造成鍋爐燃燒惡化。
3、改進方案
通過上述分析，找出粗粉分離器堵塞的原因，實施了以下改進措施。
3.1運行措施
運行人員在監(jiān)盤過程中，要加強對制粉系統(tǒng)風壓、風速等相關參數(shù)的監(jiān)視，及時分析并正確判斷粗粉分離器堵塞的初始部位，具體判定標準如下：
(1)若同一臺粗粉分離器風壓波動差值大于800Pa時，可以判定該分離器回粉管堵塞；若分離器的出口風道風速波動差值大于8 m/s，則說明粗粉分離器已經(jīng)積聚了較多的雜物。
(2)正常運行中的同一臺粗粉分離器內(nèi)外錐壓差為400 Pa左右，若分離器折向擋板堵塞時，分離器內(nèi)外錐壓差增大，當壓差大于900Pa時，說明折向擋板已嚴重堵塞。
(3)若同一套制粉系統(tǒng)中，前后兩臺粗粉分離器，在折向擋板前相同部位的風壓偏差大于1000 Pa時，可以判定風壓高側(cè)的那臺粗粉分離器折向擋板堵塞嚴重；而風壓低側(cè)的那臺粗粉分離器內(nèi)錐堵塞，分離器出口管的風速也下降。
運行人員在監(jiān)盤期間，通過對參數(shù)變化的分析，及時判斷出粗粉分離器初始堵塞的部位，隨時聯(lián)系檢修人員進行處理。
3.2設備改造
在設備方面實施了以下改造：
(1)對回粉管的改造
通過分析和試驗，確定對回粉管進行了兩處改進：一是拆除了回粉管鎖氣器的活動擋板，實際證明對制粉出力和煤粉細度未發(fā)生任何影響；二是將回粉管道下半部分縮小了矩形管道改造為圓形管（見圖7、圖8），減少了流通阻力，增強了管道的流通能力，徹底杜絕了回粉管堵塞現(xiàn)象。
(2)在粗粉分離器上安裝清理孔門
若粗粉分離器的內(nèi)錐底部堵塞時，清理難度大且花費的時間長，通過現(xiàn)場觀察分析，在粗粉分離器的頂部各增設了一個長×寬為300×200 mm的檢修孔，并使用了自行制作的專用清理工具，粗粉分離器清理時間縮短了80%以上，而且還減輕工作人員勞動強度。
4、結(jié)論及建議
(1)通過實施上述改進措施，提高了運行人員判斷粗粉分離器堵塞的及時性和準確性，延長了粗粉分離器堵塞的時間間隔，并且省去了在清理分離器期間搭制腳手架和管道割孔檢查的過程，整個清理時間縮短了80%。
(2)提高了鍋爐燃燒穩(wěn)定性，避免了鍋爐滅火事故鍋爐煤粉細度R90由5～13%降低為2- 4%，飛灰可燃物由2008年度的7%左右降低到目前的
4.5%，降低發(fā)電煤耗3g/kWh，節(jié)能效果十分顯著。
(3)建議在粗粉分離器入口管道上安裝可以在運行中隨時清理的雜物分離裝置或保證人廠煤質(zhì)的清潔，盡量從源頭上采取措施杜絕粗粉分離器的堵塞。
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