磨煤机双端运行切至单端运行事故处理分析

　　通过磨煤机由双端正常运行方式切为单端运行方式事故的发生，以及对事故进行原因分析和采取相应的正确处理措施，避免了事故的扩大，保证了机组的安全可靠运行。同时使我们对双进双出球磨煤机工作原理、操作过程、运行特性有了进一步了认识和提高。
关键词：MBEL　"W"火焰燃烧方式　双进双出磨煤机　汽机岛　锅炉岛　分离器出口挡板　切换方式  双端运行　单端运行　PASOD　MFT主保护
      1 概述
      聊城发电厂一期工程建设两台600MW大型燃煤机组，汽机岛内的主要设备采用国产，锅炉岛的主要设备从国外进口，并由英国MBEL三井巴布科克能源有限公司设计供货。其中锅炉采用"W"火焰燃烧方式，配备冷一次风正压直吹式双进双出钢球磨制粉系统。"W"火焰燃烧方式在我省除菏泽电厂刚刚投产外，也属首次采用。锅炉本身的设计特点，亚临界单炉膛W型火焰一次中间再热自然循环汽包锅炉，其油枪、燃烧器是锅炉前后墙布置，设计分启动层(14米)共6只油枪和点火层(32米)共24只油枪，该系统每只油燃烧器分别包括一只油枪、一只高能激励的打火杆、一只进油阀、一只吹扫阀及其控制箱。火检系统包括油火检和煤火检，由分布在就地火检探头、控制接线箱和在电子间内的专门火检控制柜组成。 
　　由于采用英巴"W"火焰燃烧方式，如果对整个炉膛在不同负荷要求下都能燃烧充分稳定，对于锅炉燃烧性能工况，磨煤机的温度控制、一次风量控制、料位控制以及磨风粉配比的要求都是比较高的，目前炉膛的燃烧效果不是太理想，有时会出现负荷很高的情况下（500MW左右），锅炉燃烧仍不稳定，从火焰电视上看到炉膛燃烧波动，火检显示出现信号弱，运行人员为了及时稳定整个炉膛的燃烧进行投油助燃，对于自动化程度这么高的大型机组来说，出现这种情况是很不正常的。本人认为主要与锅炉本身设计"W"火焰燃烧、锅炉性能参数标定及磨煤机在不同机组负荷下的风粉合理配比投用有关。
　　制粉系统采用了双进双出磨煤机控制，由于锅炉燃烧不稳定，有时会出现磨煤机由双端运行的正常投运方式切至单端运行，这种现象已出现过多次，2002年11月30日曾出现过五台磨煤机同时由双端切为单端运行方式，这种工况是十分危险的，处理不及时或不当就会造成停磨停炉的重大事故发生。为了避免以上现象的重复发生和出现以上意外事故后如何及时正确的处理，以稳定和保证机组的安全可靠运行，现以2002年11月30日出现的五台磨煤机同时由双端切为单端运行方式为例，把出现这种现象的整个过程原因和具体处理措施分析如下：
为了更好进行事故分析，附：详见双进双出球型磨煤机示意图
      2 事故分析过程
　　2002年11月30日20：43分，#1机组负荷421MW。#1机组因为炉膛掉大焦，整个炉膛内的燃烧工况不稳定，造成A、B、C、E、F五台磨煤机的煤火检强度同时开始呈下降趋势进行波动，从操作员站的历史趋势进行观察：这五台磨煤机的煤火检强度模拟量输入信号BM2501A205;BM2501A405;BM2501C205;BM2501C405;BM2501E205;BM2501E405;BM2501B105;BM2501B305; BM2501F105;BM2501F305均由原先火检强度的96％左右波动下降至38％左右，如果一台磨煤机在未投油的情况下，一端的两个煤火检强度（驱动端：2和4；非驱动端：1和3）同时低于50％，逻辑认为无煤火检。所以这五台磨煤机由于当时检测到的火检强度弱而自动关闭磨煤机的分离器出口挡板,这样就造成了当时运行的五台磨煤机由原来的双端运行均切至单端运行。磨煤机由双端切为单端运行时，则会联锁相关挡板、阀门动作如下：
      2.1　由于炉膛燃烧不稳定，磨煤机煤火检信号弱，如果相应油枪未投运，则联关磨煤机相应侧的分离器出口挡板，即：关闭磨煤机的分离器挡板：A、C、E磨的驱动端侧挡板XV2706A2、XV2706C2、XV2706E2和B、F磨的非驱动端侧挡板XV2706B1、XV2706F1，造成磨煤机由双端运行切为单端运行。
      2.2　磨煤机分离器出口挡板关闭，逻辑联关相应的磨煤机二次风调节挡板。即：关闭二次风控制调节挡板CD7108AA、CA、EA、BB、FB，二次风调节挡板由原来的正常开度关闭至0％开度。二次风调节挡板主要是根据锅炉燃烧情况不同，用来调节二次风量，以助燃和稳定锅炉的燃烧工况。
      2.3　把磨煤机相应侧的乏气挡板、煤粉挡板、PADOD一次风关断挡板关闭；给煤机停运。磨煤机的乏气和煤粉挡板是风粉从磨煤机分离器出口挡板送至炉膛，进行燃烧前的再一次进行风和粉的分离，分为乏气和煤粉两路分别送入炉膛进行汇合后燃烧，这样有利于风和粉的充分燃烧和控制。PASOD一次风关断挡板是一次风热风和冷风进行调温合适汇合后进行总的控制，磨煤机内部的风粉是靠磨两端的一次风的送入进行直吹的，故磨煤机属于正压直吹式磨煤机。由于燃烧不好，把以上一侧的挡板和给煤机切断，使磨煤机一侧的风和煤供给关闭，由双端运行自动更换为单端运行模式。
      2.4　当五台磨煤机由双端运行切为单端运行后，炉膛负压最低波动至-825Pa，汽包水位在-202mm--+195mm之间波动，燃烧极其恶化。机组运行工况十分危险，如果在炉膛燃烧不稳定、处理不及时的情况下，很可能造成磨煤机检测火检太弱而跳磨，甚至停炉停机。
      3 事故处理及具体实现方法
      3.1　分析出事故原因，采取相应的合理措施稳定运行，协助运行人员及时投运油枪稳燃、解除汽包水位高、低保护和磨煤机一次风量低跳磨煤机的联锁保护，运行人员手动调整炉膛负压、汽包水位、送风量、主/再热汽温、二次风控制挡板调节至正常。20：50分，开始依次恢复A、B、E、F、C磨煤机双端运行，21：20分仅30分钟时间，五台运行磨煤机均恢复至双端正常运行方式。保证了机组的安全稳定运行。21：40分，将油枪全部停运，机组恢复正常运行方式。机组稳定运行后，恢复一切联锁保护措施，避免了#1机组跳闸重大事故的发生。
      3.2　MFT主保护汽包水位高、低解除，汽包A、B两侧各有两个水位变送器PDT0101AA；AB和PDT0101BA；BB，一端两个变送器取平均值，经过汽包压力PT0101补偿后，进行计算处理高、低选择，经过逻辑与的关系产生汽包水位高、低保护。如果汽包水位高或低保护动作，则锅炉熄火，停机停炉。在解除保护时，找到CFG组态文件切至监视状态进行修改定值。把汽包水位高（ 定值：300 ）；汽包水位低（ 定值：-350 ）保护解除，由于本控制为英国ABB公司的INFI90系统，具体实现如下：
1/47/4 / 24/6  5701  FC12：S2 = 300；S3 = -350   ==>   S2 = MAX；S3 = MIN
1/47/4 / 24/6  5703  FC12：S2 = 300；S3 = -350   ==>   S2 = MAX；S3 = MIN
      3.2　磨煤机一次风量保护解除，磨煤机双端正常运行时，一次风量低定值为：13.5；单端正常运行时为：7。如果磨煤机一次风量低延时20秒，则磨煤机保护动作跳闸，磨煤机停运。在解除保护时，找到CFG组态文件切至监视状态进行修改定值。把磨双端运行一次风量低（ 定值：13.5 ）；磨单端运行一次风量低（ 定值：7 ）保护解除，由于本控制为英国ABB公司的INFI90系统，具体实现如下：
      3.2.1   1/49/4 / 9/6  4940  FC12：S2 = 0；S3 = 13.5   ==>   S3 = MIN
1/49/4 / 9/6  4942  FC12：S2 = 0；S3 = 7     ==>   S3 = MIN
( 或者解除分离器出口挡板全开,一次风量低延时20S的定值 )
      3.2.2   1/49/4 / 17/32  1267  FC35：S2 = 1；S3 = 20   ==>   S3 = MAX
      3.3　强制磨煤机的煤火检信号，磨煤机在不投油枪的情况下，如果煤火检失去，则磨煤机保护动作跳闸，磨煤机停运。在解除保护时，从集控室电子间火检控制柜，用火检柜专用钥匙把相应的控制器切为组态修改方式：FLAME FREE ==>  FLAME  LOCK，这样磨煤机煤火检信号一致存在。
      4 事故防范措施
      4.1　由于磨煤机由双端运行切为单端运行，锅炉燃烧工况极其恶化，运行人员必须快速及时投运油枪进行助燃，如果不正确及时，会使燃烧进一步恶化，造成无法控制而停炉停机。但在投运油枪时，由于原MBEL英巴厂家最初设计为：油枪投运需要有20秒的时间间隔，即一只油枪投运成功，20秒后方可投运另外一只油枪，原因为油枪连续投运一是影响主燃油系统压力波动大；二是考虑油枪连续投运不成功未点燃时，造成油漏入炉膛内太多，容易瞬时爆燃，对炉膛安全造成威胁。由于最初设计的原因，如果在投运油枪时有20秒的时间间隔限制，油枪无法及时投运，达不到快速投运油枪进行助燃的目的，针对以上情况的发生，把闭锁投油枪的时间间隔由原来的20秒修改为5秒，这样既能保护了炉膛的安全，又能在锅炉异常情况下快速投油，达到助燃的目的。
      4.2　此种配备冷一次风正压直吹式双进双出钢球磨制粉系统，采用"W"火焰燃烧方式的锅炉，由于煤种质量不好、锅炉本身设计特性和具体燃烧工况等多方因素，导致锅炉内部燃烧不充分，使炉膛内结焦，炉膛掉渣会使磨煤机的煤火检信号大幅降低，从而可能发生磨煤机由双端运行方式切为单端运行方式，直接影响锅炉本身的稳定燃烧，对机组的安全可靠运行造成一定的威协，针对因这种原因导致磨煤机切为单端运行的实际情况，进行多方讨论、分析原因，从炉膛掉渣的多次现象来看，火检信号突降低于50%的时间大致在10～14S，通过各方与会人员的一致研究决定，在保证机组安全经济运行的前提下，目前已将"火检信号低于50%跳闸磨煤机单端"逻辑增加12S延时，从DCS系统工程师站进行逻辑变更和改进，这样炉膛掉渣导致火检降低磨煤机切单端的现象大部分能够躲过，但如果灰渣掉落时间长则仍然不能避免。通过修改后的机组实际运行情况来看，既保证了机组的安全稳定运行，又避免了因炉膛掉渣影响燃烧，导致磨煤机双端运行切为单端运行的事故发生。
      4.3　在磨煤机由双端运行切为单端运行时，运行人员为了能快速及时的恢复磨煤机的双端正常运行，一是必须控制好磨煤机的风、粉、温度等各项性能参数；二是要准确及时的打开已关闭的一次风风和煤粉挡板，使停运的一侧给煤机投入运行。但是由于原MBEL英巴厂家最初设计为：如果磨煤机单端运行切换为双端运行，必须走磨煤机的切换程序，运行人员无法手动操作任何风、粉挡板，而磨煤机的切换程序，要求的风和温度控制参数太苛刻，在这种异常工况下，由于时间来不及对各参数进行细化调整，根本不适合这种工况的实际需要。针对以上情况的发生，把磨煤机的乏气挡板、煤粉关断挡板、分离器出口挡板、一次风关断挡板由原来最初设计不能手动操作，修改为允许进行手动操作控制，运行人员可以根据机组工况和磨煤机的各项参数要求进行合适的调整和控制，避免了磨煤机异常工况下无法控制的被动性。
      5 结束语
      通过磨煤机由双端正常运行方式切为单端运行方式事故的发生，以及对事故进行原因分析和采取相应的正确处理措施，避免了事故的扩大，保证了机组的安全可靠运行。同时我们从中还发现原设计有不太合理的地方，结合机组实际需要和运行情况进行了适当的修改，由于此种类型的双进双出的磨煤机刚刚试运结束，使我们对磨煤机工作原理、操作过程、运行特性有了进一步了认识和提高，完善和优化了磨煤机系统的各个环节的控制和调节，为此种类型的磨煤机操作和控制提供了一定的方法和经验          

 1、电动截门（7个）：2个给煤机入口阀（MV2709A1；A2）、2个给煤机出口阀（MV2701A1； A2）、1个总PA 隔离挡板（MD7508A）、2个PA隔离挡板（MD7508A1；A2）
2、气动截门（14个）：1个惰性置换阀（XV8203A）、1个密封风隔离阀（XV7510A）、2个分离器出口阀（XV2706A1；A2）、4个旋风分离器排气隔离阀、4个旋风分离器煤粉出口隔离阀、2个回粉阀（XV2705A1；A2）
3、气动调门（5个）：1个冷风调门（CD7504AA）、1个热风调门（CD7506AA）、1个密封风调门（CV7510A1）、2个旁路风调门（CV2704A1；A2）