雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)料位測(cè)量準(zhǔn)確性探討

肖玉生，王志海

（華能濟(jì)寧運(yùn)河發(fā)電有限公司，山東 濟(jì)寧 272057）

0 引言

華能濟(jì)寧運(yùn)河發(fā)電有限公司（以下簡(jiǎn)稱運(yùn)河公司）5號(hào)、6號(hào)鍋爐是1025 t/h亞臨界壓力、控制循環(huán)鍋爐，采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，分別配用3臺(tái)BBD4060型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，采用徑向分離型分離器。磨煤機(jī)主要設(shè)計(jì)規(guī)范見(jiàn)表1。

表1 5號(hào)、6號(hào)鍋爐雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)主要設(shè)計(jì)規(guī)范

磨煤機(jī)運(yùn)行中，隨煤質(zhì)的變化，出現(xiàn)出力偏低、煤粉細(xì)度大且不穩(wěn)定、回粉管堵塞、內(nèi)錐擋板堵塞等問(wèn)題。造成飛灰、爐渣可燃物大，制粉電耗高，頻繁停磨清理分離器，影響到汽壓、汽溫穩(wěn)定和發(fā)電量自動(dòng)控制（AGC）品質(zhì)。

1 存在問(wèn)題與分析

1.1 存在問(wèn)題

根據(jù)磨煤機(jī)運(yùn)行工況參數(shù)和分離器檢查情況,發(fā)現(xiàn)由于磨煤機(jī)料位測(cè)量不準(zhǔn)確，為防止?jié)M磨發(fā)生，被迫采用低料位方式運(yùn)行。在此方式下，若開(kāi)大容量風(fēng)門(mén)開(kāi)度，主汽壓力響應(yīng)緩慢，分離器阻力增大；為滿足鍋爐負(fù)荷，繼續(xù)開(kāi)大容量風(fēng)門(mén)，分離器外壁有明顯的顆粒摩擦、撞擊聲，一次風(fēng)速、風(fēng)壓波動(dòng)，煤粉細(xì)度增大。有時(shí)分離器阻力會(huì)突然變小，出現(xiàn)煤粉細(xì)度過(guò)大，停磨檢查發(fā)現(xiàn)分離器內(nèi)錐擋板被雜物卡澀，無(wú)法正常啟閉。為減小煤粉細(xì)度，關(guān)小分離器折向擋板，效果不明顯，回粉管易發(fā)生堵塞。

發(fā)生分離器回粉管堵塞、內(nèi)錐卡澀后，頻繁停磨清理分離器。

在這一工況下，給煤自動(dòng)不能投入，磨煤機(jī)制粉出力不穩(wěn)定，對(duì)爐內(nèi)燃燒帶來(lái)影響。

1.2 對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響

在上述300 MW工況，對(duì)入爐煤、煤粉、飛灰、爐渣取樣化驗(yàn)。煤質(zhì)情況見(jiàn)表2，煤粉細(xì)度與飛灰、爐渣可燃物見(jiàn)表3。

表2 6號(hào)鍋爐燃用煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果

表3 6號(hào)鍋爐煤粉細(xì)度與飛灰、爐渣可燃物化驗(yàn)結(jié)果

從表2看，燃用煤質(zhì)熱值高于設(shè)計(jì)煤質(zhì)，鍋爐帶負(fù)荷沒(méi)問(wèn)題。比較表3中的煤粉細(xì)度，A、B磨細(xì)度明顯不合格，而且均勻性差。由于煤粉細(xì)度大、不均勻，煤粉進(jìn)入爐膛后，部分粗粉顆粒不能懸浮，形成沉降，進(jìn)入渣斗，引起爐渣可燃物顯著升高。經(jīng)過(guò)爐膛的煤粉顆粒由于偏粗，無(wú)法完全燃燒，引起飛灰可燃物升高。爐渣可燃物過(guò)大、飛灰可燃物偏高，使鍋爐經(jīng)濟(jì)性降低。

制粉、燃燒的不穩(wěn)定，必然造成汽壓、汽溫的波動(dòng)，使機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)性變差，影響機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。5號(hào)鍋爐也存在同樣的問(wèn)題。

1.3 主要影響因素分析

如圖1所示，雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)有兩個(gè)相互獨(dú)立的對(duì)沖回路。滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)將鋼球帶到一定高度落下，主要是撞擊、同時(shí)兼有擠壓和碾壓作用磨制煤粉；在一次風(fēng)的作用下，進(jìn)行干燥、攜帶。在一定磨內(nèi)料位和一次風(fēng)條件下，主要通過(guò)改變?nèi)萘匡L(fēng)和旁路風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)磨煤出力、維持一次風(fēng)速。分離器分離出細(xì)度不合格煤粉回送再磨。

圖1 5號(hào)、6號(hào)鍋爐磨煤機(jī)系統(tǒng)示意

影響磨煤機(jī)出力、煤粉細(xì)度的因素主要有煤質(zhì)、料位、通風(fēng)量、鋼球裝載量及配比、波浪瓦形狀、分離器性能、運(yùn)行操作等。通過(guò)這些因素的現(xiàn)狀調(diào)查，對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行了分析，得到的結(jié)論如表4［1］。

表4 5號(hào)、6號(hào)爐磨煤機(jī)存在問(wèn)題分析

?

從表4分析可以看出，改造差壓料位計(jì)，使之準(zhǔn)確測(cè)量，改造分離器，使之避免堵塞、卡澀，是解決問(wèn)題的主要方法。

2 設(shè)備改造及運(yùn)行

2.1 磨煤機(jī)設(shè)備改造

2010年6號(hào)鍋爐檢修中對(duì)磨煤機(jī)差壓料位計(jì)和分離器進(jìn)行了改造。磨煤機(jī)差壓料位計(jì)是由于安裝施工中存在隱患和參數(shù)設(shè)定不匹配等問(wèn)題，造成料位檢測(cè)信號(hào)的測(cè)量值不準(zhǔn)確和不穩(wěn)定。檢修中，對(duì)檢測(cè)氣流輸送管路、附件和進(jìn)口原裝的檢測(cè)裝置進(jìn)行了技術(shù)改造和數(shù)據(jù)匹配調(diào)整，使3臺(tái)磨煤機(jī)筒體的料位得到精確檢測(cè)和合理控制。分離器由Φ2900 mm徑向分離器改為SJSC－3000型二次攜帶軸向雙擋板分離器。

6號(hào)鍋爐改造后磨煤機(jī)運(yùn)行工況大為改善，接著又在5號(hào)鍋爐檢修中對(duì)3臺(tái)磨煤機(jī)進(jìn)行了相同的改造。

2.2 設(shè)備改造后運(yùn)行效果

2.2.1 磨煤機(jī)料位控制情況

針對(duì)5號(hào)、6號(hào)鍋爐磨煤機(jī)差壓料位檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性大為改善的情況，在6號(hào)鍋爐進(jìn)行了磨煤機(jī)料位控制值試驗(yàn)，設(shè)定值在700 Pa穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，提高了400～500 Pa。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定6號(hào)鍋爐A、B磨料位自動(dòng)設(shè)定值是1200 Pa，C磨是備用磨控制值設(shè)定為1100 Pa，此設(shè)定值己接近磨機(jī)料位檢測(cè)的最高值1500 Pa。但是由于料位測(cè)量準(zhǔn)確、響應(yīng)速度快，使料位控制準(zhǔn)確、穩(wěn)定，無(wú)堵、滿磨等異常情況發(fā)生，并推廣到5號(hào)鍋爐。圖2、圖3為6號(hào)鍋爐A磨設(shè)定值試驗(yàn)時(shí)磨煤機(jī)實(shí)際料位和參數(shù)變化。

圖2是6號(hào)鍋爐A磨料位設(shè)定值從700 Pa→1100 Pa→1300 Pa，實(shí)際料位的變化情況。

圖2 6號(hào)鍋爐A磨料位設(shè)定值試驗(yàn)實(shí)際料位變化畫(huà)面

圖3 6號(hào)鍋爐A磨料位設(shè)定值試驗(yàn)工況參數(shù)變化畫(huà)面

圖3對(duì)照?qǐng)D2可以看出，6號(hào)發(fā)電機(jī)功率變化而料位設(shè)定值不變，實(shí)際料位穩(wěn)定；同一負(fù)荷、料位提高，一次風(fēng)壓、容量風(fēng)流量有所降低，說(shuō)明煤粉細(xì)度減小、帶粉量增加。

2.2.2 料位提高后運(yùn)行工況分析

料位提高后，給煤機(jī)自動(dòng)投入，磨煤出力增大，一次風(fēng)壓、容量風(fēng)量降低，分離器阻力減小、磨兩側(cè)出口溫度均勻。說(shuō)明磨煤機(jī)運(yùn)行工況大為改觀。

表5 6號(hào)鍋爐燃用煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果

表6 6號(hào)鍋爐煤粉細(xì)度化與飛灰、爐渣可燃物化驗(yàn)結(jié)果

改造后300 MW工況對(duì)應(yīng)煤質(zhì)情況見(jiàn)表5，煤粉細(xì)度與飛灰、爐渣可燃物化驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。從表5看，燃用煤質(zhì)熱值低于設(shè)計(jì)煤質(zhì)，鍋爐負(fù)荷接近額定出力（330 MW），給煤量增大。如表6數(shù)據(jù)，煤粉細(xì)度合格、均勻性良好，雖然煤質(zhì)變差，但爐渣、飛灰可燃物明顯降低，鍋爐經(jīng)濟(jì)性反而提高。這主要是由于煤粉細(xì)度減小、均勻性提高后，煤粉進(jìn)入爐膛易于懸浮、引燃和燃燼。

磨煤機(jī)料位測(cè)量準(zhǔn)確性提高后，可根據(jù)入爐煤水分、可磨性、灰分等煤質(zhì)指標(biāo)改變料位控制值，以適應(yīng)煤質(zhì)的變化。根據(jù)煤質(zhì)，提高料位控制值，使磨內(nèi)合格存粉量增加，可以更好的適應(yīng)機(jī)組負(fù)荷的變化，汽壓、汽溫也更加穩(wěn)定。

經(jīng)上分析，磨煤機(jī)差壓料位計(jì)改造后，形成了正常、穩(wěn)定料位測(cè)量，使料位控制值提高，煤粉變細(xì)、均勻，分離出力反而減小。

2.3 改造效益測(cè)算

通過(guò)磨煤機(jī)料位計(jì)、分離器改造項(xiàng)目的實(shí)施和料位控制值的提高，5號(hào)、6號(hào)鍋爐煤粉細(xì)度降低、均勻性提高。帶來(lái)經(jīng)濟(jì)性變化是飛灰、爐渣可燃物明顯下降，一次風(fēng)機(jī)耗電率減小。

2.3.1 5號(hào)、6號(hào)鍋爐改造前后經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

5號(hào)、6號(hào)鍋爐磨煤機(jī)料位計(jì)、分離器改造項(xiàng)目是在2010年計(jì)劃?rùn)z修項(xiàng)目中實(shí)施的，為使改造效益測(cè)算更為準(zhǔn)確，將2009年、2011年的相關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為改造前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，見(jiàn)表7。

表7 5號(hào)、6號(hào)鍋爐改造前后主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

另外，改造后5號(hào)、6號(hào)鍋爐磨煤機(jī)鋼球單耗有明顯的降低，2009年是每噸煤 192.2 g，2011年是每噸煤157.5 g，降低了約34.7 g。原因是料位提高、穩(wěn)定后，有研磨粉層的存在，鋼球與煤的低效磨損與鋼球間的無(wú)謂磨損量減小，使得鋼球單耗降低。

2.3.2 改造后效益測(cè)算

依據(jù)300 MW機(jī)組主要小指標(biāo)耗差分析結(jié)果［2］及表7中飛灰可燃物、爐渣可燃物、一次風(fēng)機(jī)耗電率改造前、后對(duì)比數(shù)據(jù)，計(jì)算出5號(hào)、6號(hào)鍋爐供電煤耗下降值，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表8。

根據(jù)表8中5號(hào)、6號(hào)鍋爐供電煤耗下降值，及2011年運(yùn)河公司5號(hào)、6號(hào)鍋機(jī)組上網(wǎng)電量、標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)，按公式：經(jīng)濟(jì)效益=供電煤耗下降值×上網(wǎng)電量×標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)，測(cè)算取得的經(jīng)濟(jì)效益，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表9。

另外，依據(jù)鋼球單耗下降每噸煤34.7 g，5號(hào)、6號(hào)鍋爐2011年生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)入爐煤量1711051 t，鋼球招標(biāo)單價(jià)每噸 5500元，可算出鋼球單耗降低節(jié)約費(fèi)用約 32.7萬(wàn)元。按以上測(cè)算，5號(hào)、6號(hào)鍋爐磨煤機(jī)料位計(jì)、分離器改造后，在2011年取得的經(jīng)濟(jì)效益約543.7萬(wàn)元。

表8 5號(hào)、6號(hào)鍋爐改造前后供電煤耗下降值

表9 5號(hào)、6號(hào)爐改造后經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算

3 結(jié)語(yǔ)

料位測(cè)量準(zhǔn)確是雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)正常運(yùn)行的基本條件，料位計(jì)準(zhǔn)確后才能發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)在料位測(cè)量準(zhǔn)確后，選擇適當(dāng)?shù)牧衔豢刂浦?，可以降低發(fā)電成本，更好地適應(yīng)煤質(zhì)和調(diào)節(jié)負(fù)荷。精細(xì)化運(yùn)行控制是節(jié)能降耗的有效途徑，設(shè)備測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)確是精細(xì)化調(diào)整的前提條件。

［1］黃新元．電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整［M］．北京：中國(guó)電力出版社，2007．

［2］劉正海．火電廠節(jié)能與指標(biāo)管理技術(shù)手冊(cè)［M］．北京：中國(guó)電力科技出版社，2006．