哈药总厂锅炉给煤电机过流超载问题的分析与解决

哈药总厂锅炉给煤电机过流超载问题的分析与解决

王建海

(哈药集团制药总厂黑龙江哈尔滨150080)

摘要:哈药集团制药总厂自备电站75T/h流化床锅炉，日常供应生产用蒸汽，冬季增加厂区及住宅区供暖。采用的是热电联产方式，通过汽轮发电机组和汽动空压机组做功后，背压和抽汽结合外供蒸汽满足热用户的需求。原有4台35T/h抛煤机炉，因为故障率高而效率低下，故新建了3台循环流化床锅炉。项目新建时设计配套的是在炉前给煤平台上安装三台水平放置的螺旋输送机（俗称绞龙），用于连接煤斗与炉膛之间的用煤量输送控制。给煤机的拖动方式是4KW电机通过减速机与给煤机连接，给煤量的调节是通过控制给煤机的转速增减来满足生产需求。

关键词：输送控制，过流超载，输送改进

1在这个运行中遇到的问题是，在生产过程中会经常出现给煤机电流值大幅波动，经常表现为超流过载的现象。在过载电流下运行时，一旦不能及时发现就造成电机跳闸停机或者过热损坏的现象，从而影响给煤量，其结果会造成生产上的不稳定，同时这种效应具有滞后和缓动的影响特性，使得生产蒸汽的品质波动较大，影响着后续发电机组的稳定生产和经济运行工况。电机的频繁故障会增加大量的检修费用和工作量。在冬季供暖期间，这种影响持续时间长，更是影响到居民采暖的质量，产生不良的社会影响。

2针对这种问题，先后对设备的机械部分和电动机、配电装置进行了拆开检查。给煤机解体检查动静部分的间隙配合、轴承转动部分是否存在异常和缺陷、装配时同轴度及输送翅片的形状改变情况。对过流明显的电机进行相线检测及每相电流的分配检测、配电装置的检查，可能部分配置线路由于环境温度高造成绝缘层老化，要进行更换，接线点重新清理干净并紧固，消除可能虚接产生的影响。在运行中还发现，给煤机在高速给煤时电流相对好些，在低速时电机超载现象频发明显，针对这一现象进行了给定值的改变。并在系统设备检查完善后进行了测试，测试结果如下：

以75T/h流化床锅炉为例（螺旋式给煤机额定工况时）：

给煤机电机电流空载时约2A;额定负荷时约7A-8A，和8A以上过载保护动作停机；电机设计额定电流为8A。

空载（未加入燃煤）时，转数、电流分配均满足要求，调整工况转数时电流平稳变化，未出现波动以及过流现象。考虑到给煤机在高速时比低速工况稳定性好的特性，对煤斗下部出煤口处对应的输送机翅片减小三分之一直径，对调节煤量厚度的挡煤月牙板改造，减少瞬时给煤量，而使通过控制给煤机在相对高转数区域工作以改变原来的电流波动现象。

2.1改造完成后正值供暖前期准备阶段，投入生产后工况较以前的情况有了一定提升，在设计范围内电流值符合要求，能够连续运行，但是会出现瞬间的跳动峰值和阶段性高电流。分析原因是由于粉碎后的煤块形状不规则或煤中有其他杂物卡涩在翅片与箱壁之间动静间隙处引起电流超高，随着翅片转动逐渐推出卡涩物，电流又恢复正常，这种现象发生的频次依然较多。经过在发生这一现象时拆开设备检查，证实了这种分析原因。还有就是在煤的粉尘含量过多、水分含量较大时，受翅片的推进挤压，粘附在翅片和壳体箱壁上的煤粉集结成块，造成动静之间摩擦。同时螺旋转子自重增加较多，不平衡现象出现，引起转子转动时产生振动和摩擦声音，电机电流逐步提高，给煤量在同一转数下出现下降的现象。驱动电机长期处于高电流下波动运行，增加了故障的风险性。

因生产需要设备不能在供暖期间长时间停运改造，只能采取操作人员增加检查和及时维护的频率，频繁拆开上盖板清理翅片和内壁附着物。清掏和回装输送机内存煤，工作量大，对现场环境影响也较大，单炉的三台给煤机轮流停运清掏也影响锅炉给煤量的稳定和负荷的平衡，增加人力和物力的投入，造成费用成本增加。

2.2对螺旋输送给煤设备的改进，使运行工况有一定的改善，但是故障依旧存在。结合多次故障分析总结与原有抛煤炉的刮板式给煤机这种现象很少的特点，对给煤机进行了改型，用刮板式输送替代设计选用的螺旋式输送，以避免推进中的挤压、煤块及杂物的干扰、煤层在推进中能够保持松散的状态。综合考虑流化床炉现有空间及运行特点，要求不能使用开放式给煤，输送距离接近四米，采用刮板式也会使设备外形增大，结合给煤机之间的距离要求，在平台空间的布置上需要考虑解决。选型参考的给煤刮板输送距离小，不足一米而且是开放式，采用的是正向输送，上层刮板带料，下层刮板为无料返回层。流化床炉受空间和下料方式限制无法按固有的设备形式选用。针对实际情况和设备需求，经测量分析制定解决方案如下：

（1）采用封闭式箱体，刮板链条、主动轮、从动轮全部内置；

（2）用下刮板给料，刮板反向转动，避免正向转动时下刮板带料造成端部堆积，采用反向转动使煤层直接推进下煤口，不产生挤压；

（3）采用链条连接电机减速机和主动轮之间的传动，将电机和减速机置于箱体上部，可以节省空间、方便检修维护、避免煤粉灰尘的堆积侵扰，有利于散热和保持清洁。

设备改造后进行空载试运，空载电流与螺旋输送式给煤电机电流值接近，无明显差别。在满足条件后进行单机给煤试运，出现了煤量大无法控制好，随着刮板转动煤层很快充满箱体，电机电流急剧上升过载，无法运行，通过控制煤斗插板开度控制煤量也无法满足需要，下煤插板节流无法与刮板匹配输煤量，开度小则煤斗易蓬煤下不来，稍大则堆满输送箱。解决方法：在上下刮板之间对应下煤口位置加装可调节上下的水平钢板，前后两端多出下煤口200mm，两侧与箱体保留1mm滑动间隙，端部做成弧形防止与刮板链条刮碰，利用钢板和刮板在钢板的两端封堵作用，使落到钢板上的煤不外溢，根据刮板的运行速度刮去相应的煤量落在箱体内，由下刮板输送到炉膛进煤口，这样使箱内只是保留需要的煤量。

满足以上条件后再次试运，调好适合的钢板高度，给煤量控制非常稳定，电机电流与空载相比增加不大，与原有设备相比，电流值由原来的8A降到3.3A，其结果是稳定性大幅提高。

同样以75T/h流化床锅炉为例（刮板式给煤机额定工况）

给煤机电机电流空载时约2A;额定负荷时约3.3A；电机设计额定电流为8A。

3总结经过供暖期检验，电机电流过载现象得到明显的消除，波动现象也有效的避免，生产的稳定性和连续性有了保障，同时降低了人力物力的投入，工作人员减少了检修的工作量，降低了各方面的费用成本。

参考文献:

[1]胡伟峰.大型电站锅炉煤种适应性探讨【J】.电力设备，2004,5（11）：61-63

[2]金海明、郑安平.电力电子技术【M】.北京邮电大学出版社.2006

[3]曹晓东、黄保升.低压电机过载保护【J】.电工技术.2009（12）