国能神皖马鞍山有限责任公司 缪荣华

某电厂锅炉型式为亚临界压力、一次中间再热、自然循环、单炉膛Π型、全钢架悬吊结构、露天布置、平衡通风、尾部双烟道、四角切圆燃烧、烟气挡板调节再热汽温、燃煤汽包炉。每台锅炉配置4台负压式单进单出低速钢球磨，制粉系统运行状态分为乏气转移位及非转移位，排粉机出口乏气可通过转移管到达一次风箱或乏气风箱（乏气转移位），也可通过乏气管直接进入炉膛燃烧（非乏气转移位），制粉系统为中间储仓式，“贫改烟”改造后锅炉粉仓增设邻炉放粉系统，由布置在给粉机下面的4根放粉管道和1根总输粉管道组成，放粉管一头与大气相通、一头与输粉总管相连。一个放粉管与4个给粉机的下粉管联通，4根放粉管汇集成输粉总管，输粉总管另一头与邻炉的细粉分离器进口相连，中间用手动挡板隔离。

1 乏气管温度高出现的过程、现象及原因分析

2022年4月12日11点05分，#3炉A制粉系统（非乏气转移位）停用后，#3炉A乏气管截止门后测点温度快速上升，温度瞬时最高上升至151.37℃（图1），现场对该管壁测温确认温度上升，且该制粉系统停用后整个制粉系统出现压力异常现象（排粉机出口压力负1400Pa左右），明显异常。启动#3炉A排粉机对制粉系统重新吹扫后乏气管截止门后测点温度快速下降至正常值。

2022年4月13日9点04分，#1炉进行乏气转移切换操作（#1炉D制粉系统乏气转移切至#1炉C制粉系统）结束。切换结束后#1炉D制粉系统为非乏气转移位，11点51分#1炉D排粉机停用后其乏气管温度快速上升，温度最高上升至184.63℃（图2）。现场对管道测温确认管壁温度上升，随后该点温度又出现快速回落现象（期间并未启动#1炉D排粉机进行吹扫，查看历史曲线发现该测点温度回落前值班员操作关闭了#1炉D乏气管调整门及截止门）。

#1炉D制粉系统运行时，#1炉在低负荷阶段制粉系统冷风门未开启的情况下过量空气系数高于正常值，通过降低送风量及一次风量效果不明显，现场检查未见炉膛区域及风烟系统有明显漏风现象；#3炉制粉系统放粉管末端有倒吸空气现象；上述现象在不同锅炉制粉系统中产生，但现象有相同之处：发生的位置相同，均为乏气管至炉膛的输送管道中发生。发生的现象相同，均为非乏气转移位制粉系统停用后乏气管温度出现快速上升现象，且温升速度较快。

原因分析：停用制粉系统时因通风量过小或磨煤机停用后排粉机停用前对乏气管吹扫压力不足及吹扫时间过短，乏气管内煤粉因流速降低、逐渐沉积，制粉系统停用后积存的煤粉发生自燃，燃尽后温度逐步回落；#3炉A排粉机停用且#3炉B排粉机运行时，#3炉A防逃逸风门状态异常，因运行排粉机入口为负压状态，通过两个相邻防逃逸风门间形成通路对相邻制粉防逃逸风系统形成抽吸造成异常负压；#3炉放粉管末端倒吸空气说明输粉母管中心处于负压状态，#3炉A制粉系统异常负压应受邻炉排粉机入口大负压影响，邻炉制粉系统与输粉总管相连，任意两个挡板关闭不严或状态异常将造成相互连接的制粉系统间形成影响，结合#3炉A制粉系统产生的各种现象，判断#3炉A制粉系统与整个输粉母管导通相连。

2 对锅炉各子系统的影响分析及处理过程

2.1 放粉管倒吸空气对邻炉制粉系统安全性影响

造成运行中的负压式制粉系统氧量长期超限，对制粉系统运行安全构成严重威胁，一旦发生原煤仓断煤、给煤机故障磨煤机出口温度快速上升需开启冷风门时，若运行操作磨煤机进口冷却风门不当开启速度过快，造成扰动加剧，此时系统含氧量容易大于15%，达到煤粉爆炸所需含氧量，这也是制粉系统运行中发生爆炸的原因之一。

2.2 放粉管倒吸空气对锅炉安全及效率影响

大量冷风漏入炉膛会引起炉膛中心温度下降，影响燃烧安全，严重时将造成锅炉熄火事故；当锅炉燃烧所需的风量基本保持不变时，若制粉系统的冷风量增加，通过空气预热器风量将减少，从而锅炉排烟温度升高、热效率下降，最终导致机组供电煤耗上升、经济性下降；低负荷氧量过高会造成折算后的NOx排放超标，折算后的NOx浓度值随过量空气系数增大而增大[1]，可见过量空气系数是一个不容忽视的重要参数，其数值的大小直接影响到折算后的NOx排放浓度。为控制NOx排放在合格范围内、被迫大量喷氨来控制其排放合格，长期大量喷氨造成的氨逃逸加大引起硫酸氢铵生成量增加，会加速空预器的腐蚀及堵塞。

2.3 制粉系统通过输粉母管与临炉长期相通影响

制粉系统停运后，乏气管道上全部挡板在开启状态下，受邻炉制粉系统大负压抽吸影响，乏气管内负压远高于炉膛负压，高温烟气会逆向流动进入乏气管，乏气管材质为普通碳钢材质，管道及燃烧器喷口长期处于高温状态得不到冷却，管道会产生变形甚至烧损燃烧器喷口，烟气逆流同时会造成烟气偏斜并影响四角切圆的稳定性；相邻制粉系统的出力变化直接影响临炉制粉系统的运行稳定性。排粉机出口压力以及电流会呈现跳跃式上升及下降现象，制粉系统处于乏气转移位时，制粉系统排粉机出口压力的波动会直接影响一次风管动压稳定，甚至出现多个给粉机同时“冲粉”现象，对锅炉燃烧稳定构成最直接威胁，并间接影响协调控制系统的稳定性。

2.4 处理过程

2.4.1 对乏气管路进行彻底吹扫确保管路无煤粉沉积

发现乏气管温度快速升高后，立即投入相应制粉系统蒸汽灭火，10分钟后启动排粉机对温度快速上升的乏气管重新吹扫15分钟；复紧全部放粉管末端挡板，挂“禁止操作”警示牌，只有在临炉有放粉需要时才操作该挡板。对#3炉制粉系统放粉管路末端隔离挡板复紧后倒吸气空气现象彻底消失。举一反三，排查其他锅炉输放粉系统末端有无负压现象产生。

2.4.2 防逃逸风挡板状态核查

相邻排粉机防逃逸风挡板状态核实确认远方指令与实际反馈位置相同，挡板启闭时制粉系统负压无明显变化，排除制粉系统通过防逃逸风门相互串风影响；确认邻炉放粉公共母管所接用户。经过对全厂输放粉系统逐一检查，确认#1D、#2A、#2D、#3A、#3D、#4A制粉系统细粉分离器入口处有管路接至公共输粉母管，其中#2A制粉系统在大修维护、系统已隔绝，直接排除，在其余相连制粉系统中寻找关联。

2.4.3 系统关联排查

#3炉A制粉系统停用状态下关闭#3炉A乏气管截止门、调整门后#3炉A乏气管温度回落，对#3炉A乏气管进行重新吹扫，重新打开#3炉A乏气管截止门、调整门后乏气管温度会继续上升，管道温度上升现象未彻底根除；#3炉A排粉机启动后，#1炉D排粉机电流同步下降约3.5安培，反之#3炉A排粉机停用后#1炉D排粉机电流则上升（图3），期间两套制粉系统无其他任何操作，同时#3炉A排粉机停用后#1炉D乏气管温度出现快速下跌现象（#1炉D乏气管调整门、截止门在开启状态）。制粉系统负压也相应发生变化。经过检查连续多日曲线均是此现象，说明#3炉A制粉系统和#1炉D制粉系统存在互扰，相互间形成扰动关联。

2.4.4 隔离挡板状态检查

询问运行人员，在查找#3炉制粉系统放粉管路末端倒吸空气时操作改变过#3炉A细粉分离器进口相连的手动挡板状态，操作后该挡板机械指示在关闭状态，通过对该挡板操作方向及卡齿位置比对，怀疑其机械指示安装错误，利用锅炉调停契机解体挡板后发现，输粉母管与#3炉A细粉分离器进口相连接的手动挡板机械指示与实际位置相反，关闭该挡板实际上为开启状态，造成运行人员操作该挡板后#3炉A制粉系统与整个输粉总管相通，另检查发现#1炉D细粉分离器进口相连的手动挡板检查内部腐蚀不严密。

3 防范措施及效果检查

锅炉值班人员在停用制粉系统时严格执行制粉系统停运操作卡，操作一项勾选一项，不跳步操作，保持足够的风压，抽粉时间要严格遵守规定，排粉机停用前磨煤机停用后对乏气管吹扫时间要保持5分钟以上；巡检时加强对乏气管及喷燃器附近管道水平段、膨胀节处测温，发现粉管有漏粉、积粉现象及时联系消缺堵漏，发现不正常温升立即投入蒸汽灭火后重新吹扫管路，确认不因积粉自燃引起管道超温。

在输粉母管至相连的制粉系统上实施硬隔离，利用停炉消缺时机，在公共输粉管路与细粉分离器进口相连的手动门隔离挡板处装设堵板，只有在邻炉粉仓需要放粉时才抽掉堵板；利用机组停运检修契机消除制粉系统其余风门挡板不严密缺陷，严格执行技改项目验收流程，不留设备安全隐患至升炉阶段；虽然负压抽粉装置是检修煤粉仓的辅助设备，但与制粉系统相连接，抽粉时需和相应制粉系统同步运行，因此熟悉有关系统、设备，正确掌握操作规定及步骤，必不可少。

停炉后粉仓需放粉检修时严格执行粉仓检修安全措施，办理工作票开工后方可抽出相应制粉系统至放粉公共母管堵板，放粉结束时及时恢复堵板；“贫改烟”后系统较改造前复杂，系统关联性增强，需对锅炉各子系统及相邻锅炉间出现的互扰的问题做深入思考。

效果检查：低负荷165MW及深度调峰至132MW阶段锅炉过量空气系数未见异常升高现象。SCR装置进口NOx浓度未见异常升高，排放浓度能有效控制在标准值范围内，氨耗量恢复至正常值；制粉系统停用后，乏气管气动截止门及电动调整门全开状态下制粉系统负压恢复为微负压状态、与炉膛负压接近，乏气管温度未见异常温升；实践证明，在输粉母管至各用户处实施硬隔离可有效避免制粉系统通过输粉母管形成互扰。

4 结语

由于制粉系统实施“贫改烟”改造时输放粉用挡板机械指示安装错误、误导运行人员，造成操作后实际状态异常，加之邻炉关联挡板内部缺陷的存在，造成停用的制粉系统被邻炉负压式制粉系统抽吸、乏气管及燃烧器喷口附近产生大负压现象，对主燃烧区上方燃烧器喷口周围烟气形成抽吸，“烟气倒流”是造成该公司制粉系统停用后乏气管温度高的主因。“贫改烟”制粉系统输放粉管路原先设计的挡板为翻板式，建议优化为插板式，可提高关闭的严密性，以确保机组运行时锅炉制粉系统、燃烧系统、脱硝系统运行稳定，同时保证停炉后粉仓需放粉检修时不对其他锅炉制粉系统形成干扰。