何勁波，莊國(guó)霖，傅勇強(qiáng)，李奎，陳乃曉

(湛江中粵能源有限公司，廣東 湛江 524000)

0 引言

制粉系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的主要系統(tǒng)之一，其運(yùn)行狀況直接影響鍋爐燃燒的穩(wěn)定性及帶負(fù)荷能力。制粉系統(tǒng)出粉的細(xì)度越小，爐內(nèi)燃燒過(guò)程中煤粉的表面積就越大，著火及燃盡品質(zhì)也越高，但與此同時(shí)，磨煤細(xì)度越小，磨煤?jiǎn)魏木驮礁摺Ｓ捎谥品巯到y(tǒng)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，工作環(huán)境非常惡劣，因此，全面掌握制粉系統(tǒng)的運(yùn)行特性對(duì)整個(gè)鍋爐穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要[1-3]。

湛江中粵能源有限公司600 MW機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在諸多問(wèn)題：磨煤機(jī)各粉管一次風(fēng)速最大偏差達(dá)±20%，導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)燃燒不穩(wěn)定，空氣預(yù)熱器出口兩側(cè)溫度和氧含量偏差較大；煤粉細(xì)度R90為30%左右，對(duì)爐內(nèi)著火燃燒和燃盡較為不利；磨煤電耗在10～15 (kW·h)/t的較高范圍，對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性不利。因此，為了解磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，使制粉系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)該機(jī)組進(jìn)行了制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)。

1 機(jī)組概況

湛江中粵能源有限公司600 MW鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)、前后墻對(duì)沖燃燒方式、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、尾部雙煙道、全鋼架的П形燃煤汽包爐，鍋爐型號(hào)為DG2030/17.5-П8。燃燒器采用外濃內(nèi)淡型低NOx軸向旋流式煤粉燃燒器(DBC-OPCC型)，共30只，前后對(duì)沖燃燒方式，分3層布置在鍋爐前后墻水冷壁上，每層各有5只燃燒器。3層燃燒器中心標(biāo)高分別為31 104，26 904，22 704 mm，燃燒器層間距為4 200 mm，列間距為3 680 mm，最外側(cè)燃燒器中心線距側(cè)墻距離為2 990 mm。同墻面、同標(biāo)高的5只燃燒器共用一個(gè)二次風(fēng)室，同層5只燃燒器與1臺(tái)磨煤機(jī)相對(duì)應(yīng)，燃燒器的投、停與磨煤機(jī)的投、停同步。制粉系統(tǒng)為中速磨正壓直吹式系統(tǒng)，配備6臺(tái)ZGM113G型中速輥式磨煤機(jī)，燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)5投1備，設(shè)計(jì)煤種細(xì)度為70目篩通過(guò)量為84%。鍋爐設(shè)計(jì)煤種為平三煙煤，校核煤種1為伊泰煙煤，校核煤種2為準(zhǔn)格爾煙煤，煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)煤種和校核煤種的煤質(zhì)特性

2 制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)及分析

磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)依據(jù)DL/T 467—2004《電站磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)性能試驗(yàn)》進(jìn)行[4]。試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)一次風(fēng)速調(diào)平減小了燃燒偏差，通過(guò)調(diào)節(jié)分離器擋板開(kāi)度調(diào)整了出粉細(xì)度，通過(guò)調(diào)整磨煤機(jī)加載力、通風(fēng)量和出力分析了這些因素對(duì)煤粉細(xì)度及磨煤電耗的影響。

2.1 一次風(fēng)速偏差調(diào)平

每臺(tái)磨煤機(jī)配置1臺(tái)粗粉分離器，分離器內(nèi)置可調(diào)擋板來(lái)調(diào)節(jié)煤粉細(xì)度。不合格的粗煤粉經(jīng)過(guò)氣動(dòng)定時(shí)全開(kāi)全關(guān)式回粉閥門返回磨煤機(jī)重新磨制，合格的煤粉通過(guò)煤粉管道送至燃燒器，各主煤粉管道上布置有可調(diào)節(jié)縮孔，用以調(diào)整磨煤機(jī)兩端的風(fēng)量分配。

由于各組燃燒器的配風(fēng)比例、磨煤機(jī)兩端風(fēng)煤比均衡性不同，導(dǎo)致空氣預(yù)熱器出口兩側(cè)溫度和氧含量偏差較大。在冷態(tài)條件下調(diào)整磨煤機(jī)各粉管可調(diào)縮孔，對(duì)一次粉管的阻力進(jìn)行調(diào)平；在熱態(tài)下重新調(diào)整，最終將各粉管一次風(fēng)速偏差控制在±5%以內(nèi)。然后通過(guò)控制磨煤機(jī)分離器出口溫度一致，可保證磨煤機(jī)兩端風(fēng)量、煤量均衡，從而減小燃燒偏差。以A，E磨煤機(jī)為例，調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，表中DCS為分散控制系統(tǒng)。

表2 A，E磨煤機(jī)各粉管一次風(fēng)速調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果

2.2 煤粉細(xì)度調(diào)節(jié)

煤粉細(xì)度對(duì)鍋爐的燃燒經(jīng)濟(jì)性影響很大。機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，煤粉細(xì)度偏大且不穩(wěn)定，使得飛灰含碳量和未完全燃燒熱損失偏高，從而影響了鍋爐的燃燒效率。分離器擋板開(kāi)度對(duì)煤粉流量偏差和煤粉細(xì)度R90有明顯的影響[5]。圖1所示為A磨煤機(jī)分離器擋板開(kāi)度與煤粉細(xì)度及磨煤?jiǎn)魏牡年P(guān)系，由圖1可以看出：隨著分離器擋板開(kāi)度的減小，煤粉細(xì)度R90和R200逐漸減小而磨煤電耗增大。考慮到分離器擋板開(kāi)度為45%/45%(表示磨機(jī)出口左右兩側(cè)分離器擋板開(kāi)度，下同)時(shí)磨煤?jiǎn)魏娜匀惶幱诤侠矸秶鷥?nèi)，而煤粉細(xì)度也較為理想，故建議將A磨煤機(jī)分離器擋板開(kāi)度保持在45%/45%。但分離器擋板開(kāi)度并非越小越好，由表3可以看出，B磨煤機(jī)在調(diào)整前開(kāi)度偏小，導(dǎo)致粉管堵粉、磨煤機(jī)出力不足。在保證出力的前提下，將煤粉細(xì)度調(diào)整到設(shè)計(jì)范圍，煤粉粒度分布的均勻性得到了改善。

圖1 A磨煤機(jī)擋板開(kāi)度對(duì)煤粉細(xì)度和磨煤?jiǎn)魏牡挠绊?/p>

表3 各磨煤機(jī)調(diào)整前、后煤粉細(xì)度

2.3 制粉系統(tǒng)運(yùn)行特性試驗(yàn)

為掌握制粉系統(tǒng)運(yùn)行特性，分別對(duì)磨煤機(jī)進(jìn)行變加載力、變出力和變風(fēng)量試驗(yàn)，圖2為A磨煤機(jī)和B磨煤機(jī)的變加載力試驗(yàn)結(jié)果。由圖2可以看出：其他條件不變的情況下，隨著磨輥加載油壓的增加，煤粉細(xì)度R90和R200均減小，磨煤?jiǎn)魏闹饾u增大但變化不大；與此同時(shí)，磨煤機(jī)電流變化不明顯。因此，適當(dāng)增大磨輥加載油壓有利于磨煤機(jī)整體性能的提高。

圖2 A，B磨煤機(jī)變加載力試驗(yàn)結(jié)果

圖3為B，E磨煤機(jī)變出力試驗(yàn)結(jié)果，由圖3可以看出：隨著出力的增加，煤粉細(xì)度R90和R200均增大，而磨煤機(jī)單耗顯著降低。

圖3 B，E磨煤機(jī)變出力試驗(yàn)結(jié)果

從圖4所示的變通風(fēng)量試驗(yàn)結(jié)果可以看出：隨著風(fēng)量的增大，煤粉細(xì)度隨之增大而磨煤電耗變化不明顯。磨煤機(jī)通風(fēng)量決定磨煤機(jī)風(fēng)環(huán)的風(fēng)速，風(fēng)環(huán)風(fēng)速越大，就可以攜帶更多、更大的煤粉顆粒，減少石子煤量；同時(shí)，在磨煤機(jī)出力不變的情況下，改變通風(fēng)量相當(dāng)于改變了風(fēng)煤比，會(huì)對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。

圖4 B，E磨煤機(jī)變風(fēng)量試驗(yàn)結(jié)果

2.4 磨煤機(jī)最佳運(yùn)行方式試驗(yàn)

根據(jù)之前的運(yùn)行特性試驗(yàn)，對(duì)B，D，E磨煤機(jī)進(jìn)行了最佳運(yùn)行方式試驗(yàn)。表4為磨煤機(jī)最佳運(yùn)行方式試驗(yàn)結(jié)果，由表4可以看出：調(diào)整后煤粉細(xì)度R90降到16%的設(shè)計(jì)細(xì)度范圍內(nèi)，磨煤?jiǎn)魏慕档偷?～9 (kW·h)/t的理想范圍。

表4 磨煤機(jī)最佳運(yùn)行方式試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)調(diào)整試驗(yàn)解決了影響鍋爐安全運(yùn)行的一系列重要問(wèn)題，如煤粉細(xì)度較粗、飛灰含碳量高、燃燒不穩(wěn)定等，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，降低了機(jī)組的供電煤耗。同時(shí)掌握了制粉系統(tǒng)的運(yùn)行特性，可為日常運(yùn)行提供指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]DL/T 467—2004 電站磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)性能試驗(yàn)[S].

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