660MW超臨界鍋爐制粉系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究

1、660mw超臨界鍋爐制粉系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究 摘要：大唐黃島發(fā)電有限責(zé)任公司6號(hào)660mw超臨界機(jī)組自2007年投產(chǎn)以來，鍋爐制粉系統(tǒng)陸續(xù)暴露出磨煤機(jī)出力低、單耗大、磨損嚴(yán)重等問題，針對(duì)上述系列問題，進(jìn)行了詳細(xì)的制粉系統(tǒng)診斷及優(yōu)化試驗(yàn)。通過現(xiàn)場試驗(yàn)，摸清和掌握了目前鍋爐制粉系統(tǒng)的運(yùn)行性能，深入分析了制粉系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，制粉系統(tǒng)整體安全性、經(jīng)濟(jì)性都有一定程度的提高。該診斷過程及分析辦法可為國內(nèi)同類型機(jī)組制粉系統(tǒng)的調(diào)整提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。 關(guān)鍵詞：制粉系統(tǒng)；診斷；調(diào)整試驗(yàn)；經(jīng)濟(jì)性 中圖分類號(hào)： tk223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)： 0 引言 大唐黃島發(fā)電有限公司三期工程6號(hào)鍋爐為sg2102/25.

2、40-m953型超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流燃煤鍋爐，由上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)。鍋爐采用單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)、型露天布置，配套660mw汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐配備了6臺(tái)zgm113g型中速磨煤機(jī)，采用冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，設(shè)計(jì)在bmcr工況下5臺(tái)投運(yùn)，1臺(tái)備用。每臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)同層的四角4只直流式煤粉燃燒器，煤粉細(xì)度r75=25%。 #6機(jī)組投產(chǎn)兩年后，在長時(shí)間的運(yùn)行之后，鍋爐制粉系統(tǒng)陸續(xù)暴露出一些問題，如磨煤機(jī)出力低、單耗大、磨損大等問題，已影響到機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行1-2。針對(duì)上述問題，進(jìn)行了詳細(xì)的制粉系統(tǒng)診斷及優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，通過現(xiàn)場

3、試驗(yàn)，摸清和掌握了目前鍋爐制粉系統(tǒng)的運(yùn)行特性及調(diào)整特性，經(jīng)過調(diào)整，使得鍋爐的整體安全性、經(jīng)濟(jì)性都有一定程度的提高。 1 制粉系統(tǒng)問題概述 6號(hào)爐配備6臺(tái)zgm113g型中速磨煤機(jī)，采用冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)。制粉系統(tǒng)存在如下主要問題：（1）磨煤機(jī)風(fēng)量測(cè)量裝置線性度較差，表盤值和實(shí)測(cè)值對(duì)應(yīng)關(guān)系規(guī)律性較差，而風(fēng)量的準(zhǔn)確性是磨煤機(jī)采用合適的風(fēng)煤比曲線運(yùn)行的提前；（2）磨煤機(jī)的最佳風(fēng)煤比曲線不確定，合適的風(fēng)煤比曲線可保證合適的煤粉細(xì)度、均勻性指數(shù)的前提下，盡量降低制粉單耗，且有利于燃燒；（3）磨煤機(jī)加載壓力偏大，設(shè)備磨損嚴(yán)重；（4）磨煤機(jī)出力偏低，從而制粉單耗偏高，嚴(yán)重時(shí)影響帶負(fù)荷。 針對(duì)制粉系

4、統(tǒng)出現(xiàn)的上述四個(gè)問題，進(jìn)行了制粉系統(tǒng)診斷及優(yōu)化試驗(yàn)，對(duì)目前出現(xiàn)的問題進(jìn)行摸底、診斷分析并優(yōu)化調(diào)整。為方便分析問題，選取最具有代表性的d磨煤機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的分析。 2 制粉系統(tǒng)摸底及診斷 對(duì)目前的制粉系統(tǒng)進(jìn)行摸底試驗(yàn)，摸清目前制粉系統(tǒng)出現(xiàn)的問題并進(jìn)行初步診斷。 2.1風(fēng)量測(cè)量及風(fēng)粉分配偏差 d磨煤機(jī)風(fēng)量測(cè)試值和表盤值的對(duì)應(yīng)關(guān)系見圖1。風(fēng)粉分配偏差情況見表1。 圖1 d磨煤機(jī)風(fēng)量標(biāo)定規(guī)律 從圖1可看出，d磨煤機(jī)的風(fēng)量實(shí)測(cè)值和表盤值之間無明顯規(guī)律性，說明風(fēng)量測(cè)量裝置線性度差，不能真實(shí)反映磨煤機(jī)風(fēng)量，導(dǎo)致磨煤機(jī)無法按照設(shè)定的風(fēng)煤比曲線運(yùn)行。 表1d磨煤機(jī)風(fēng)粉分配偏差 從表1可知，d磨煤機(jī)一次風(fēng)管風(fēng)速偏差較

5、大，d1管風(fēng)速偏差為12.81%，需要調(diào)整縮孔，將風(fēng)速偏差調(diào)至5%以內(nèi)。d磨煤機(jī)的粉量偏差很小，運(yùn)行狀態(tài)良好。 2.2磨煤機(jī)運(yùn)行狀況摸底 對(duì)六臺(tái)磨煤機(jī)在常用出力下的加載力、磨電流、磨煤單耗及煤粉細(xì)度進(jìn)行摸底試驗(yàn)，見表2。 表2磨煤機(jī)運(yùn)行狀況摸底 從表2可知，在常用出力47t/h下，磨煤單耗普遍處于9kwh/t以上；加載壓力普遍在13.5mpa以上；各個(gè)磨煤機(jī)煤粉細(xì)度不一；f磨煤機(jī)電流、功率明顯高于其它磨煤機(jī)。 2.3磨煤機(jī)最大、最小出力 表3為d磨煤機(jī)最大、最小出力工況?？梢钥闯?，目前磨煤機(jī)出力在58t/h的水平，遠(yuǎn)達(dá)不到同類型磨一般出力65t/h的水平，磨煤機(jī)在大出力下磨煤單耗降低至8 kw

6、h/t左右，在低出力時(shí)，磨煤單耗很高。 表3d磨煤機(jī)最大、最小出力 3 制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn) 針對(duì)d磨煤機(jī)的摸底情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)。調(diào)整試驗(yàn)內(nèi)容有風(fēng)量特性試驗(yàn)、加載力特性試驗(yàn)、出力特性試驗(yàn)。目的是尋找合適的風(fēng)煤比曲線及加載力曲線，提高出力，降低單耗。 3.1風(fēng)量特性試驗(yàn) d磨煤機(jī)習(xí)慣運(yùn)行工況下運(yùn)行風(fēng)量偏大，表盤風(fēng)量比實(shí)測(cè)偏小所致是主要原因之一，通過試驗(yàn)，獲得了磨煤機(jī)運(yùn)行風(fēng)煤比曲線，按照該曲線運(yùn)行，可保證煤粉細(xì)度在21%左右，且制粉單耗和均勻性指數(shù)較好。 圖2磨煤機(jī)風(fēng)煤比曲線 3.2加載力特性試驗(yàn) 維持d磨出力46.4t/h，風(fēng)量88t/h，分離器擋板開度50，出口溫度77，通過調(diào)整加載壓力改

7、變磨煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。以探討加載力對(duì)磨煤單耗、煤粉細(xì)度的影響，見表4。 表4d磨煤機(jī)加載壓力特性試驗(yàn) 從表4可看出，隨加載壓力增大，煤粉細(xì)度呈下降趨勢(shì)：加載壓力由11.52mpa增大至12.77mpa時(shí)，煤粉細(xì)度r90由25.6%下降至17.8%，降低了7.8%；而加載壓力由12.77mpa增大至14mpa時(shí)，煤粉細(xì)度r90由17.8%下降至16.4%，降低了1.4%。這說明加載壓力增加到一定程度后對(duì)煤粉細(xì)度的影響越來越小，即磨煤機(jī)加載壓力存在一最佳值。隨加載壓力增大，磨煤單耗呈近似線性平緩上升趨勢(shì)。工況出力下，加載力最佳設(shè)置為12mpa時(shí)，煤粉細(xì)度滿足21%的同時(shí)，磨煤單耗較低。 3.3出力特性

8、試驗(yàn) 維持分離器擋板開度50，出口溫度77，通過調(diào)整d磨煤機(jī)出力改變其運(yùn)行狀態(tài)，加載壓力、風(fēng)量相應(yīng)調(diào)整。出力特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表5。 表5d磨煤機(jī)出力特性試驗(yàn) 從表5可以看出，隨磨煤機(jī)出力增大，磨煤單耗呈下降趨勢(shì)；無論在什么出力下，煤粉細(xì)度r90均處于20%左右，而一般情況下，隨磨煤機(jī)出力增大，煤粉細(xì)度呈上升趨勢(shì)，由此可判斷磨煤機(jī)一直處于大加載壓力狀態(tài)運(yùn)行。 4 制粉系統(tǒng)問題分析 結(jié)合制粉系統(tǒng)運(yùn)行摸底情況及優(yōu)化調(diào)整結(jié)果，對(duì)制粉系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析并提出解決方法。 4.1風(fēng)量測(cè)量裝置線性度差 由圖1可知，風(fēng)量測(cè)量裝置線性度差，不能真實(shí)反映磨煤機(jī)風(fēng)量。 現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場風(fēng)量測(cè)量裝置安裝的位置距離進(jìn)

9、入磨煤機(jī)風(fēng)道的彎頭太近，小于5倍的管道直徑，導(dǎo)致此處流場極不穩(wěn)定，不符合風(fēng)量測(cè)量裝置安裝的位置要求，故難于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。 4.2加載壓力偏大 中速磨加載壓力的大小對(duì)磨煤單耗、磨輥磨盤的磨損速度、煤粉細(xì)度及煤粉均勻性指數(shù)都有一定的影響。加載壓力偏大時(shí)，煤粉細(xì)度變化不大，但煤粉均勻性指數(shù)上升，這對(duì)降低飛灰可燃物含量，提高鍋爐熱效率是有利的，負(fù)面影響是磨輥磨盤磨損加劇、磨煤單耗上升，磨煤機(jī)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性下降；加載壓力偏小時(shí)，磨輥磨盤磨損減輕、磨煤單耗下降，這對(duì)提高磨煤機(jī)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性是有利的，負(fù)面影響是煤粉細(xì)度上升、煤粉均勻性指數(shù)下降，此時(shí)往往飛灰可燃物含量上升，鍋爐熱效率下降。另外，加

10、載壓力也不宜過小，過小時(shí)會(huì)造成磨煤機(jī)研磨出力不足。因此，在保證煤粉細(xì)度的前提下，磨煤機(jī)加載壓力存在一最佳值。 標(biāo)準(zhǔn)加載力曲線及調(diào)整后加載力曲線分別見圖3及圖4。 圖3 標(biāo)準(zhǔn)加載力曲線 圖4 調(diào)整后運(yùn)行加載力曲線 對(duì)比圖3、圖4，可知，優(yōu)化調(diào)整后的加載力運(yùn)行曲線比zgm113g型磨煤機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)加載壓力曲線加載力偏大，但在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，其可降低的余地不大，原因分析如下。 （1）難磨煤種 對(duì)入爐煤進(jìn)行多次采樣，混和后進(jìn)行了哈氏可磨性指數(shù)分析，hgi=58，可磨性屬于難磨，難磨煤種往往需要較大的加載壓力。 （2）磨輥磨盤磨損嚴(yán)重 磨煤機(jī)長期磨制難磨煤種將引起磨煤機(jī)磨輥磨盤磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致磨煤機(jī)研磨出力不足，

11、磨煤機(jī)不得不增大加載壓力運(yùn)行，磨煤機(jī)增大加載壓力運(yùn)行后又加劇了磨煤機(jī)磨輥磨盤的磨損，這是一個(gè)惡性循環(huán)的過程。 煤質(zhì)屬于難磨煤、磨煤機(jī)磨輥磨盤磨損嚴(yán)重導(dǎo)致磨煤機(jī)研磨出力不足是目前磨煤單耗偏大的根本原因。磨煤機(jī)加載壓力偏大是目前磨煤單耗偏大的主要原因之一。 4.3磨煤機(jī)出力偏低 磨煤機(jī)出力由其研磨出力、通風(fēng)出力、干燥出力三者中的最小者決定。目前磨煤機(jī)出力遠(yuǎn)不能達(dá)到此型磨煤機(jī)的一般出力水平（65t/h左右），這也是目前磨煤單耗偏大的主要原因之一。原因分析如下。 （1）磨煤機(jī)研磨出力不足 如前所述，煤質(zhì)屬于難磨煤、磨煤機(jī)磨輥、磨盤磨損嚴(yán)重導(dǎo)致磨煤機(jī)研磨出力不足。 （2）磨煤機(jī)通風(fēng)出力不足 磨煤機(jī)通風(fēng)出

12、力不足的根本原因在于一次風(fēng)機(jī)。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一次風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)(流量、全壓)偏低、實(shí)際運(yùn)行時(shí)電流遠(yuǎn)小于額定值，而空氣預(yù)熱器阻力偏大是一次風(fēng)壓偏低的主要原因。另外，磨煤機(jī)風(fēng)環(huán)磨損嚴(yán)重造成的風(fēng)環(huán)風(fēng)速下降也是導(dǎo)致磨煤機(jī)通風(fēng)出力不足的原因之一。 （3）磨煤機(jī)干燥出力不足 磨煤機(jī)出口溫度代表了原煤和煤粉的干燥程度。目前廠內(nèi)常用煤種的水份較大，一般在12%左右，大時(shí)可以達(dá)到16%左右，導(dǎo)致磨煤機(jī)出口溫度一般不能達(dá)到80，這是導(dǎo)致磨煤機(jī)干燥出力不足的根本原因。 磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)節(jié)門全關(guān)時(shí)，磨煤機(jī)入口溫度在280左右，比空氣預(yù)熱器后一次風(fēng)溫偏低20以上，說明磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)節(jié)門關(guān)閉不嚴(yán)，磨煤機(jī)冷風(fēng)漏量較大，造成磨煤機(jī)入

13、口溫度偏低，這也是導(dǎo)致磨煤機(jī)干燥出力不足的原因之一。 另外，由于煤種為高揮發(fā)分煤種，考慮到熱風(fēng)溫度高時(shí)磨煤機(jī)石子煤箱易自燃，運(yùn)行中一般也控制較低的磨煤機(jī)入口溫度。 5結(jié)論及建議 經(jīng)過制粉系統(tǒng)摸底、診斷及問題分析之后，提出以下結(jié)論及建議。 （1）選擇一臺(tái)磨煤機(jī)的風(fēng)量測(cè)量裝置，將其移動(dòng)至進(jìn)入磨煤機(jī)風(fēng)道直管段的中間位置，待重新標(biāo)定并運(yùn)行一段時(shí)間后再檢驗(yàn)其效果。如果運(yùn)行可靠，則推廣至其它磨煤機(jī)；如果仍然線性度較差，則說明此風(fēng)量測(cè)量裝置本身存在問題，可對(duì)其進(jìn)行改造或更換其它類型的風(fēng)量測(cè)量裝置。 （2）按照調(diào)整后的加載力曲線及風(fēng)煤比曲線運(yùn)行，在保證煤粉細(xì)度在21%左右的前提下，降低制粉單耗，提高出力。 （3）定期對(duì)磨煤機(jī)磨輥、磨盤進(jìn)行檢修，可考慮3000h進(jìn)行堆焊或更換，確保研磨能力，使得運(yùn)行加載力可處于較低水平，磨煤單耗降低，良性循環(huán)。 （4）目前磨煤機(jī)最大出力可以達(dá)到60t/h，最小出力可以達(dá)到16t/h。磨煤機(jī)在較大出力下運(yùn)行有利于降低磨煤單耗，一般磨煤機(jī)出力在55t/h左右時(shí)磨煤單耗可以下降至8kwh/t以下。建議單臺(tái)磨煤機(jī)出力維持在55t/h左右，機(jī)組升負(fù)荷時(shí)能不起動(dòng)磨煤機(jī)最好不要起動(dòng)。 （5）經(jīng)過制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)后，整個(gè)系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性都有所提高。制粉單耗下降2kw