雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)運(yùn)行優(yōu)化

劉啟亮

（國電菏澤發(fā)電有限公司，菏澤274032）

雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)是火力發(fā)電廠中廣泛采用的一種制粉設(shè)備，具有生產(chǎn)效率高、研磨煤種范圍廣和不受異物影響等優(yōu)勢(shì)；但在啟動(dòng)、運(yùn)行、停止過程中存在一定問題，有時(shí)制粉量不均勻，低負(fù)荷富裕量大，功耗大，摻燒其他煤種時(shí)經(jīng)常發(fā)生堵煤等現(xiàn)象；因此開展W形火焰鍋爐磨煤機(jī)運(yùn)行方式優(yōu)化研究，對(duì)深挖機(jī)組節(jié)能潛力、降低輔機(jī)耗電率具有十分重要的意義。

1 設(shè)備概況

國電菏澤發(fā)電有限公司2臺(tái)300MW機(jī)組鍋爐配備了英國Mitsui Babcock公司生產(chǎn)的W形火焰鍋爐。該鍋爐為單爐膛、平衡通風(fēng)、一次中間再熱、亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、單汽包鍋爐，蒸發(fā)量為1 025t／h。鍋爐設(shè)計(jì)燃用85%無煙煤加15%半無煙煤，其煤質(zhì)見表1。

鍋爐配備正壓直吹式制粉系統(tǒng)，由2臺(tái)密封風(fēng)機(jī)、2臺(tái)離心式一次風(fēng)機(jī)、3臺(tái)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)（技術(shù)參數(shù)見表2）、6臺(tái)皮帶式給煤機(jī)組成。3臺(tái)磨煤機(jī)型號(hào)為SVEDALA14′－0″×18′－0″，總的制粉能力為鍋爐MCR時(shí)所需煤量的120%。

表1 設(shè)計(jì)煤質(zhì)

表2 磨煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2 磨煤機(jī)現(xiàn)運(yùn)行狀況

目前，正常情況下3臺(tái)磨煤機(jī)全部運(yùn)行，低負(fù)荷時(shí)段通過降低料位和一次風(fēng)壓來滿足燃燒需要，以滿足AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）投入條件。此種運(yùn)行方式對(duì)于磨煤機(jī)和一次風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷階段是超富裕功率運(yùn)行，造成機(jī)組低負(fù)荷階段廠用電率升高；磨煤機(jī)低負(fù)荷低料位運(yùn)行鋼球和磨煤機(jī)筒體襯板磨損都比較嚴(yán)重，鋼球消耗量上升，功率消耗和噪聲都比較大。

3 磨煤機(jī)運(yùn)行優(yōu)化

3．1 料位控制系統(tǒng)優(yōu)化

原雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)料位測(cè)量使用電耳噪聲測(cè)量系統(tǒng)，其原理為通過測(cè)量噪聲水平，利用電耳產(chǎn)生的音頻信號(hào)。由于內(nèi)部噪聲與煤的硬度、鋼球的大小、一次風(fēng)速、一次風(fēng)量等外部環(huán)境有關(guān)，與內(nèi)部煤粉量的多少并不成線性關(guān)系，容易造成高負(fù)荷帶不上去，低負(fù)荷降不下來，脫離AGC指令曲線。在深入研究磨煤機(jī)料位檢測(cè)的基礎(chǔ)上，提出了采用料位差壓法與噪聲電耳法相結(jié)合的綜合檢測(cè)方法：低負(fù)荷、低料位階段投用電耳料位測(cè)量，差壓法測(cè)量值作為參考；高負(fù)荷、高料位階段采用差壓自動(dòng)，電耳測(cè)量值作為參照。采用料位綜合檢測(cè)后，磨煤機(jī)制粉量自動(dòng)投入率大幅度提高，磨煤機(jī)料位工作在較為理想的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)了磨煤機(jī)低功耗、低磨損。料位控制系統(tǒng)優(yōu)化后，料位穩(wěn)定自動(dòng)投入良好（見圖1）。

圖1 料位控制實(shí)時(shí)曲線

3．2 鋼球裝載量優(yōu)化

原磨煤機(jī)不同直徑鋼球加載比例見表3。

實(shí)際裝載量為83t／臺(tái)，磨煤機(jī)電流約130A，補(bǔ)充鋼球直徑為60mm，年補(bǔ)充添加鋼球量30t。優(yōu)化后采用自制多元高鉻合金抗磨鋼球，利用鋼球磨損穩(wěn)態(tài)模型計(jì)算鋼球最佳級(jí)配，確定磨煤機(jī)最大和最小鋼球直徑為60mm和20mm，以裝球總質(zhì)量一定的情況下鋼球個(gè)數(shù)盡量多為原則，確定各種規(guī)格鋼球比例（見表3）。鋼球裝載優(yōu)化后磨煤機(jī)裝球質(zhì)量減少37%，電耗降低23%，磨煤機(jī)鋼球消耗降低61%，實(shí)現(xiàn)了火電廠雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（見表4）。運(yùn)行后注意根據(jù)磨煤機(jī)制粉量、電流及煤粉細(xì)度等情況補(bǔ)加直徑60mm以上鋼球適量。合理補(bǔ)球的原則為：（1）保證補(bǔ)球后磨煤機(jī)中有效鋼球質(zhì)量等于額定裝球量；（2）補(bǔ)球后應(yīng)使鋼球級(jí)配更加協(xié)調(diào)；（3）優(yōu)先補(bǔ)加大球，及時(shí)篩選小球［1］。

表3 各種鋼球裝載質(zhì)量分?jǐn)?shù)

表4 磨煤機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化前后運(yùn)行數(shù)據(jù)

3．3 磨煤機(jī)啟停方式優(yōu)化

機(jī)組正常啟動(dòng)過程中，充分利用熱風(fēng)聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)（見圖2），提高磨煤機(jī)暖磨速度，減少磨煤機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)間，降低磨煤機(jī)制粉單耗。注意一般按照啟動(dòng)順序（B磨煤機(jī)—C磨煤機(jī)—A磨煤機(jī)）進(jìn)行暖磨，暖磨過程注意調(diào)節(jié)熱一次風(fēng)、冷一次風(fēng)擋板和磨煤機(jī)旁路擋板；調(diào)節(jié)應(yīng)緩慢進(jìn)行，控制合適的暖磨風(fēng)量；注意汽溫、汽壓、受熱面壁溫和汽包水位等參數(shù)的變化情況；將磨煤機(jī)出口溫度暖至135～145℃，最高不超過172℃。機(jī)組沖轉(zhuǎn)前20min將B磨煤機(jī)啟動(dòng)；機(jī)組并列負(fù)荷帶至80MW左右，啟動(dòng)C磨煤機(jī)運(yùn)行；負(fù)荷180MW左右，啟動(dòng)A磨煤機(jī)運(yùn)行。啟動(dòng)方式優(yōu)化后，可大大減少點(diǎn)火用油［2］。磨煤機(jī)停運(yùn)時(shí)，如果大風(fēng)量吹掃15min，且煤粉已經(jīng)吹空后，未出現(xiàn)停止磨煤機(jī)運(yùn)行條件，可以手動(dòng)跳閘磨煤機(jī)，減少磨煤機(jī)空轉(zhuǎn)電耗。

圖2 鍋爐熱一次風(fēng)系統(tǒng)

3．4 磨煤機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)優(yōu)化

磨煤機(jī)是輔機(jī)系統(tǒng)中電耗較大的用戶，根據(jù)負(fù)荷高低及AGC投入模式，合理組織磨煤機(jī)運(yùn)行方式，對(duì)節(jié)約廠用電具有十分重要的意義。根據(jù)煤質(zhì)、負(fù)荷曲線狀況、AGC是否投入及投入模式等因素，決定單爐2臺(tái)磨煤機(jī)或3臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。一般在條件允許的情況下，負(fù)荷降至220 MW以下時(shí)，逐步停止第三臺(tái)磨煤機(jī)；無缺陷處理要求時(shí)，一般采用A／B磨煤機(jī)運(yùn)行方式，因?yàn)楹髩磨煤機(jī)所帶兩組噴燃器與前墻B磨煤機(jī)所帶兩組噴燃器下射后對(duì)沖，形成較好的兩組W形火焰（見圖3），對(duì)兩側(cè)墻及前后墻兩端水冷壁輻射換熱加強(qiáng)，火焰能均勻地充滿爐膛四周，燃燒穩(wěn)定性較好，燃燒參數(shù)相對(duì)A／C、B／C磨煤機(jī)運(yùn)行組合較好。煤質(zhì)允許的話可以投入AGC模式，以贏得最大運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。表5為C磨煤機(jī)停運(yùn)后機(jī)組投入AGC模式下負(fù)荷跟蹤情況，自動(dòng)投入情況良好。

圖3 爐膛噴燃器布置

表5 A／B兩臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)負(fù)荷、一次風(fēng)壓跟蹤情況

3．5 磨煤機(jī)襯瓦改造

隨著鋼球裝載優(yōu)化項(xiàng)目的實(shí)施，磨煤機(jī)內(nèi)小鋼球和廢鋼球的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有一定程度的上升，磨煤機(jī)破碎能力受到影響，要想保持、提高磨煤機(jī)研磨能力必須進(jìn)行襯瓦改造，將原來波浪形襯板更換為抗磨非對(duì)稱波峰筒體襯板，保證了磨煤機(jī)制粉量，延長了襯瓦使用壽命，減輕了更換及維護(hù)工作量，同時(shí)節(jié)省了材料，節(jié)約了電能，提高生產(chǎn)質(zhì)量，減少停機(jī)檢修時(shí)間（見圖4）。

圖4 磨煤機(jī)襯板與鋼球

襯瓦改造后取得了良好效果，但也產(chǎn)生了一些新問題，諸如在摻燒褐煤過程中，由于風(fēng)煤比的降低，對(duì)制粉系統(tǒng)干燥能力構(gòu)成了影響；在摻燒難磨煤質(zhì)時(shí)，容易出現(xiàn)滿磨，制粉量降低。在實(shí)際運(yùn)行中如遇到上述情況，必須通過就地檢查，綜合判斷磨煤機(jī)料位，維持磨煤機(jī)最佳料位和制粉量。

4 優(yōu)化后效果

經(jīng)過對(duì)磨煤機(jī)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整后，鍋爐制粉單耗及機(jī)組廠用電率有了很大的降低（見表6），制粉單耗大約降低2．3kW·h／t，廠用電率降低約0．12%。根據(jù)本機(jī)組全年發(fā)電量3．3×109kW·h計(jì)算，每年可節(jié)約廠用電量3 300×106×0．12×10－2＝396×106kW·h，按照電價(jià)0．35元／（kW·h）計(jì)算，每年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益為138．6萬元。另外，運(yùn)行優(yōu)化后磨煤機(jī)維護(hù)費(fèi)用、鋼球消耗費(fèi)用也逐漸下降。

表6 磨煤機(jī)優(yōu)化前后制粉單耗、廠用電率對(duì)比

5 結(jié)語

雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)經(jīng)過運(yùn)行優(yōu)化，鍋爐制粉單耗、廠用電率有了很大程度的降低，鋼球磨損增大趨勢(shì)得到遏制，磨煤機(jī)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間大大延長，保證了機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行，降低了制粉系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)成本，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益得到較大提高。

［1］宋紹偉 ．磨煤機(jī)鋼球最佳級(jí)配技術(shù)應(yīng)用研究［J］．節(jié)能技術(shù)，2012，30（1）：79－82．

［2］應(yīng)明良，戴成峰，徐良，等 ．鍋爐正常時(shí)啟停磨煤機(jī)不投油試驗(yàn)研究［J］．中國電力，2008，41（6）：47－50．