给煤系统故障现象及其带来的影响
给煤系统故障现象及其带来的影响
给煤系统故障及其处理
燃料是保证CFB锅炉安全可靠运行的基础。为此，本节对给煤故障的原因和处理方式所做的说明比较详细，旨在希望对用户有较好的借鉴作用。
给煤系统故障现象及其带来的影响
出现给煤系统故障时，计量式皮带给煤机和刮板给煤机大多会发出断煤信号，断煤的给煤机给煤量显示会迅速到零。如果是一般的电机停转、断链、飘链、停电、落煤口堵煤、原煤斗空仓或煤斗棚煤等不伤害转动机械的非卡涩性故障停运，此时电流值也跟着迅速到零；但如果发生了皮带跑偏、刮板卡链、异物落入电机和皮带、输送带被变形边角框架卡住等机械应力性故障时，转动机械会被异常突起物紧紧地绞住，或被严重卡涩，此时电动机电流会迅速剧增产生过电流现象，往往还伴随着电机过热、局部变形扭曲、难忍的异常噪音和显著的设备振动现象。
伴随着给煤机故障的出现，如果没有投入自动控制方式且伴随有电气故障的话，有时会出现瞬间的给煤量突然增大、而后又迅速回落到零这样的情况；断电故障时，一般会出现的给煤量直接到零。分享锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈。热工自动失灵时，给煤量的异常增加或降低现象都可能发生，需要运行人员根据床温变化和原来的给煤量来判断这种异常煤量变化，及时解除自动方式而改用手动控制，恢复正常的该给煤机煤量，避免异常结焦或灭火事故的发生。
给煤系统故障的原因及其处理
原煤仓棚煤引起断煤时，应迅速启动原煤仓疏松机构，并组织人员打开捅煤口进行捅煤处理，敲击煤斗仓壁以促进下煤；如果煤斗空仓时，应当尽快组织输煤系统上煤，补充原煤至正常煤位。为了防止棚煤断煤，需要运行人员在平时就定期运转原煤输送装置，利用干煤棚等措施杜绝高水分原煤进入原煤仓。实际上，如果原煤水分超过8%，就很有可能造成原煤斗的棚煤、给煤线堵煤和整个给煤线的粘堵情况。
事实上，除了煤的原因以外，造成原煤斗堵塞的根本原因，还在于原煤斗的设计结构能否满足顺畅下煤的基本条件。原煤斗壁面越是光滑、煤斗竖直壁面与水平的夹角越大就越有利于原煤下落，使其壁面摩擦阻力降到最低，更多地体现重力落体作用。对于煤斗内衬板的选择，建议采用很光滑的5～6mm不锈钢板，但要保证每个钢板之间的侧板衔接部位不能有异常凸起和错位，焊接后的焊口要做一定的光滑打磨处理，消除表面的粗糙尖锐部分，并保证每个板面之间接缝严密，无沟槽现象。分享锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈。个别电厂选用了聚乙烯钢化塑料板内衬，其光滑度和衔接质量也不错，但必须注意的是，这种材料耐高温性能差，一旦遇到90～100℃以上高温环境时，因其高温烘烤变形和表皮锐化，使其表面质量就不能保证了，很不适合于那些高挥发分易燃煤种，如褐煤和优质烟煤。
还有一个方面，就是要讲究煤的定期疏松，需要在煤斗的四角装上高质量的疏松机装置，定时开启疏松机的齿条做往复运动，使原煤不至于在煤斗内形成紧密挤压的情况。通常我们看到有不少用户采用了所谓双曲线形原煤斗，似乎从道理上借鉴了流体力学原理，但错就错在原煤是固体介质，不会像流体那样按照冷却塔方式，以双焦点方式顺畅流动并相互产生排斥性松弛作用，却由于其形状收腰过急、收口太小而造成重力挤压的原煤聚集状况，使得煤斗内存煤密度更大、更容易搭桥棚煤。为了更好地保证煤斗下煤顺畅，建议将原煤斗改为“葫芦状”双煤斗结构，就是说在给煤口上方3～4m高度上截断原来的煤斗，另外加设一个下部小煤斗，使原先下落的煤在给煤口上方某个高度上突然扩径增大面积，瞬间得到一个彻底的压强释放，构成落煤口附近局部的较为松弛的边壁流特点，在多个电厂进行的这种改造实践证明，其收效十分明显，且改造成本不高。
给煤机后的落煤管堵塞和高温烟气反窜至给煤机的现象也是比较常见的情况。落煤口堵塞问题曾经困扰了许多燃用高水分煤质的CFB锅炉用户，其堵煤状态与煤斗堵煤略有不同。一般情况下，落煤管不会因为棚煤问题而堵塞，多是由于粘稠粘堵、纤维质或异物堵塞、以及下落煤料挤压的过于瓷实，而造成落煤管堵塞。对落煤管堵煤，治理的方法主要依靠合理的吹扫风结构和风源的结构设计，使之产生局部流体力学振动，并对原煤实施强制性疏松，然后依靠风力引带的喷射作用，来达到彻底解决问题的目的。分享锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈。风源选择上，必须要有冷风和热风的混合，且同时引自一次风风源，使就地的风压达到10kPa以上，混合后播煤风风温永远不低于35℃，尤其是易结冰冻结的冬季.要知道，很多北方机组在冬季很容易由于关内结冰而直接导致落煤管堵煤。播煤风的结构可以是简单的夹心喷嘴，但最好是空气泵喷射原理的播煤分结构，既不会由于正压而引起煤粉尘返窜到落煤管上部给煤机位置，也不会形成局部抱团的脉动式落煤障碍，只能是产生强力的疏松落煤喷射播洒，形成非常好的炉内播煤效果，且对床温均匀性和快速引燃有极大的好处。
假如播煤风设计不好，就会直接导致高温烟气反窜。伴随着烟气返窜过程，还会发生因为高温物料在流化过程中喷涌到炉前落煤口附近，造成落煤口高温灼烧，使落煤管烧红、烧裂管口或法兰脱开而形成落煤口附近大量漏红渣，严重时还会造成给煤机皮带着火、刮板给煤机烧损变形卡涩，四周粉尘飞扬、污浊不堪。此时，最好采用最合理的播煤风空气喷射泵方案，可以彻底解决这一问题。只有在万不得已的情况下，才需要敲打落煤管，才需要采用传统的糟糕质量的所谓给煤机密封和落煤管直接吹扫播煤风，实践证明，传统的密封风和播煤风设计方案比较愚蠢，过于没有想象力。此外，炉前落煤管弯头处加装捅煤口进行捅煤操作，也可以被认为是一种比较有效的堵煤处理手段。
给煤机本身的故障肯定是造成断煤的直接因素。很多时候，给煤机会发生诸如传动电机故障、传动系统故障、刮板卡链、刮板机断链、链条飘偏、皮带打滑、皮带撕裂、皮带跑偏、异物卡死、落煤闸板无法打开、启动逻辑错误、旋转给料阀故障或者断煤信号误发等诸多故障问题。究其原因，不外乎设备制造质量差、安装工艺不到位、操作不当、热控逻辑及其测点错误、电气设备故障和检修维护不彻底等几方面原因，只要我们按照这些诸多问题的具体原因逐一加以处理和预防，避免给煤机故障的发生是完全可以做到的。
断煤信号误发会导致给煤机意外跳闸，常常引起运行过程中的事故断煤。为此，不少用户直接将断煤信号的执行机构用铁丝绑死不动，或者干脆从热控信号中取消了断煤信号引发给煤机跳闸的逻辑，这样做可以暂时解决一时的断煤问题，但却为更多的给煤机损坏埋下了隐患。因为没有断煤信号的保护，很多给煤机发生过不少损坏皮带、拉坏刮板和链条的事情，电机的烧损和轴承系统过热故障也在这种情形下不断发生。大家应该更关心如何使断煤信号保护装置得到完善，尽量去设置更好的信号灵敏度和感应量准确性，执行机构动作要确保可靠、准确、到位，而不能强制解除断煤信号的逻辑保护作用。
煤斗给煤闸板和给煤机后的落煤闸板误动，是造成给煤机意外逻辑跳闸的一个原因。当煤闸板无法正常打开时，由于启动逻辑条件的不满足，不能启动给煤机。这时，如果多台给煤机都不能正常启动或者中途意外跳闸的话，启动过程顺利的点火启动过程就不能保证，而运行中的CFB锅炉则会因为燃料量不保而使床温迅速下降，造成令人失望的被迫灭火停机。因此，保证给煤机前后的煤渣板的正常使用是非常关键的，要加强日常的煤渣板检修维护管理，使其执行机构的最大开位和最小关位的受力角度合适，开关灵活可靠并保证开关位置到位。这其中，以给煤机前的给煤闸板最容易出现问题，其原因在于该闸板前承受着非常高的压力，其压力源于原煤斗煤位的重力作用。分享锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈。一些电厂在实际使用时，将给煤渣板取消或者使之处于常开位置，而在给煤机闸板的下面或者上边装设了可以封住原煤的阻力棒格栅，应该说也是一个不错的选择。而笔者认为，阻力棒格栅封堵元件安装在给煤闸板之前的位置上为最佳选择，因为你不能仅仅考虑了闸板不能动作或者误动带来的麻烦，你还必须要考虑事故检修时可以完全隔断给煤机和煤斗之间的空间，而阻力棒结构已经可以使局部原煤变得比较松弛，只要在使用时不完全抽空所有的阻力棒即可。这时，由于在阻力棒与给煤渣板之间，原煤相对松弛，已极大地缓解了闸板压力，应该说正常情况下动作会变得非常自如，而不必过分担心它的卡涩和不灵活问题，除非检修维护质量太差。这样一来，就有可能恢复最初正常的给煤机启动条件和逻辑保护功能了。
对于制造质量良好的给煤机来说，刮板机、皮带给煤机所发生的跑偏卡涩问题，基本上都属于在试运行过程中机械中心找正精度不够或后期过大的给煤量负载、异物卡涩等原因造成的，只要我们在设备试运或检修后尽早地认真地去做了，后期也不要将给煤机煤量加到极限，输煤系统注意巡检和清理异物的话，就不太可能发生这样的问题，除非高温烟气反窜形成了意外的烧损变形和设备损毁。为了更好地监视给煤机的运行状态，我们建议将每一个给煤机电流都反映在DCS操作画面上，而且考虑到其电流值很小且随时都有一定的脉动，应该将给煤机电流小数位数取到至少整数后两位小数，这样做很有好处也很有必要，希望大家都去尝试一下，体会其中的奥妙。
给煤机出口端落煤管前的旋转给料机是最容易造成堵煤的一个设备，其最初设计意图是想要起到一个锁气器作用，将烟气反窜的可能性彻底消除。但事实上，由于原煤是包含有许多带有显著粒径的碎块和粉末的混合固体物质，而不像煤粉或除尘器下落的飞灰那样，呈现出200um以下的极其细微粉状物体。这样一来，必然导致旋转给料机的旋转叶片经常受到固体阻尼作用，不是被颗粒别住形成卡涩，就是被扭力所变形，是在转不动了就直接将其电动机憋坏而烧损线圈，使其始终处于一种极其难受的运转过程。绝大多数情况下，旋转给料机没有气封效果，烟气该返窜的时候照样返窜，根本起不到锁气器作用，反而会由于其太频繁的故障而极大地妨碍了给煤机的顺利落煤，经常造成给煤机的堵煤故障。分享锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈。为此，目前国内CFB、用户已基本拆除了其给煤机后的所谓旋转给料机，而代之以非常通用的一般密封风系统和播煤风方案，采用直通式落煤管方式。尽管现在绝大多数用户的气力式密封和播煤风设计的缺陷也不少，但总比反复堵煤要好得多。
给煤系统故障直接导致一台或几台给煤机及其给煤线不能正常给煤，一是会引起断煤一侧的和整体的床温急剧下降，需要尽快恢复该给煤线运转以恢复床温，尽量保持住原来的机组负荷；二是给煤线中断时，会造成左右侧床温无法达到平衡一致，产生床温偏差，需要尽快适当降低机组负荷，将断煤一侧的的其他给煤线给煤量提高，并同时减少未断煤一侧的其他给煤线给煤量，以减少左右侧的床温偏差，达到暂态床温均匀的目的。当给煤机断煤时间过久时，床温下降是比较快的，如操作不及时会在几十秒内降低到750℃以下，使流化床料层温度下降到无法维持正常燃烧的程度，这时就必须按故障处理原则及时进行停炉操作了，停机在所难免。
但无论如何都不能仅用一台给煤机来大量增加出现给煤线故障一侧的燃料，而应有两台或两台以上的给煤机来分担缺煤侧的煤量，杜绝单台给煤机长期处于设计额定出力，最多用到单台给煤机88%～93%额定给煤量，防止更多给煤机的意外跳闸，而且单给煤机出力过大时，还会造成局部给煤不均和播洒效果低下。实在难以维持原来的负荷时，最好通过减负荷运行来达到保证剩余给煤机及其相关给煤线的可靠运转。
对于双床结构的大型CFB机组来说，两个单独的布风板床温之间出现严重温度偏差时，会直接造成两侧物料堆积密度的差异和流化程度的偏差，随之会发生两侧密相区高度上的差别，一段时间后引起床压的变化，形成翻床的前兆，应设法通过适当降低机组负荷、平衡两端给煤量来迅速消除这种床温偏差。
三台给煤机给煤中断或两台给煤机给煤中断或一台给煤机给煤中断？
事故原因：
1、天气下雨煤湿或潮湿的含土的煤进入煤仓踏住，煤不能自动落下。
2、停炉时煤仓煤湿踏住，再次启炉运行部分煤棚住落不下去。
3、煤仓煤走尽，没煤。
4、下煤口有异物堵住（如蹭胶板脱落、或掉入其他东西）。
现象：
1、给煤机给煤流量降低或显示流量为零。
2、排烟烟气氧量升高。
3、床温降低，蒸汽流量降低。
4、给煤机返烟，落煤管烧红。
5、脱硫Nox超标。
事故处理：
1、组织人员敲打煤仓落煤口或启动振打器。
2、联系值长通知输煤上煤或联系输煤人员清理煤仓。
3、联系脱硫启动尿素喷射泵投脱硝。
4、调整一、二次风量，控制氧量避免Nox超标。
5、加大另一台或两台给煤机给煤量。
6、如煤仓煤走尽或暂时恢复不了给煤，按压火处理。
7、如有异物堵住下煤口，加大另一台或两台给煤机给煤量，锅炉降负荷运行，联系检修处理并做好措施；必要时按压火处理取异物，待处理好扬火运行。
两根落煤管堵或一根落煤管堵？
事故原因：
1、天气下雨煤湿或潮湿的含土的煤进入煤仓，煤在落煤管某处挂煤聚集堵住落煤管不下煤。
2、落煤管有异物卡住。
3、落煤口与炉膛接口处结焦堵住落煤口下不了煤。
现象：
1、排烟烟气氧量升高。
2、床温降低，蒸汽流量降低。
3、脱硫Nox超标。
事故处理：
1、组织人员敲打落煤管，判断哪根落煤管堵并停止此台给煤机。
2、加大另一台或两台给煤机给煤量；锅炉降负荷运行。
3、联系脱硫启动尿素喷射泵投脱硝。
4、调整一、二次风量，控制氧量避免Nox超标。
5、组织人员敲打落煤管或捅落煤管，必要时联系检修处理。
6、如不能控制床温，按压火处理；待处理好扬火运行。