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【摘 要】做为火电厂锅炉制粉设备中最重要辅机之一,磨煤机的安全稳定运行一直是保证火电厂正常运转,稳定输出电力的重要保证。对于磨煤机的故障诊断也成为预防磨煤机发生事故的重中之重。本文简述了部分磨煤机发生故障时相关参数的系列变化,以及部分关键的磨煤机故障。旨在对火电厂磨煤机可能出现的故障进行初步介绍,并浅谈其诊断方法。
【关键词】磨煤机;故障诊断;磨煤机出口温度;磨煤机出口压力;漏粉;磨煤机振动
进入21世纪以来,随着我国国民经济的持续发展和现代化建设的逐步完善,国民用电和生产用电水平稳步增长。出于能源限制等综合因素考虑,火力发电厂生产的电资源依然是我国用电的主要来源。
火电厂的停运除了会给电厂带来经济损失外,对于整个电网造成的影响也是后果十分严重的。从火电厂安全稳定运行的角度出发,火电厂设备正常运行,保证持续稳定的电力生产输出就成了至关重要的问题。磨煤机作为火力发电厂的重要辅机,保证其安全运行也就成为我们必须关注的问题之一。为此,我们必须清楚磨煤机的运行机理,未雨绸缪的做好火电厂磨煤机故障诊断。
1.磨煤机主要故障
1.1磨煤机漏粉。磨煤机在运行时可能会有部分煤粉通过磨煤机底座密封,拉杆密封,以及一次风管等部位漏粉。底座密封以及拉杆密封漏粉主要是由于密封风压力过低,以及磨煤机运行一段时间以后其密封结构空间间隙变大等原因造成。磨煤机出口一次风管漏粉,大多是由于磨煤机本体振动使出口风门法兰松动,或管道老化磨损所致。
1.2磨煤机振动。当磨煤机长时间运行后磨辊芯转动不灵活,喷嘴处有不同程度的老化磨损,磨煤机的风煤比,即磨煤机的一次风量与给煤量的比值,控制不当,磨煤机载荷不均匀,铁块、石块、木块等杂物进入磨煤机,以及磨煤机的机体不水平、中心不准时,磨煤机会产生不同程度的振动。
1.3磨煤机出力不足。磨煤机出力是磨煤机正常运行所要关注的最重要的参数之一。磨煤机出力不足也是最重要的磨煤机故障之一。当磨煤机加载压力不足;分离器转速过高导致煤粉过细,回粉量过大;磨煤机通风量过大,给煤量较小,导致煤粉浓度过低,煤粉细度不足时磨煤机出力降低,致使磨煤机不能供给锅炉正常运行所需的粉量。
1.4磨煤机内部煤粉自燃。当磨煤机入口处温度过高时,煤粉达到自然所需温度,煤粉将会在磨煤机内部自燃。当原煤自燃或者煤中混有易燃杂质并没有及时排出;停磨、启磨时没有进行充分的吹扫时,磨煤机内部也有可能发生积粉自燃。当磨煤机内部煤粉自然时,我们可以检测到磨煤机出口温度大幅增高,整个制粉系统的风压波动剧烈。
此外,磨煤机在运行时可能还会出现主轴承过热,一次风管内煤粉自燃、分离器煤粉堵塞、磨煤机润滑系统故障等故障,此处就不一一细述。
2.由磨煤机相关参数判断事故故障
2.1磨煤机出口相关参数
火电厂设备中,磨煤机是与锅炉直接相连的重要辅机,煤粉经由磨煤机粉碎至一定细度之后将直接吹入锅炉中进行燃烧供热。那么磨煤机出口的相关参数直接影响进入锅炉的煤粉燃烧情况。所以磨煤机出口处的相关参数是判定磨煤机故障,保持磨煤机正常运转的重要参考指标。
2.1.1出口温度
磨煤机的出口温度指的是磨煤机出口处空气与煤粉混合物的温度,它直接反应煤粉在磨煤机中的粉碎,流动情况。磨煤机发生煤粉爆燃、爆炸,以及磨煤机的干燥出力都可以通过出口温度体现出来。火电厂的锅炉在设计、运行时,设计方都会根据处理要求设定磨煤机出口的最高值以及最低值。当出口温度过低时,煤粉混有过多水分,会影响其在锅炉中的完全燃烧;当出口温度过高时,煤粉在磨煤机中流动时则可能发生爆燃。
当磨煤机运行时,监控磨煤机的出口温度。当出口温度突然增加时,可能就意味着在磨煤机内部已经发生煤粉爆燃等事件。
2.1.2出口压力
当磨煤机正常运行时,其入口与出口将存在一个压力的差值,这个差值将影响磨煤机中存煤量的多少。在一定的通风量下,如果存煤量增加,磨煤机有效同流截面缩小,煤粉流通所收到的阻力增大,此时磨煤机进出口的压差就会变大。相反,当磨煤机进出口压差减小至较低水平时,存煤量变少,制粉单耗升高,而且会对磨煤机内部设备部件造成一定损害,时期使用寿命有所缩减。总而言之,能够对磨煤机的磨制能力造成影响的外部条件都影响着磨煤机的进出口压力差值。当磨煤机磨制能力增加时,进出口压力差值将会减小;反之,磨制能力减弱时,进出口压力差值将会增大。
2.2磨煤机主体参数
在火电厂设备正常运行时都应保证一定的正常运行参数,磨煤机也不例外。在监测磨煤机正常运行,对其进行故障诊断时,有些磨煤机的主体参数也是我们考虑的主要参数。
2.2.1磨煤机电流
火电厂设备运行产电时,我们通常通过磨煤机的电流变化监督煤位。当煤位高于某个标准时,我们可以推断出此时磨煤机中参与碾磨过程的煤粉量较大,那么此时磨煤机的电流也会随之处在较高水平。
2.2.2排粉机电流
排粉机的电流水平可以反映出某一时段磨煤机的出力情况。
当磨煤机和排粉机的电流同时增大时,我们可以推断出此时磨煤机的制粉能力有所增加。当磨煤机电流增大而排粉机电流减小时,我们可以推断出磨煤机满煤;当磨煤机电流减小而排粉机电流增大时,我们可以推断出磨煤机短煤。
2.3其他参数
2.3.1一次风管压差
一次风管位于磨煤机出口与锅炉炉膛之间。它是监控煤粉管是否堵塞以及堵塞程度的重要参数。当一次风管的压差数值降低时,我们可以推断此时煤粉管中可能存在着煤粉堵塞的现象。
2.3.2风煤比
风煤比也是磨煤机以及锅炉正常稳定运行的重要监控指标之一。当风煤比过大时,输粉管中流通的风速会随之增大,部分煤粉会在进入锅炉时来不及燃烧,造成燃烧不充分的后果;而当风煤比过小时,一次风粉管中可能会堆积部分煤粉,使一次风分管造成堵塞。
3.磨煤机故障诊断现状及发展
虽然磨煤机作为煤粉制备系统中最为重要的一部分设备在如今的火电厂设备中,逐步得到越来越多的关注,但对于火电厂磨煤机的故障诊断并没有系统的说明。在以后的生产生活中,多种诊断方法结合的诊断方法必然成为火电厂磨煤机故障诊断的重要手段。将参数检测以及故障现象综合分析,我们将会得到系统的磨煤机故障情况分析结果。通过数据模型得到的磨煤机模拟系统也将为磨煤机故障诊断带来更为方便、准确、快捷、系统的理论依据。我们关注磨煤机故障诊断是为了更好的减少设备故障发生的几率,保证火电厂设备的安全稳定运行,从而确保电力行业的平稳运行、快速发展。
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]黄艳艳.火电厂双进双出磨煤机故障诊断与维修决策研究[D].武汉:武汉大学,2004.
[3]田亮,常太华,曾德良,等.基于典型样本数据融合方法的锅炉制粉系统故障诊断[J].热能动力工程,2005,20(2):163-166.
[4]杨雁梅.电站磨煤机状态监测与故障诊断的研究[D].北京:北京交通大学,2007.
[5]樊泉桂,阎维平,闫顺林,等.锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,2003.
[6]李志威.煤粉锅炉一次风管堵塞的预防和疏通处理[J].石油化工安全技术,2003,19(5):39-41.
【关键词】磨煤机;故障诊断;磨煤机出口温度;磨煤机出口压力;漏粉;磨煤机振动
进入21世纪以来,随着我国国民经济的持续发展和现代化建设的逐步完善,国民用电和生产用电水平稳步增长。出于能源限制等综合因素考虑,火力发电厂生产的电资源依然是我国用电的主要来源。
火电厂的停运除了会给电厂带来经济损失外,对于整个电网造成的影响也是后果十分严重的。从火电厂安全稳定运行的角度出发,火电厂设备正常运行,保证持续稳定的电力生产输出就成了至关重要的问题。磨煤机作为火力发电厂的重要辅机,保证其安全运行也就成为我们必须关注的问题之一。为此,我们必须清楚磨煤机的运行机理,未雨绸缪的做好火电厂磨煤机故障诊断。
1.磨煤机主要故障
1.1磨煤机漏粉。磨煤机在运行时可能会有部分煤粉通过磨煤机底座密封,拉杆密封,以及一次风管等部位漏粉。底座密封以及拉杆密封漏粉主要是由于密封风压力过低,以及磨煤机运行一段时间以后其密封结构空间间隙变大等原因造成。磨煤机出口一次风管漏粉,大多是由于磨煤机本体振动使出口风门法兰松动,或管道老化磨损所致。
1.2磨煤机振动。当磨煤机长时间运行后磨辊芯转动不灵活,喷嘴处有不同程度的老化磨损,磨煤机的风煤比,即磨煤机的一次风量与给煤量的比值,控制不当,磨煤机载荷不均匀,铁块、石块、木块等杂物进入磨煤机,以及磨煤机的机体不水平、中心不准时,磨煤机会产生不同程度的振动。
1.3磨煤机出力不足。磨煤机出力是磨煤机正常运行所要关注的最重要的参数之一。磨煤机出力不足也是最重要的磨煤机故障之一。当磨煤机加载压力不足;分离器转速过高导致煤粉过细,回粉量过大;磨煤机通风量过大,给煤量较小,导致煤粉浓度过低,煤粉细度不足时磨煤机出力降低,致使磨煤机不能供给锅炉正常运行所需的粉量。
1.4磨煤机内部煤粉自燃。当磨煤机入口处温度过高时,煤粉达到自然所需温度,煤粉将会在磨煤机内部自燃。当原煤自燃或者煤中混有易燃杂质并没有及时排出;停磨、启磨时没有进行充分的吹扫时,磨煤机内部也有可能发生积粉自燃。当磨煤机内部煤粉自然时,我们可以检测到磨煤机出口温度大幅增高,整个制粉系统的风压波动剧烈。
此外,磨煤机在运行时可能还会出现主轴承过热,一次风管内煤粉自燃、分离器煤粉堵塞、磨煤机润滑系统故障等故障,此处就不一一细述。
2.由磨煤机相关参数判断事故故障
2.1磨煤机出口相关参数
火电厂设备中,磨煤机是与锅炉直接相连的重要辅机,煤粉经由磨煤机粉碎至一定细度之后将直接吹入锅炉中进行燃烧供热。那么磨煤机出口的相关参数直接影响进入锅炉的煤粉燃烧情况。所以磨煤机出口处的相关参数是判定磨煤机故障,保持磨煤机正常运转的重要参考指标。
2.1.1出口温度
磨煤机的出口温度指的是磨煤机出口处空气与煤粉混合物的温度,它直接反应煤粉在磨煤机中的粉碎,流动情况。磨煤机发生煤粉爆燃、爆炸,以及磨煤机的干燥出力都可以通过出口温度体现出来。火电厂的锅炉在设计、运行时,设计方都会根据处理要求设定磨煤机出口的最高值以及最低值。当出口温度过低时,煤粉混有过多水分,会影响其在锅炉中的完全燃烧;当出口温度过高时,煤粉在磨煤机中流动时则可能发生爆燃。
当磨煤机运行时,监控磨煤机的出口温度。当出口温度突然增加时,可能就意味着在磨煤机内部已经发生煤粉爆燃等事件。
2.1.2出口压力
当磨煤机正常运行时,其入口与出口将存在一个压力的差值,这个差值将影响磨煤机中存煤量的多少。在一定的通风量下,如果存煤量增加,磨煤机有效同流截面缩小,煤粉流通所收到的阻力增大,此时磨煤机进出口的压差就会变大。相反,当磨煤机进出口压差减小至较低水平时,存煤量变少,制粉单耗升高,而且会对磨煤机内部设备部件造成一定损害,时期使用寿命有所缩减。总而言之,能够对磨煤机的磨制能力造成影响的外部条件都影响着磨煤机的进出口压力差值。当磨煤机磨制能力增加时,进出口压力差值将会减小;反之,磨制能力减弱时,进出口压力差值将会增大。
2.2磨煤机主体参数
在火电厂设备正常运行时都应保证一定的正常运行参数,磨煤机也不例外。在监测磨煤机正常运行,对其进行故障诊断时,有些磨煤机的主体参数也是我们考虑的主要参数。
2.2.1磨煤机电流
火电厂设备运行产电时,我们通常通过磨煤机的电流变化监督煤位。当煤位高于某个标准时,我们可以推断出此时磨煤机中参与碾磨过程的煤粉量较大,那么此时磨煤机的电流也会随之处在较高水平。
2.2.2排粉机电流
排粉机的电流水平可以反映出某一时段磨煤机的出力情况。
当磨煤机和排粉机的电流同时增大时,我们可以推断出此时磨煤机的制粉能力有所增加。当磨煤机电流增大而排粉机电流减小时,我们可以推断出磨煤机满煤;当磨煤机电流减小而排粉机电流增大时,我们可以推断出磨煤机短煤。
2.3其他参数
2.3.1一次风管压差
一次风管位于磨煤机出口与锅炉炉膛之间。它是监控煤粉管是否堵塞以及堵塞程度的重要参数。当一次风管的压差数值降低时,我们可以推断此时煤粉管中可能存在着煤粉堵塞的现象。
2.3.2风煤比
风煤比也是磨煤机以及锅炉正常稳定运行的重要监控指标之一。当风煤比过大时,输粉管中流通的风速会随之增大,部分煤粉会在进入锅炉时来不及燃烧,造成燃烧不充分的后果;而当风煤比过小时,一次风粉管中可能会堆积部分煤粉,使一次风分管造成堵塞。
3.磨煤机故障诊断现状及发展
虽然磨煤机作为煤粉制备系统中最为重要的一部分设备在如今的火电厂设备中,逐步得到越来越多的关注,但对于火电厂磨煤机的故障诊断并没有系统的说明。在以后的生产生活中,多种诊断方法结合的诊断方法必然成为火电厂磨煤机故障诊断的重要手段。将参数检测以及故障现象综合分析,我们将会得到系统的磨煤机故障情况分析结果。通过数据模型得到的磨煤机模拟系统也将为磨煤机故障诊断带来更为方便、准确、快捷、系统的理论依据。我们关注磨煤机故障诊断是为了更好的减少设备故障发生的几率,保证火电厂设备的安全稳定运行,从而确保电力行业的平稳运行、快速发展。
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]黄艳艳.火电厂双进双出磨煤机故障诊断与维修决策研究[D].武汉:武汉大学,2004.
[3]田亮,常太华,曾德良,等.基于典型样本数据融合方法的锅炉制粉系统故障诊断[J].热能动力工程,2005,20(2):163-166.
[4]杨雁梅.电站磨煤机状态监测与故障诊断的研究[D].北京:北京交通大学,2007.
[5]樊泉桂,阎维平,闫顺林,等.锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,2003.
[6]李志威.煤粉锅炉一次风管堵塞的预防和疏通处理[J].石油化工安全技术,2003,19(5):39-41.