1000MW机组双进双出磨煤机料位故障原因分析及处理.pdf

第3 6卷 第 l 2期 2 0 1 4年 1 2月 华 电技 术 Hua d i a n Te c hn o l o g y V0 1 3 6 No 1 2 De e 2 01 4 1 0 0 0 MW 机组双进 双 出磨煤 机料 位故障 原 因分析及处理 李存 怀 ( 华电国际邹县发电厂， 山东 邹城2 7 3 5 2 2 ) 摘要： 介绍了华电国际邹县发电厂四期超超临界机组使用的双进双出、 正压直吹低速筒式钢球磨煤机料位测量系统存 在的问题 ， 对磨煤机料位测量的可靠性进行了研究， 分析了故障原因并提出了改进方案。改进后， 1 2台磨煤机都能建立 正常料位， 且能在设计料位下运行。 关键词 ： 磨煤机 ； 差压 ； 料位 ； 测量 中图分类号： T K 2 2 3 2 5 文献标志码： B 文章编号： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 4 ) 1 2 0 0 3 8 0 2 1 设备概况 近年来， 随着我国经济的发展， 大容量、 高参数 的超临界及超超临界机组逐渐成为我国火电发展的 主要方向， 主设备选择都能满足要求 ， 但辅助设备特 别是重要辅机的可靠性和经济性是大容量机组面临 的主要课题 。华 电国际邹县发 电厂 四期 工程 2 1 0 0 0 MW机组磨煤机采用 的是沈阳重型机械厂引进 法国 A L S T O M公司技术 生产的 B B D一4 3 6 0型双进 双出、 正压直吹低速筒式钢球磨煤机 ， 每 台锅炉配 6 台磨煤机 。 7机组于 2 0 0 6年 1 2月投产 ， 8机组于 2 0 0 7年 7月投产。磨 煤机料位测量使用差压式 测 量装置 ， 辅以电耳配合 ( 已经不用 ) 。 2 差压式料位 测量原理 对于筒式磨煤机 ， 进入磨煤机的一次风量和送 出的煤粉量之间有直接关系 ， 这个关系即风煤 比， 必 须保持恒定 ， 以保证磨煤机负荷控制得 到较好 的平 衡。风煤比在很大程度上取决于筒式磨煤机的装煤 量 ， 因此 ， 磨煤机 内的煤 量必须保持一定量 ， 料位测 量 由深度探针系统完成。差压式料位计采用深度探 针测量系统 ， 该测量方式多用于容器上 ， 采用低速喷 射空气的原理。流量调节装置使测量管子中的空气 流量保持适 当的低速 ， 管子中的压力P与液体密度P 和喷射点与 自由大气距离 h有关 ， P=p h 。 如果对压力做相应标 度 ， 就可直接读出液柱高 度 。如果液体表面不处于大气压力下 ， 而是在一个 受压容器 中， 采 用差压测量法 也可测 出液位 高度。 同理 ， 在压力变化的容器 中采用差压法进行测量 ， 必 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 61 6 ； 修 回日期 ： 2 0 1 41 0 0 9 须 以内部变化的压力值作为基础参考点 ， 调节 出动 态跟踪式衡压差源 ， 再将此种压力源转化为检测气 流， 检测气流喷吹到简体内动态变化压力下的悬浮 煤粉和被测量的煤粉层之间才能实现准确测量。测 量原理如图 1所示。 图 1 差压式料位测 量原 理 3系统应 用状况 投运初期 ， 7 ， 8锅炉部分磨煤机料位存在料 位建立 困难 、 料位指示不准 、 料位波动大等问题 ， 影 响磨煤机出力 ， 严重制约了机组带负荷能力。差压 料位是运行 中的重 要参数 ， 必须 控制 在 6 0 09 0 0 P a ， 其 目的是保持磨煤机内部充足、 恒定的存煤量， 从而保证一定的风量下始终运载同样数量 的煤粉 ， 便于快速进行负荷调节 ， 同时还可减少钢球 和磨煤 机钢瓦之间的磨损 ， 保证 制粉的经济性。料位不稳 定致使运行 中频繁建料位 ： 加煤建料位一满磨一 减 煤 料位吹空一再加煤建料位 ， 如此反复 ， 也在一定 程度上影响炉渣 、 飞灰的含碳量。另外 ， 料位不稳定 会造成经常解 除机组 自动发 电控 制 ( A G C) 进行调 整 ， 导致 7 ， 8机组 A G C投运率非常差 ， 具体表现 第 1 2期 李存怀： 1 0 0 0 M W机组双进双出磨煤机料位故障原因分析及处理 3 9 在 以一 F 几个 方 面 。 ( 1 ) 磨煤机差压料位正常控制在 6 0 09 0 0P a ， 而磨煤机料位被调量为磨煤机两端料位较低值， 若 有一个料位显示为零或低料位点晃动大， 给煤机便 无法投入 自动。 ( 2 ) 热工人员外部测量管线 未发现无异常 ， 多 数是磨煤机内部原 因， 短期停磨又无法进行彻底检 查 ； 缺陷长期存 在 ， 造成 投入 自动 的磨煤机 台数较 少 ， 有时 6台磨煤机仅有 2台或 3台能投入 自动 ， 自 动调整品质较差 ， 机组协调方式无法投入。 ( 3 ) 料位指示不准就无法给运行人员提供有价 值 的运行参数 ， 只能通过磨煤机 电流的变化及总风 量的变化来判断磨煤机 内存粉位情况 ， 导致运行调 整易产生盲区， 即使勉强投入自动， 当料位指示波动 较大时必然导致给煤量 出现大幅增减 ， 造成燃 烧不 稳定 ， 主蒸汽温度及 主、 再热蒸汽压力大幅度波动 。 同时 ， 磨煤机内料位 不确定会导致磨煤机 出力不稳 定 ， 最终导致协调方式无法投人 ， A G C频繁解除。 4 系统存在的问题 4 1 管路泄漏和堵塞 磨煤机料位测量原理是通过低速喷射空气形成 的背压来间接反映料位 的变化 ， 压力 的变化能瞬 间 反映料位的变化 ， 因此， 对测量管路的气密性和通畅 性都有较为严格的要求 ， 特别是管路的焊接处 、 转换 接头处 、 P u管的插接处 、 变送器的接头处等 ， 尤其要 保证无泄漏 、 无堵塞。 4 2 检测气流压力、 流量不稳 由于系统设计不合理 、 使用时间过长 、 减压 阀设 定不合理 、 压缩空气质量不高 以及压力流量控制阀 质量不好等原因导致系统用检测气 流压力 、 流量不 稳 ， 测量的可靠性无法得到保证。表现为料位忽高 忽低 ， 很难稳定下来 ， 运行 时不易发 现料位 的准确 状况 。 4 3 上探针脱落或变形 对于差压式料位测量 系统 ， 上探针主要是感测 磨煤机 内部 的压力 ， 通过 比例 一积分 一微分 ( P I D) 控制保证检测气流的恒定 ， 对测量的影响不是太大。 但是 ， 其测量 的准确性反馈到调节系统 ， 一定程度上 会影 响后期控制。通过调节压缩空气 的流量 ， 保证 压缩空气的压力始终比磨煤机内压力高 1 5 0 0 P a ( 料 位的量程) 。 4 4下探针丢失 对于差压式料位测量系统 ， 下探针 是测量 的基 础 。正常料位差压的检测值起始点是下探针端 口全 部被煤粉淹没后 ， 此时上 、 下探针 之间开始产 生压 差。下探针端口被煤粉淹没的高度值决定压差值的 大小 。下探针丢失后 ， 相 当于煤粉厚度减少 了 1 0 0 多 m m， 探针端 口以上煤粉很薄 ， 易导致给煤量变化 时料位同步响应变化值却很微小。 5 改进 方案 ( 1 ) 将测量管路有接 头的部分去掉 ， 不允许存 在变径接头， 金属材质的接头使用焊接的方法， P U 材质的接头使用 自粘带或密封胶密封 ， 减少漏气 的 可能性 ； 大小修时对测量管路进行气密封检查 ， 并做 好监督 ； 测量部分管路直径不能太小 ， 最好使用 2 0 m m的不锈钢管 ； 磨煤机密封 风箱 内的接头不易检 查到， 检查时应特别注意； 检查吹扫管线， 设置合适 的吹扫时间， 加强管路吹扫； 定期吹扫仪用气管路， 停磨时检查吹扫电磁阀阀芯的灵活程度和密封性。 ( 2 ) 检查料位差压检测装 置的调节阀 ， 设定减 压阀压力调节 ； 检查 P I D参 数 的设置 ， 保 证调节 可 靠 、 稳定 ； 对压缩空气进行定期排污 ， 同时检查储气 罐和减压阀。 ( 3 ) 大小修 时检查测 量系统磨 煤机 内部 上探 针 ， 发现变形、 脱落 、 喷嘴方向改变应及时处理 ， 同时 加装护板 ， 确保运行的可靠性 。 ( 4 ) 大小修 时检查测 量系统磨 煤机 内部 下探 针 ， 发现变形 、 脱落 、 端 口开裂应及时处理。 6 效果分析 通过 以上检查处理 ， 四期工程 1 2台磨煤机都 能 建立正常料位 ， 且能在设计料位状态下运行 ， 主要表 现在以下几个方面。 ( 1 ) 负荷响应能力提高。对锅炉负荷变化的响 应可采取改变燃料量的方法， 由于风煤比恒定， 因此， 改变一次风量 即可 以调整锅炉负荷 ， 调整时仅 时滞 1 2 2 0 S ， 比治理前的负荷响应速度提高 1 0 s 以上。 ( 2 ) 磨煤机内存粉类似粉仓作用 。当给煤系统 发生故障时， 磨煤机简体 内煤粉 的储存量可在近 1 0 mi n内持续满足锅炉燃烧供粉的需求 。 ( 3 ) 磨煤机出粉细度可靠 ， 保 证煤粉迅速着火 与燃尽 ， 非常利于低负荷 的稳定燃烧。 ( 4 ) 制粉的经济性保证 了制粉系统磨煤机单耗 的降低， 一定负荷下制粉量所需要的电量进一步减 少， 减少了厂用电率， 达到了节能减排的目的。 7 结束语 检查和处理发现的问题后 ， 将磨煤机制粉系统 料位控制在高料 位运行 ， 与其他测量 方式 ( 如 电耳 测量等) 和低料位值运行效果相 比， ( 下转第 4 2页) 4 2 华 电 技 术 第 3 6卷 3 L e o n g M S F i e l d e x p e ri e n c e s o f g a s t u r b i n e s v i b r a t i o n s ： a r e v i e w a n d e a s e s t u d i e s J J o u r n a l o f S y s t e m D e s i g n a n d D y - n a mi c s ， 2 0 0 8 ， 2 ( 1 ) ： 2 4 3 5 4 S i m mo n s H R A n o n i n t r u s i v e me t h o d f o r d e t e c t i n g H P b l a d e r e s o n a n c e C P r o c e e d i n g s o f t h e J o i n t A S ME I EE E P o we r Ge n e r a t i o n C o n f e r e n c e P o r t l a n d： AS ME， 1 9 8 6 5 S i mm o n s H R N o n i n t r u s i v e d e t e c t i o n o f t u r b i n e b l a d e r e s o n a n c e C T h i r d E P R I C o nf e r e n c e o n I n c i p i e n t F a i l u r e D e t e c t i o n i n P o we r P l a n t s P h i l a d e l p h i a：E P RI ，1 9 8 7： 1 0 一l 2 6 B e e b e R C o n d i t i o n m o n i t o ri n g o f s t e a m t u r b i n e s b y p e ff o 一 a n c e a n al y 8 i s J J o u r n al o f Q u ali t y i n Ma i n t e n a n c e E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 3 ， 9 ( 2 ) ： 1 0 21 1 2 7 G u p t a K N V i b r a t i o n ： a t o o l f o r m a c h i n e d i a g n o s ti c s a n d c o n d i t i o n m o n i t o ri n g J S a d h a n a ， 1 9 9 7 ， 2 2 ( 3 ) ： 3 9 3 4 1 0 8 K u o R J I n t e l l i g e n t d i a g n o s i s fo r t u r b i n e b l a d e f a u l t s u s i n g a r t i fi c i al n e u r a l n e t w o r k&f u z z y l o g i c J E n g i n e e ri n g A p - p l i c a t i o n o f A rt i fi c i al I n t e l l i g e n c e ，1 9 9 5 ， 8 ( 1 ) ： 2 53 4 9 S i i d m e r s e n U， P i e t s c h O， Seh e e r C ， e t a 1 C o n d i t i o n m o n i t o ri n g o f s t e a m t u r b i n e s b y c o mb i n e d v i b r a t i o n an d p r o c e s s p a - r a m e t e r anal y s i s C 6 t h C O T E Q C o nfe r e n c e S a l v a d o r： C O T E Q， 2 0 0 2 1 0 B a r r a g a n J ME n gin e v i b r a t i o n m o n i t o ri n g a n d d i a g n o s i s b a s e d o n o n b o a r d c a p t u r e d d a t a C R T O A V T S y m p o s i u m Ma n c h e s t e r ： MTU Ae r o En g i n e s GMBH Mun i c h， 20 01： 81 1 1 1 C o n g F ，C h e n J ，D o n g G， e t a 1 E x p e ri m e n t a l v a l i d a t i o n o f i mp a c t e ne r g y mo d e l for t h e r u b i mpa c t a s s e s s me n t i n a r o t o r s y s t e m J Me c h a n i c a l S y s t e m s a n d S i gna l P r o c e s s i n g ， 2 0 1 1 ( 7 ) ： 1 1 0 1 2 V a n S k F r a n t i g e k ，P r o c h r z k a P a v e 1 D i a gno s t i c s o f t u r b i n e b l a d e v i b r a t i o n a n d d a m a g e p a v e l J J o u rna l o f P h y s i c s ， 2 0 1 1 ， 3 5 ( 1 1 ) ： 1 2 1 l 61 2 1 2 6 1 3 M a y n a r d K P ， T r e t h e w e y M W B l a d e a n d s h a f t c r a c k d e - t e c t i o n u s i ng t o r s i o na l v i b r a t i o n me a s u r e me n t s，p a r t 1：l e a s i b i l i t y s t u d i e s J N o i s e a n d V i b r a t i o n Wo r l d w i d e ， 2 0 0 0 ， 3 1 ( 1 1 ) ： 91 5 1 4 M a y n a r d K P， T r e t h e w e y M W B l a d e and s h a f t c r a c k d e t e c t i on u s i ng t o r s i o n al v i b r a t i o n me a s u r e me nt s，pa rt 2：r e s a m p l i n g t o i m p r o v e e f f e c t i v e d y n a mi c r ang e J N o i s e a n d V i b r a t i o n Wo r l d w i d e ， 2 0 0 1 ， 3 2 ( 2 ) ： 2 3 2 6 1 5 Ma y n a r d K P ， T r e t h e w e y M W B l a d e a n d s h af t c r a c k d e t e c t i o n u s i n g t o r s i o n al v i b r a t i o n me a s u r e me n t s ， p a rt 3： fi e l d a p p l i c a t i o n d e m o n s t r a t i o n s J N o i s e a n d V i b r a t i o n Wo r l d w i d e ， 2 0 0 1 ， 3 2 ( 1 2 ) ： 1 62 3 1 6 K a w a s i m a T， I i n u m a H， Mi n a g a w a N O p t i c al s e m i c o n d u c t o r b l a d e v i b r a t i o n mo n i t o ri n g s y s t e m for g as t u r b i n e e n gi n e J I E E E， 1 9 9 4 ， 2 ( 5 ) ： 6 0 1 6 0 4 1 7 A r e t a k i s N， M a t h i o u d a k i s K Wa v e l e t a n al y s i s fo r g a s t u r - b i n e f a u l t d i a g n o s t i c s J J o u rnal o f E n g i n e e ri n g for G a s T u r b i n e s a n d P o w e r ， 1 9 9 7 ， 1 1 9 ( 4 ) ： 8 7 0 1 8 A r e t a k i s N， Ma t h i o u d a k i s K Wa v e l e t anal y s i s for g a s t u r - b i n e f a u l t d i a g n o s t i c s J A S ME J o u rnal o f E n gin e e ri n g for G a s T u r b i n e a n d P o w e r ， 1 9 9 7， 1 1 9 ( 4 ) ： 8 7 0 8 7 6 1 9 L i m M H， L e o n g M S I m p ro v e d b l a d e f a u l t d i a g n o s i s u s i n g d i s c r e t e b l a d e p a s s i n g e n e r g y p a c k e t a n d r o t o r d y n a mi c s w a v e l e t anal y s i s C A S M E T u r b o E x p o G l asg o w： A r n e r i c an S o c i e t y o f M e c h ani c al E n gi n e e rs， 2 0 1 0 ： 1 - 7 ， 1 9 2 O L i m M H， L e o n g M S D i a gno s i s for l oos e b l a d e s i n g a s t u r b i n e s u s i n g w a v e l e t a n al y s i s J J o u rnal o f E n g i n e e ri n g f o r G a s T u r b i n e s and P o w e r ， 2 0 0 5 ， 1 2 7 ( 2 ) ： 3 1 4 2 1 K y r i a z i s A， A r e t a k i s N， Ma t h i o u d a k i s K G as t urb i n e f a u l t d i a g n o s i s f r o m f a s t r e s p o ns e da t a u s i n g p mb a b i l i s t i c me t hod s &i nfo r m a t i o n f u s i o n C P r o c e e d i n g s o f G T 2 0 0 6 A S ME Tu r b o Ex po ：P o we r for L a nd。S e a& Ai r Ba r c e l o na： Ame r i c a n S o c i e t y o f M e c h ani c a l E n gi n e e rs， 2 0 0 6 ： 1 9 2 2 A n g e l a k i s C， L o u k i s E N，P o u l i e z o s A D， e t a 1 A n e u r a l n e t w o r k - b a s e d me t h o d for g a s t u r b i n e b l a d i n g f a u l t d i a g n o s i s J I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f M o d e l l i n g a n d S i m u l a t i o n ， 2 0 0 1 ， 2 1 ( 1 ) ： 5 1 6 0 2 3 L o u k i s E ，Ma t h i o u d a k i s