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HP中速磨石子煤系统着火原因分析及处理

发表时间：2021/1/11 来源：《电力设备》2019年第15期作者：冯沛飞

[导读] 摘要：磨煤机是燃煤电厂制粉系统的关键设备，每天磨煤机所产生的石子煤需要及时的排放和妥善处理，稍有处理不及时就会造成石子煤的冒烟着火，严重的甚至导致机组限负荷。本文分析了设备现状，对事件进行了描述，分析了原因，并提出了处理建议，以供参考。

        （深能合和电力（河源）有限公司广东河源 517000）
        摘要：磨煤机是燃煤电厂制粉系统的关键设备，每天磨煤机所产生的石子煤需要及时的排放和妥善处理，稍有处理不及时就会造成石子煤的冒烟着火，严重的甚至导致机组限负荷。本文分析了设备现状，对事件进行了描述，分析了原因，并提出了处理建议，以供参考。
        关键词：石子煤；冒烟着火；风环改造；闭环控制
        1设备现状
        石子煤排放系统是将磨煤机不能磨成粉的煤矸石、石块、煤块以及金属块等通过磨煤机内的刮板将其排出磨煤机进入内部有一定角度石子煤斗，同时通过刮板等方式将其运走，防止未能磨碎的煤矸石、石块等在磨煤机内堆积，造成磨煤机停运；同时还能防止石子煤在磨煤机内堆积，由于热风和煤中挥发分的影响，使得堆积的石子煤温度的越来越高，从而导致磨煤机内着火自燃等严重事故的发生。我厂石子煤排放系统采用链式刮板输送机间断输送，主要由石子煤斗、第一级链式刮板输送机、第二级链式刮板输送机、石子煤仓以及相关的管道和阀门组成。石子煤机械输送系统的额定出力为15t/h，最大出力为20t/h。每台磨煤机旁设一个石子煤斗，每8小时将贮存在石子煤斗内的石子煤通过两级刮板输送机输送到石子煤仓内，通过汽车将石子煤仓内的石子煤转运到灰场或其它指定的地方贮存。我厂石子煤目前采用定时启动排放，#1炉排放过程由F-A磨循环进行，#2炉排放过程由A-F磨循环进行，整个循环周期是所有运行磨的排放时间加上相应的循环剩余时间。当磨煤机运行时，气动闸板门1处于开的状态，气动闸板门2处于关闭状态，磨煤机运行产生的石子煤通过石子煤排放管落入相应的石子煤斗内。石子煤排放时，气动闸板门1连锁关闭，一级刮板启动，气动闸板门2自连锁开启，通过一级刮板将石子煤运送到二级刮板上，最终石子煤落入石子煤仓，由汽车运走。
        2事件描述
        4月23日巡检发现1E磨石子煤系统冒烟，盘上将石子煤运行方式切手后手动多次排放后冒烟现象消失，随后将石子煤运行方式投入自动运行。4月25日巡检发现1B、1C石子煤斗处冒烟，手动加强排放后恢复正常。对辅控记录里关于石子煤冒烟着火的次数进行统计（如图1），发现石子煤冒烟着火次数从14年的3次，15年的5次一直增长到17年的70次（18年只统计了1月1日到5月20日的石子煤冒烟着火情况）,总计冒烟着火143次，可见近年来石子煤冒烟着火的情况变得越来越严重。

        图1 2014—2018年石子煤冒烟着火次数
        石子煤冒烟着火不仅对生产环境有污染，还对设备的正常运行和机组负荷有着很大的影响：1）石子煤着火时其烟雾中含有大量的硫化物和一氧化碳等有害气体，严重影响现场的工作环境，同时也危害现场工作人员的健康；2）石子煤冒烟着火还会使设备或管道表面的温度上升，可能使现场工作人员烫伤；3）石子煤冒烟着火严重的情况下会导致磨或石子煤大、小刮板等设备不能正常出力或不能正常运行，使机组限负荷或者降负荷运行，严重影响机组的负荷率和公司的生产效率，2011年5月14日，#2炉石子煤二级刮板输送机故障导致机组电量损失600 MWH；4）若石子煤排放量大且着火严重时还可能导致磨煤机内部着火跳磨，引起机组RB等，2010年11月24日，因1F磨煤机石子煤着火，导致机组损失负荷约1680MWH。
        3原因分析
        引起石子煤冒烟着火的原因有：1）煤种，燃烧高挥发分和高固定碳、低灰熔点的煤种时，易导致石子煤的冒烟着火。对于我厂来说，目前主要是印尼煤和神混两种煤种易导致石子煤冒烟着火；2）石子煤的循环剩余时间设定的长短，设定时间越长，越容易冒烟着火；3）环境温度，环境温度越高，石子煤冒烟着火的可能性越大；4）磨出口温度，磨出口温度越高，石子煤越容易冒烟着火；5）机组负荷、磨煤机煤量、风环结构和煤的可磨性系数主要反应在石子煤量上，负荷越高、磨煤机的煤量越大，风量越大，石子煤量就越多，石子煤冒烟着火的可能性就越大；可磨性系数越低，煤越难磨，石子煤量越大，石子煤越容易冒烟着火；6）单台石子煤的排放时间设定，时间设定越长，越容易使石子煤在石子煤斗入口门前着火燃烧，甚至结焦堵塞一次风口或堵磨，造成机组降负荷运行或RB；7）石子煤相关的阀门或设备故障，导致石子煤不能正常排放堆积而冒烟着火，甚至影响机组负荷。
        4处理建议
        介于上面石子煤冒烟着火的原因及危害，建议：1）根据煤种情况，合理调整循环剩余时间，使石子煤能够及时的排出，同时又不消耗更多的电能，达到即安全有节能的状态；2）建议根据单台磨的出力和煤种情况设定相应的单个石子煤的排放次数，对出力大，挥发分含量或固定碳含量高灰熔点低的磨增加其在一个周期内石子煤的排放次数，避免因为出力或煤种的原因导致其冒烟着火；3）依据单台磨的出力和煤种情况合理调整单台石子煤的排放时间，使之既能将石子煤斗内的石子煤完全排空，又不至于在排放过程中因石子煤斗入口门关闭而堆积到一次风口结焦、堵磨和燃烧；4）建议设定相应的自动逻辑，依据煤种、负荷、环境温度、磨出口温度以及磨的出力和磨的可磨性系数作为模糊判断的依据，对石子煤的排放周期、排放次数以及排放时间进行自动闭环控制，达到即安全，又经济的状态；5）建议增加石子煤两级刮板两个张紧均消失的报警音响，以便及时查看就地设备是否停转或链条断裂，防止因设备损坏而未及时发现导致机组限负荷或降负荷运行；6）在最佳制粉单耗下，若石子煤量产生较多，可根据情况适当对风环进行改造；7）加强巡检和监视，及时发现，及时处理。
        结语
        综上所述，本文根据我厂石子煤冒烟着火的原因，制定了一系列处理建议，可以最大程度地避免石子煤冒烟着火，希望本文的研究能够为相关人员提供参考。
        参考文献
        [1]朱宪然.赵振宁.张清峰.中速磨煤机的石子煤特性研究[J].中国电机工程学报,2010.
        [2]张安国.梁辉.电站锅炉煤粉制备与计算[M].北京：中国电力出版社，2010.