双进双出磨煤机分离器堵塞原因分析

尹君，李建星，颜艳华，尹民权

(华电国际邹县发电厂，山东 邹城 273522)

0 引言

华电国际邹县发电厂2×1 000 MW机组#7锅炉于2006年12月4日正式投产，#8锅炉于2007年7月5日投产。3030 t/h超超临界压力锅炉是由东方锅炉(集团)股份有限公司与日本巴布科克－日立公司及东方－日立锅炉有限公司合作设计、联合制造的。每台锅炉配套安装6台沈阳重型机械有限责任公司制造的BBD4360型双进双出钢球式磨煤机，在磨煤机的两端各设计安装有1台外置式双锥体结构的重力离心式煤粉分离器。该分离器内衬附有耐磨材料，分离器的作用是将离开磨煤机筒体的一次风和煤粉混合物中的粗煤粉分离下来，只有合格的细煤粉才能送至燃烧器［1］。

1 存在的问题

1.1 磨煤机分离器堵塞及出口粉管异音

1.1.1 分离器堵塞的影响

该分离器的特点是结构较为复杂，故阻力也较大。沿该分离器内环方向布置32片折向挡板，由于其结构及煤质因素，自投产以来，#7，#8锅炉磨煤机的分离器时常出现分离器出口一次风管道异音、分离器折向挡板堵塞等现象。2008年5—10月，#7，#8锅炉清理分离器就多达117次，为了清理分离器时常被迫切换、启/停磨煤机，不但降低了设备的可靠性，增加了厂用电，严重时还影响机组的发电量。每次清理分离器大多安排在夜间进行，清理时间短则3 h，长则1个夜班，由于清理分离器时锅炉仍在运行中，而人员必须进入分离器内部工作，对人员的生命安全也构成了一定威胁。

1.1.2 分离器堵塞频繁

从分离器堵塞、异音情况来分析，主要是分离器内部堵塞，造成回粉不畅或不回粉，致使煤粉气流分布不均，气流偏向堵塞较轻或没有堵塞的一侧，产生局部流速过高，裹挟着较大的煤粉颗粒离开分离器，异音是较大颗粒撞击一次风管道内壁产生的。上述情况一年比一年严重，到了2010年就更加频繁了(如图1所示)，不但堵塞频繁，而且清理出的杂物也在增多。从以往每天夜间2台锅炉清理2台磨煤机的分离器，发展到现在2台锅炉1个夜班要清理4台磨煤机的分离器。原来1台磨煤机两端分离器清理1次，一般可清理出杂物1袋(编织袋)，发展到现在1次能清理出杂物4袋(编织袋)。不但分离器内清理出的杂物量在增多，清理次数也在不断增加，间隔时间也在缩短。2010年7月6日，#8锅炉E磨煤机分离器第1天清理出杂物约3袋(编织袋)，第2天#8锅炉E磨煤机分离器中又清理出杂物4袋(编织袋)。

图1 2010年4月 #7，#8锅炉磨煤机分离器清理次数

1.1.3 锁气器及内椎体堵塞频率升高

2010年4月仅1个月，#7，#8锅炉就清理分离器77次(如图1所示)，而5，6月基本上也维持这种状态。下半年在此基础上有所升高，在清理分离器的过程中发现，锁气器及内椎体的堵塞等故障率也明显升高。从图1可以看出，#7锅炉在31次分离器清理中，发现锁气器及内椎体堵塞15次，E，F磨煤机占5次。#8锅炉清理46次，其中锁气器及内椎体堵塞的就有16次，较前些年明显升高。

1.2 分离器堵塞部位

一般分离器内部有3处明显的堵塞(如图2所示)，分别位于折向调节挡板处、内椎体回粉挡板处和回粉管锁气器处。从堵塞物质来看，多是软性物质(如图3所示)，从磨煤机分离器清理出树枝、塑料袋(布)、破布、草袋(绳)、纸浆板及碎胶皮等杂物。

1.3 采取管理人员跟班

针对磨煤机分离器清理后效果不佳的现状，生产技术部有关人员要求锅炉诊断组派人全过程监督指导。在2010年以前，生产技术部诊断人员跟班监督，主要是监督分离器挡板杂物清理的干净状况和回粉口处是否堵塞及清理状况。进入2010年以来，根据设备的健康状况，在进行以上督察的同时，强化了对分离器内部结构变化与磨损的检查。先后发现分离器出口集流器及入口分流锥磨穿(掉)，分离器入口粉管与回粉管处磨穿，还发现锁气器重锤丢失、分离器调节挡板角度紊乱以及磨损等(如图4～图6所示)。

2 堵塞原因及危害

2.1 原煤中夹杂着大量杂物

图4 分离器折向调节挡板磨损情况

磨煤机出口粉管异音的原因是多方面的:锁气器卡涩不灵活、内锥体等部件磨穿都可能产生异音;不仅杂物堵塞会产生异音，原煤中夹杂的杂物、垃圾也会引起异音。入场煤中夹杂有大量杂物，对于入炉煤中黑类物质，一般要经过滚(振)动筛到碎煤机中，将原煤中的“三块”进行处理，就是将金属物质由磁铁分离器收集;其他黄类物质(如线绳类、编制类、枝棒类)在原煤的夹带中经过输煤系统进入原煤仓，黄类物质是磨煤机分离器堵塞的主要物质。

2.2 分离器内部吹损的影响

该分离器的工作原理是:当煤粉随着一次风进入分离器内部时，煤粉被分离器内锥体下部的分流锥分流，进入内、外锥体之间的空间继续向上运动。在这一过程中，又有一部分细度不够的煤粉被淘汰，从分离器下部的回粉管返回磨煤机内部重新磨制，此过程称为煤粉进入分离器的一次(重力式)分离。在2010年对各分离器的检查中，发现多台分离器内椎体下部的分流锥磨穿，磨损严重的已磨掉绝大部分(如图5、图6所示)，检查中还发现，分离器的出口集流器也明显多处磨穿，加之分离器入口等处磨穿，导致气流偏转，影响了一次分离效果，增加了较大颗粒的携带。尤其是入口分流锥被磨掉，当一次风煤粉气流进入分离器后，不但得不到理想的分流，还将分离器分离下来的粗大颗粒又吹上去了。这就是后来才发现分离器清理得比较干净，基本上没有多少杂物悬挂，可是分离器出口的异音仍然存在的一个主要原因。

2.3 混料箱干燥风的影响

(1)鉴于该种磨煤机的结构特点，特别是采用了原煤提前预混的理念，在干燥混合器内提前引入热风，导致系统布置上的改变，所以，会带来运行工况变化。正是由于系统结构的变化，加剧了气流短路导致系统风压波动，以致出现锁气器回粉挡板损坏，磨穿了分离器入口粉管(如图2所示)。

(2)回粉管的上端接于分离器下端，下端连接到中空轴端部的原煤落料管，返回的煤粉由回粉管的下端与从给煤机下落的原煤混合后，经绞龙进入磨煤机筒体而重新磨制［2］。由于分离器内部锁气器堵塞或气流短路，锁气器下端中空轴端部的原煤落料管腔室压力不但高于磨煤机出口，还远高于分离器内部，尤其是在分离器入口管磨穿时，在气流的冲刷下，不但降低了分离效率，还增加了大颗粒的携带。

(3)从清理出的杂物来看，许多杂物都未经过磨煤机内研磨，不排除杂物从给煤机下落后还未进入磨煤机就被从混料箱来的气流吹进分离器了。

2.4 分离器内各挡板的影响

分离器内部的折向挡板作用:一是使煤粉通过后形成旋流，使煤粉以离心的原理在内锥体中进行二次分离;二是通过调节折向挡板的开度可以调节煤粉细度。作者经过长时间的观察，发现该分离器的32个折向挡板之间距离较小，容易积挂杂物，运行一段时间后，加之人员清理分离器的影响，就出现挡板角度飘逸、内外角度不一致、折向挡板磨损严重(如图4所示)的状况。另外，内椎体下端的回粉挡板磨损卡涩会加重大颗粒的携带。

2.5 磨煤机绞龙结构的影响

对比同样采用正压制粉，均选用三期工程双进双出球磨机的制粉系统，磨制同样的煤种，基本上不存在分离器堵塞现象。因为堵塞的杂物多为可燃物，由于三期工程D－10－D型磨煤机与分离器的结构特点，分离器不存在堵塞的现象，实际上三期工程磨煤机中的杂物经过磨煤机内研磨后直接进入炉膛内燃烧掉。加上其磨煤机绞龙的结构形式及特点有独到之处，其绞龙进风口的端面板处设计有4路干扰风，即在绞龙的端面板上开有4个半月孔(如图6所示)，在运行中，可从4个半月孔中通过部分干扰风，在绞龙的混料口处产生气流扰动。通过图7、图8可以看出，在四期工程中，由某公司制造的BBD4360磨煤机的绞龙与FWEC制造的D－10－D型磨煤机绞龙存在着明显的差别，在四期工程中，磨煤机绞龙的端部隔离板上可试验改进一下，避免杂物下落后直接进入分离器的入口管。也可在磨煤机绞龙中心筒入口的十字枢轴端加装拆卸式过滤网。

2.6 分离器改造的影响

(1)由于分离器轴向挡板处堵塞严重，对#7锅炉E，F磨煤机的分离器进行了改造，将分离器内锥上部的轴向可调挡板改为径向布置，分离效果不如轴向布置，加之又去掉了内锥体中进行的二次分离，其分离效率将大打折扣。去掉了下部内椎体及回粉挡板，改为撞击式，缓解了该处堵塞，但是杂物向上延伸，堵塞在挡板处，虽然该折向挡板由轴向布置改为水平布置，效果仍不理想。从#7锅炉F磨煤机分离器改造后来看，2010年4月，#7锅炉F磨煤机分离器与#8锅炉F磨煤机分离器堵塞情况对比，堵塞次数相同;#7锅炉F磨煤机分离器清理5次，有2次回粉管堵塞，其他的均属于分离器堵塞;而#8锅炉F磨煤机的分离器清理5次，只有1次回粉管堵塞，其他的均属于分离器堵塞。

(2)由于改进型分离器的设计仍采用的是负压制粉的理念，回粉管上采用了一道锁气器，其重锤翻板式锁气器制作工艺粗糙，运行不长时间后，锁气器的重锤就丢失了，长时间没有恢复，在锅炉诊断人员下发工单后才恢复其重锤。对于分离器的改造而言，由于回粉管直径偏小，只安装了一道锁气器，在回粉过程中，由于锁气器下方的风压高于上方，会将锁气器翻版压回去，不但起不到锁气器的作用，还会导致较大杂物卡在锁气器处。分离器折向挡板内清理出的杂物数量虽然减少了，但是回粉管堵塞的概率却升高了。

3 治理建议

(1)解决分离器堵塞问题应超前治理，层层把关，从源头抓起，抓入场煤的质量来确保入炉煤的质量。可借鉴兄弟单位的经验，在斗轮机的斗轮上加装箅子。首先筛选出“三块”，防止大块杂物进入输煤系统。也可将进入原煤仓的杂物进行分离，在原煤仓入口的皮带落煤管上加装箅子，拦截有可能进入原煤仓的纤维和织物等。有的电厂在煤场的输煤皮带系统上加装取杂物的机器，效果亦比较明显。

(2)在四期工程中，在磨煤机分离器结构现状下，可在分离器挡板上面多下些工夫:减少挡板数量，采取加宽剩余挡板宽度的方式弥补分离效果［2］。可将现有挡板改为可旋转调节类型，定期或不定期地自动转动挡板，使气流将悬挂在挡板处的杂物吹走。

4 结论

在强化入炉煤品质的同时，要加强对磨煤机分离器的维护［3］。改变内漏不算漏的观念，提升消缺质量，及时消除分离器内部的漏点，杜绝气流短路。在进行分离器改造时，要认真、全面地调研，选用2道锁气器的回粉系统，以确保分离器的分离效率，应确立以疏导防堵替代堵塞清理的新理念。

［1］尹君，任尚坤，袁鹤.超超临界机组锅炉岛节能效果分析［J］.华电技术，2009，31(1):23 －27.

［2］马波，李润平，胡晓辉.双进双出磨煤机分离器改造及运行特性分析［J］.华电技术，2008，30(3):37－39.

［3］尹君，尹民权.单进单出钢球磨煤机漏粉原因分析［J］.华电技术，2010，32(3):31 －35.