保證高水分褐煤中速磨制粉系統(tǒng)出力的研究

任世杰

(內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院，呼和浩特010020)

內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司600 MW機(jī)組鍋爐是HG－1913/25.4－HM15型超臨界直流鍋爐，采用一次中間再熱、墻式切圓燃燒、π型布置，燃料煤種為褐煤。由于褐煤具有高水分、高揮發(fā)分、低發(fā)熱量等特點(diǎn)，燃褐煤鍋爐制粉系統(tǒng)多數(shù)采用風(fēng)扇式磨煤機(jī)。但是，受安裝、調(diào)試質(zhì)量的影響，往往會(huì)出現(xiàn)制粉出力不足、磨煤機(jī)振動(dòng)、堵塞等問題［1－2］。因此，為了保證鍋爐制粉系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，本文分析了制粉系統(tǒng)出力不足的原因，采取了保證制粉系統(tǒng)出力的措施，滿足了磨制高水分褐煤的中速風(fēng)扇磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)干燥出力的要求。

1 鍋爐及制粉系統(tǒng)概述

鍋爐主要熱力參數(shù)如表1所示。國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司設(shè)計(jì)煤種為寶日希勒煤，屬于高揮發(fā)分、易著火、易燃燼、燃燒性能好、嚴(yán)重結(jié)渣傾向的褐煤。其煤質(zhì)特性及灰成分分析如表2所示。

制粉系統(tǒng)為中速磨煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、正壓直吹式制粉系統(tǒng)，系統(tǒng)主要包括7個(gè)原煤斗、7臺(tái)EG2490型耐壓電子稱重式給煤機(jī)、2臺(tái)PAF20.8－13.3－2型動(dòng)葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機(jī)、7臺(tái)MPS212HP－Ⅱ型中速磨煤機(jī)(帶分離器)、煤粉管、石子煤排放裝置等設(shè)備。該爐燃燒設(shè)計(jì)煤種時(shí)，6套制粉系統(tǒng)運(yùn)行，1套備用，可以滿足鍋爐最大連續(xù)負(fù)荷(BMCR)的需求，每套制粉系統(tǒng)對(duì)應(yīng)鍋爐的一層燃燒器。一次風(fēng)取自大氣，經(jīng)一次風(fēng)機(jī)加壓后分為兩路，一路直接進(jìn)入冷一次風(fēng)道，另一路經(jīng)過空氣預(yù)熱器加熱后進(jìn)入熱一次風(fēng)道，冷、熱一次風(fēng)通過每臺(tái)磨煤機(jī)的冷、熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板進(jìn)入磨煤機(jī)入口混合風(fēng)道。在混合風(fēng)道上設(shè)有文丘里式風(fēng)量測(cè)量裝置，磨煤機(jī)的風(fēng)量根據(jù)磨煤機(jī)的出力和風(fēng)煤比曲線確定，通過調(diào)節(jié)磨煤機(jī)入口的冷、熱風(fēng)擋板開度控制磨煤機(jī)入口熱風(fēng)風(fēng)量和出口煤粉氣流的設(shè)計(jì)溫度。磨煤機(jī)造型參數(shù)及干燥出力如表3所示。

2 制粉系統(tǒng)出力不足原因分析

從該電廠600 MW亞臨界汽包爐MPS－Ⅱ型中速磨煤機(jī)磨制高水分褐煤的運(yùn)行狀況來看，這種磨制褐煤的MPS型磨煤機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)一次風(fēng)溫影響干燥出力;在系統(tǒng)一次風(fēng)溫達(dá)到要求情況下，磨煤機(jī)出力一般能滿足BMCR工況計(jì)算出力。當(dāng)遇到煤質(zhì)稍差時(shí)，一次風(fēng)溫不足，使制粉系統(tǒng)干燥出力欠缺，造成了制粉系統(tǒng)設(shè)備磨損嚴(yán)重。制粉系統(tǒng)干燥出力不足的原因如下:

1)生產(chǎn)廠家制造的空預(yù)器系統(tǒng)運(yùn)行中未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，空預(yù)器出口一次風(fēng)溫較設(shè)計(jì)值低40～50℃，造成磨煤機(jī)內(nèi)風(fēng)溫偏低。給煤量大時(shí)，高水分褐煤煤粉不能及時(shí)被干燥吹走。

2)風(fēng)道、爐膛底部、空氣預(yù)熱器漏風(fēng)過大，造成一次風(fēng)溫偏低。

3)入爐煤煤質(zhì)差，偏離設(shè)計(jì)值，發(fā)熱量低，引起空氣預(yù)熱器入口煙氣溫度偏低。

4)各受熱面運(yùn)行實(shí)際溫度與設(shè)計(jì)值存在偏差。

5)燃煤水分大，不易干燥。

3 保證制粉系統(tǒng)出力的措施

3.1 提高制粉系統(tǒng)安裝質(zhì)量

為了保證高水分褐煤制粉系統(tǒng)出力滿足運(yùn)行要求，制粉系統(tǒng)受安裝質(zhì)量的影響，往往會(huì)出現(xiàn)磨煤機(jī)振動(dòng)、堵塞閘、密封風(fēng)不足等問題，因此，安裝制粉系統(tǒng)時(shí)必須注意下列問題。

3.1.1下架體安裝

在下架體安裝時(shí)，要注意下架體上平面的水平度、與減速機(jī)的同軸底和上平面的標(biāo)高。

3.1.2 下架體密封環(huán)安裝

將下架體密封環(huán)先放在下架體上平面上，不進(jìn)行固定，在磨盤與減速機(jī)連接完畢后再調(diào)整，焊接固定。

表1 鍋爐主要熱力參數(shù)(BMCR工況)

表2 煤質(zhì)特性及灰成分分析

表3 磨煤機(jī)造型參數(shù)及出力

3.1.3 調(diào)整下架體密封環(huán)注意事項(xiàng)

1)密封口的位置要達(dá)到設(shè)計(jì)位置。

2)下架體密封環(huán)與磨盤的間隙為0.5 mm，制造工藝可能出現(xiàn)誤差，要求整個(gè)圓周間隙的偏差不能大于0.2 mm，否則會(huì)造成漏粉、與磨盤摩擦。

3)要保證下架體密封環(huán)軸線與減速機(jī)輸出法蘭的垂直度，否則下架體密封環(huán)與磨盤間隙上下不均，會(huì)出現(xiàn)摩擦。

3.1.4 中架體安裝

中架體安裝主要以拉桿錨板螺栓盒的中心線為基準(zhǔn)(3個(gè)120°線)，用線錘找正中架體欄桿箱的中央，焊接中架體后，找靜環(huán)與動(dòng)環(huán)間隙。

3.1.5 磨輥安裝

用磨輥固定裝置將磨輥固定到磨盤上，使3個(gè)輥落點(diǎn)在同一圓周長，調(diào)整磨輥15°角。

3.1.6 中架體導(dǎo)向板

調(diào)整加載架中心與拉桿面中心相一致，用調(diào)整墊板調(diào)節(jié)導(dǎo)向板與加載架的距離，在磨內(nèi)面對(duì)拉桿面，左側(cè)留5 mm間隙，右側(cè)沒有間隙。使3個(gè)導(dǎo)向板同時(shí)與加載架接觸，否則磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)加載架撞擊導(dǎo)向板，引起振動(dòng)。

3.1.7 消除漏點(diǎn)

磨煤機(jī)出現(xiàn)的主要漏點(diǎn)有分配法蘭、出口閘板閥、中架體導(dǎo)向板螺栓、所有檢查門、檢修大門。消除漏點(diǎn)方法如下:

1)所有門打開后都要更換密封鎖。

2)磨煤機(jī)剛開始運(yùn)行時(shí)，就要緊導(dǎo)向板螺栓，直到緊不動(dòng)為止。

3)在分配器法蘭壓兩道密封繩。

3.1.8 磨煤機(jī)法蘭安裝和液壓油管清洗

磨煤機(jī)所有法蘭都有標(biāo)識(shí)，安裝時(shí)要對(duì)標(biāo)識(shí)，否則會(huì)出現(xiàn)螺栓孔對(duì)不上。液壓油管要按圖紙要求進(jìn)行酸洗處理，并進(jìn)行油沖洗、濾油，直到流過油管后的油達(dá)到NAS6級(jí)到7級(jí)，否則比例溢洗閥會(huì)堵塞。

3.2 保證MPS中速磨制粉系統(tǒng)出力措施

3.2.1 保證一次風(fēng)率和一次風(fēng)溫

鍋爐燃燒系統(tǒng)采用墻式切圓燃燒方式、直流燃燒器，以滿足較大的一次風(fēng)率，保證一次風(fēng)率達(dá)到40%，爐膛才能不滅火，使煤粉正常燃燒。在燃用設(shè)計(jì)煤種 BMCR工況下，空預(yù)器入口煙溫設(shè)計(jì)為420℃?？疹A(yù)器出口一次風(fēng)溫設(shè)計(jì)為406℃，磨煤機(jī)干燥出力要求空預(yù)器出口一次風(fēng)溫最低380℃，設(shè)計(jì)溫度裕量為26℃;在校核煤種BMCR工況下，空預(yù)器入口煙溫設(shè)計(jì)為422℃，空預(yù)器出口一次風(fēng)溫設(shè)計(jì)為408℃。磨煤機(jī)干燥出力要求空預(yù)器出口一次風(fēng)溫最低385℃，設(shè)計(jì)溫度裕量為23℃。

經(jīng)制造廠家重新對(duì)熱力計(jì)算書進(jìn)行核算，對(duì)省煤器選擇的邊界條件進(jìn)行了重新調(diào)整，省煤器換熱面積減少了10%左右，保證了空預(yù)器入口煙溫達(dá)到設(shè)計(jì)值?？疹A(yù)器原設(shè)計(jì)一次風(fēng)開口角度為50°，現(xiàn)將空預(yù)器一次風(fēng)開口角度加大到70°，將空預(yù)器換熱元件板型DO改為FNC型，確保一次風(fēng)溫達(dá)到設(shè)計(jì)要求406℃。

3.2.2 嚴(yán)格控制漏風(fēng)率

加強(qiáng)安裝質(zhì)量、鍋爐爐膛及煙道嚴(yán)密性檢查，將鍋爐爐膛、風(fēng)道、煙道漏風(fēng)量控制在零漏風(fēng)。使空預(yù)器中心筒垂直度安裝調(diào)整小于0.25 mm/m，軸承箱水平度調(diào)整到0.4 mm/m，轉(zhuǎn)子角鋼機(jī)向后跳動(dòng)量小于1 mm，所有密封間隙與設(shè)計(jì)值相差±0.5 mm。將空氣預(yù)熱器密封片密封改為柔性接觸式密封，空預(yù)器漏風(fēng)率減到5%以下。

3.2.3 調(diào)整給煤量與送風(fēng)量的關(guān)系

通過給煤量與送風(fēng)量的調(diào)整，將磨煤機(jī)出口溫度控制在58～65℃。除啟停磨煤機(jī)非正常工況外，磨煤機(jī)出口溫度不能低于55℃。

3.2.4 適當(dāng)增加加載力

制造廠家給出的加載力曲線比較理想，煤質(zhì)變化、風(fēng)量偏低等原因容易造成磨煤機(jī)內(nèi)部循環(huán)倍率提高，煤粉偏粗，風(fēng)無法帶走煤粉，造成堵粉現(xiàn)象?？梢赃m當(dāng)增加加載力，提高磨煤機(jī)的碾磨出力。

3.2.5 保持合理的風(fēng)煤比

在磨煤機(jī)入口風(fēng)門好用的情況下，將磨煤機(jī)風(fēng)量投入自動(dòng)狀態(tài)，要監(jiān)控磨煤機(jī)風(fēng)量自動(dòng)的偏置情況和出口溫度設(shè)置自動(dòng)情況。磨煤機(jī)風(fēng)煤比是否合理，不應(yīng)只看煤量和風(fēng)量關(guān)系，而且要看磨入口風(fēng)溫度，在煤量50～70 t/h運(yùn)行時(shí)，要參考廠家與調(diào)試單位的磨煤機(jī)運(yùn)行工況分析表。根據(jù)調(diào)試期間風(fēng)煤配比實(shí)際運(yùn)行狀況，繪制適用的風(fēng)煤比配比曲線，按配比曲線運(yùn)行操作系統(tǒng)，合理調(diào)整磨煤機(jī)運(yùn)行。

3.2.6 控制加煤幅度

加強(qiáng)監(jiān)控每臺(tái)磨煤機(jī)的加煤幅度，避免風(fēng)門卡涉或自動(dòng)等原因造成風(fēng)量跟蹤不及時(shí)的情況。當(dāng)幾臺(tái)磨煤機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，為保持爐膛熱負(fù)荷均勻、燃燒充分和保持磨煤機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)每臺(tái)磨煤機(jī)均勻加煤。

3.2.7 加強(qiáng)煤質(zhì)監(jiān)督

做好入廠煤取樣分析，必要時(shí)可設(shè)置干煤棚，確保煤質(zhì)及水分合格。

4 結(jié)論

1)燃燒高水分褐煤的鍋爐會(huì)產(chǎn)生制粉系統(tǒng)干燥出力不足的問題。

2)提高制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝質(zhì)量，能夠避免系統(tǒng)漏風(fēng)、磨煤機(jī)振動(dòng)、堵煤等問題的發(fā)生。

3)在調(diào)試、運(yùn)行中采取保證一次風(fēng)率、一次風(fēng)溫、合理的風(fēng)煤比等措施，能夠滿足制粉系統(tǒng)干燥出力的要求。

［1］ 黨小建，袁樹斌，段景衛(wèi)，等．風(fēng)扇磨制粉系統(tǒng)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及對(duì)策［J］．華北電力技術(shù)，2012(5):39－42．

［2］ 董立臣，呂春陽，任世杰．風(fēng)扇磨直吹式制粉系統(tǒng)安裝工藝及質(zhì)量控制研究［J］．黑龍江電力，2012，34(4):144 －147．