600 MW機(jī)組配置旋轉(zhuǎn)分離器的中速磨碟機(jī)碟粉細(xì)度調(diào)整試臉

謝衛(wèi)國(guó)

(山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司，太原市030206)

0 引言

山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司二期工程安裝2臺(tái)600 MW 機(jī)組，配套 HG—2000/25.4-YM12型、一次中間再熱、超臨界壓力變壓運(yùn)行、帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、Π型布置的本生直流鍋爐。30只低NOx軸向旋流燃燒器前后墻布置，采用對(duì)沖燃燒方式。配置正壓直吹制粉系統(tǒng)，6臺(tái)HP1003/Dyn型中速磨煤機(jī)前后墻布置，前墻從上至下布置B、D、F磨煤機(jī)，后墻從上至下布置A、C、E磨煤機(jī)。每1臺(tái)磨煤機(jī)帶1層燃燒器，任何5臺(tái)磨煤機(jī)能長(zhǎng)期帶額定負(fù)荷運(yùn)行。煤粉細(xì)度(設(shè)計(jì)煤種)R90=17%，磨煤機(jī)采用彈簧加載方式，并選用電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)分離器。

機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行后，未進(jìn)行系統(tǒng)、全面的鍋爐制粉及燃燒系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，存在干渣機(jī)落紅渣、渣溫高、碎渣機(jī)常被卡停運(yùn)等問題。爐底渣為炙熱的紅渣，渣溫最高時(shí)為300℃左右，干渣機(jī)本體溫度達(dá)70～90℃(鋼帶爬坡處)，導(dǎo)致干渣機(jī)輸送帶發(fā)生高溫變形，干渣機(jī)停運(yùn)。同時(shí)，由于渣量大、渣溫高，易產(chǎn)生大渣塊，經(jīng)常發(fā)生碎渣機(jī)被渣塊卡住而停運(yùn)的情況。干渣機(jī)和碎渣機(jī)故障嚴(yán)重影響機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)分析，認(rèn)為磨煤機(jī)分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速(試驗(yàn)前在任何出力下轉(zhuǎn)速均為35% ～40%)和煤粉細(xì)度控制是問題的關(guān)鍵。鍋爐燃用煤粉越細(xì)，對(duì)煤的著火和燃盡越有利，煤粉細(xì)度直接影響飛灰和爐渣可燃物的含量［1］。為此，必須進(jìn)行煤粉細(xì)度調(diào)整試驗(yàn)，以掌握二期工程鍋爐制粉系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)運(yùn)行特性，為鍋爐及制粉系統(tǒng)日常運(yùn)行操作提供科學(xué)依據(jù);通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)設(shè)備或設(shè)計(jì)方面存在的問題［2］，并給出解決方案。

1 磨煤機(jī)原始運(yùn)行狀態(tài)測(cè)試

分別對(duì)4號(hào)爐的4B、4E和4F磨煤機(jī)進(jìn)行原始運(yùn)行狀態(tài)測(cè)試，為制粉和燃燒系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整提供依據(jù)［3］。各磨煤機(jī)均在給煤機(jī)出力為55 t/h、風(fēng)量為110～130 t/h、煤粉分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速約為40%的條件下進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 4B、4E和4F磨煤機(jī)原始運(yùn)行狀態(tài)測(cè)試Tab.1 Tests of 4B，4E and 4F mills under original operating condition

從表1可以看出，各磨煤機(jī)原始運(yùn)行狀態(tài)下，煤粉細(xì)度均很大，R200達(dá)到了10.44% ～14.60%，煤粉中大顆粒很多，R90為33.48% ～39.92%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)值(17%);煤粉均勻性指數(shù)很差，為0.85～0.94，遠(yuǎn)低于旋轉(zhuǎn)分離器均勻性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)(大于1.2)，未能體現(xiàn)旋轉(zhuǎn)分離器的優(yōu)勢(shì)。

煤粉細(xì)度大對(duì)鍋爐運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生以下影響［4］:

(1)飛灰、爐渣可燃物含量高，不完全燃燒熱損失高，鍋爐熱效率低;

(2)爐渣排放量增大，不利于干渣機(jī)內(nèi)的爐渣冷卻［5］;

(3)不利于燃燒。

2 煤粉細(xì)度試驗(yàn)

試驗(yàn)前將每臺(tái)磨煤機(jī)5個(gè)出口粉管的一次風(fēng)速調(diào)至基本一致(偏差為±5%)［6］。在制粉系統(tǒng)熱態(tài)試驗(yàn)中選擇4E磨煤機(jī)進(jìn)行全特性試驗(yàn)，將得出的相關(guān)特性應(yīng)用于其他磨煤機(jī)，分別對(duì)4A～4D和4F磨煤機(jī)進(jìn)行校核。

2.1 磨煤機(jī)變風(fēng)量試驗(yàn)結(jié)果

4E磨煤機(jī)的變風(fēng)量試驗(yàn)在給煤量為55 t/h、分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速為55.5%左右的條件下進(jìn)行，風(fēng)量分別調(diào)整至118、99.1和91.5 t/h，風(fēng)量和煤粉細(xì)度R90的關(guān)系如圖1所示。

圖1 磨煤機(jī)風(fēng)量和煤粉細(xì)度R90的關(guān)系Fig.1 Relationship between air volume of mill and fineness R90of pulverized coal

2.2 分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速和煤量關(guān)系曲線

根據(jù)在不同出力下變分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速試驗(yàn)可以得出分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速和煤量關(guān)系曲線，如圖2所示(4E磨煤機(jī))。當(dāng)磨煤機(jī)出力大于65 t/h后，在設(shè)備能夠滿足的條件下，分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速和煤量曲線可以線性延伸。

圖2 磨煤機(jī)分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速和煤量關(guān)系曲線Fig.2 Relationship curve between separator motor speed of mill and amount of coal

4C磨煤機(jī)煤粉細(xì)度較小，分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速在現(xiàn)有分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速和煤量關(guān)系曲線的基礎(chǔ)上降5%運(yùn)行;4D磨煤機(jī)煤粉細(xì)度較大，分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速在現(xiàn)有分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速和煤量關(guān)系曲線的基礎(chǔ)上升5%運(yùn)行，但需要考慮分離器電機(jī)電流。

2.3 各磨煤機(jī)校核試驗(yàn)

各磨煤機(jī)校核試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 各磨煤機(jī)校核試驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Checking test results of mills

3 變煤粉細(xì)度試驗(yàn)

當(dāng)機(jī)組負(fù)荷為600 MW時(shí)，將各磨煤機(jī)分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?5%降至47%左右，煤粉細(xì)度由17%改變至25%左右，進(jìn)行變煤粉細(xì)度試驗(yàn)［7］，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

從表3可知，煤粉細(xì)度變大后，主蒸汽減溫水量維持為0 t/h，主蒸汽溫度從557.6/570.0℃變?yōu)?68.4/563.1℃;再熱蒸汽減溫水量從10.1 t/h變?yōu)?2.3 t/h，再熱蒸汽溫度從 561.0/568.6℃變?yōu)?67.4/568.3℃;鍋爐效率從92.49%降為91.96%，降低0.53%［8］。未進(jìn)行煤粉細(xì)度調(diào)整前，磨煤機(jī)煤粉細(xì)度均為32%～40%，根據(jù)變煤粉細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果，未調(diào)整前，鍋爐效率應(yīng)比調(diào)整后低1.47%左右。煤粉變粗后渣溫從51.2℃上升至74.5℃［8-10］。

4 結(jié)論

(1)將磨煤機(jī)煤粉細(xì)度控制在R90=17%左右，煤粉均勻性指數(shù)達(dá)到1.20，煤粉中粗顆粒大量減少，有利于煤粉燃盡。

表3 變煤粉細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Results of pulverized coal fineness changing tests

(2)煤粉細(xì)度調(diào)整后落到干渣機(jī)輸送帶上的紅渣少了，干渣機(jī)本體溫度為30～40℃(鋼帶爬坡處)，沒有出現(xiàn)較大渣塊，保證了干渣機(jī)和碎渣機(jī)運(yùn)行的可靠性。

(3)煤粉細(xì)度調(diào)整后渣溫、渣量下降，提高了機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

［1］袁鎮(zhèn)福，田子平.電站鍋爐原理［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2002.

［2］湯曉舒，彭紅文，談琪英.引進(jìn)型煤粉鍋爐爐膛防內(nèi)爆設(shè)計(jì)壓力研究［J］.電力建設(shè)，2010，31(2):81-85.

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

［4］岑可法.鍋爐燃燒試驗(yàn)研究方法及測(cè)量技術(shù)［M］.北京:水利電力出版社，1987.

［5］張光純.大型電站鍋爐事故分析及預(yù)防措施［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

［6］徐通模.鍋爐燃燒設(shè)備［M］.西安:西安交通大學(xué)出版社，1990.

［7］岑可法，周昊，池作和.大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2002.

［8］范從振.鍋爐原理［M］.北京:水利電力出版社，1986.

［9］GB 10184—88電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［10］韓才元.煤粉燃燒［M］.北京:科學(xué)出版社，2001.