多葉片和單葉片負荷風(fēng)門特性及運行影響分析

李有信，張營帥，李誠帥

多葉片和單葉片負荷風(fēng)門特性及運行影響分析

李有信1，張營帥2，李誠帥1

（1.河南恩湃高科集團有限公司，鄭州 450016；2.國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，鄭州 450052）

介紹了雙進雙出磨煤機負荷風(fēng)門的控制特點，在冷態(tài)下對多葉片和單葉片負荷風(fēng)門進行了風(fēng)門開度與通風(fēng)量試驗，比較了兩種風(fēng)門的風(fēng)量特點和對熱態(tài)運行的影響，給出了針對性建議。

雙進雙出磨煤機；負荷風(fēng)門；控制特點；風(fēng)量比較

0 引言

隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電廠鍋爐燃用煤種呈現(xiàn)出多樣性特征，雙進雙出磨煤機越來越受發(fā)電廠青睞。雙進雙出磨煤機通過負荷風(fēng)門的調(diào)節(jié)實現(xiàn)鍋爐燃料量調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)鍋爐負荷調(diào)節(jié)。磨煤機負荷風(fēng)門調(diào)整特性差，導(dǎo)致磨煤機出力穩(wěn)定性差，在燃料自動投入狀態(tài)下由于負荷風(fēng)門的原因，經(jīng)常導(dǎo)致鍋爐負荷波動，既不利于鍋爐運行，也影響電網(wǎng)穩(wěn)定。負荷風(fēng)門由風(fēng)門葉片和風(fēng)門框架構(gòu)成，分為多葉片結(jié)構(gòu)和單葉片結(jié)構(gòu)。某600MW機組采用了這2種負荷風(fēng)門，通過冷態(tài)試驗和熱態(tài)運行分析，發(fā)現(xiàn)單葉片結(jié)構(gòu)負荷風(fēng)門具有更好的調(diào)節(jié)特性。

1 問題的提出

某電廠660MW超超臨界機組采用6臺MGS-4062型雙進雙出磨煤機，設(shè)計負荷風(fēng)風(fēng)道為矩形，風(fēng)道外徑為1 160 mm×590 mm×4 mm，內(nèi)徑為1152mm×582mm×4mm。磨煤機負荷風(fēng)流量測量裝置分別安裝在各磨煤機負荷風(fēng)通道處。磨煤機最初選用的負荷風(fēng)門為四葉片結(jié)構(gòu)，在冷態(tài)下進行了風(fēng)門開度和通風(fēng)量試驗，曲線特性較差?？紤]到機組協(xié)調(diào)投入時機組負荷的穩(wěn)定性和變負荷運行的靈敏性，將磨煤機負荷風(fēng)門改為單葉片結(jié)構(gòu)風(fēng)門，并再次進行了風(fēng)門特性試驗，曲線特性良好。

2 風(fēng)門結(jié)構(gòu)特點

多葉片風(fēng)門設(shè)有多個葉片，雙拐臂對開，執(zhí)行機構(gòu)在長端，如圖1所示。單葉片風(fēng)門設(shè)有1個葉片，單拐臂，執(zhí)行機構(gòu)在短端，如圖2所示。在風(fēng)門全關(guān)情況下，風(fēng)門葉片和風(fēng)門框架不能實現(xiàn)完全密封，必然存在一定量的漏風(fēng)，多葉片風(fēng)門中間有漏風(fēng)縫隙，在風(fēng)門全關(guān)時多葉片風(fēng)門漏風(fēng)量更大。在通風(fēng)狀態(tài)下，多葉片風(fēng)門有多個通風(fēng)通道，單葉片風(fēng)門只有2個通風(fēng)通道。多葉片、單葉片負荷風(fēng)門通風(fēng)情況如圖3、圖4所示。

圖1 多葉片負荷風(fēng)門

圖2 單葉片負荷風(fēng)門

3 負荷風(fēng)門控制原理

雙進雙出磨煤機采用一次風(fēng)送粉，進入磨煤機的一次風(fēng)包括負荷風(fēng)和旁路風(fēng)，二者都是冷熱一次風(fēng)的混合風(fēng)，負荷風(fēng)進入磨煤機筒體攜帶合格的煤粉進入爐膛，創(chuàng)造良好的燃燒條件。磨煤機的出力取決于負荷風(fēng)的流量，要增大磨煤機的出粉量，就要增大負荷風(fēng)門的開度，在磨煤機料位自動投入情況下，給煤機的給煤量自動增加。旁路風(fēng)的作用是干燥原煤和保證最小一次風(fēng)量，防止煤粉在管道中沉積而造成管道堵塞，旁路風(fēng)從混料箱內(nèi)干燥原煤后，直接與負荷風(fēng)混合經(jīng)煤粉分配器和煤粉管道進入爐膛。

圖3 多葉片負荷風(fēng)門通風(fēng)示意

在整個機組的協(xié)調(diào)控制中，燃料主控器根據(jù)鍋爐主控輸出的指令調(diào)節(jié)進入鍋爐的燃燒量，而燃料量是油槍燃料量加上從每臺磨煤機來的經(jīng)溫度補償?shù)囊淮物L(fēng)流量信號。對鍋爐燃燒量的請求分配到每臺磨煤機上，對每臺磨煤機而言，鍋爐負荷指令通過函數(shù)發(fā)生器轉(zhuǎn)換成一次風(fēng)量請求指令，同實測一次風(fēng)量進行比較，其差值通過PI調(diào)節(jié)器輸出磨煤機的負荷風(fēng)門開度指令，對負荷風(fēng)門進行控制。增加／減少進入磨煤機的一次風(fēng)流量（燃料量），從而改變磨煤機出力，滿足機組負荷要求。負荷風(fēng)門開度和磨煤機負荷風(fēng)量的跟蹤關(guān)系直接決定鍋爐協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)的好壞，一般在冷態(tài)時都要做負荷風(fēng)門開度和負荷風(fēng)量的特性曲線，為熱態(tài)調(diào)試做準備。負荷風(fēng)門控制邏輯如圖5所示。

圖5 負荷風(fēng)門控制邏輯

4 試驗工況及影響分析

試驗在冷態(tài)下進行，啟動引風(fēng)機、送風(fēng)機和一次風(fēng)機，保持6臺磨煤機負荷風(fēng)門全開，調(diào)整一次風(fēng)機出力到550 t／h，然后投入一次風(fēng)母管壓力自動，保持壓力4.0 kPa。為減小負荷風(fēng)門調(diào)節(jié)過程中對風(fēng)壓的影響，6臺磨煤機12個負荷風(fēng)門逐個進行試驗。負荷風(fēng)門采用斜率指令，由100%關(guān)閉到0%，然后再由0%打開到100%，記錄歷史數(shù)據(jù)并進行比較。以B磨煤機非驅(qū)動端負荷風(fēng)門為例，負荷風(fēng)門開度與風(fēng)量對比見表1。

表1 負荷風(fēng)門開度與風(fēng)量對比

4.1 試驗總結(jié)

在負荷風(fēng)門全關(guān)的情況下，多葉片負荷風(fēng)門通風(fēng)量為12 t／h，單葉片負荷風(fēng)門通風(fēng)量為4 t／h。在負荷風(fēng)門全開情況下，多葉片負荷風(fēng)門通風(fēng)量為48 t／h，單葉片負荷風(fēng)門通風(fēng)量為47 t／h，風(fēng)量基本相同。

4.2 影響分析

在磨煤機啟動前，通常開負荷風(fēng)門為5%，進行磨煤機暖磨，分離器出口溫度滿足啟動條件后啟動磨煤機。由于磨煤機筒體里有較多的煤粉擠壓在鋼球?qū)又?，這些儲粉隨磨煤機轉(zhuǎn)動，被通入筒體的一次風(fēng)攜帶進入爐膛，在磨煤機啟動時，通風(fēng)量越大對鍋爐的擾動越大。

在磨煤機停運時先停給煤機，為減小磨煤機筒體內(nèi)存煤，磨煤機繼續(xù)運行，待壓差料位降到200Pa以下時，緩慢關(guān)小磨煤機負荷風(fēng)門和旁路風(fēng)門直至0%，這時磨煤機負荷風(fēng)門仍有一定的漏風(fēng)量。停運磨煤機時，磨煤機進口熱風(fēng)和冷風(fēng)關(guān)斷門聯(lián)鎖關(guān)閉，磨煤機負荷風(fēng)門的漏風(fēng)量被瞬間切斷，造成一次風(fēng)母管風(fēng)壓升高，影響其他運行磨煤機的一次風(fēng)量，從而引起鍋爐負荷變化。在磨煤機停運時，負荷風(fēng)門漏風(fēng)量越小，對鍋爐的擾動越小。

單葉片負荷風(fēng)門在關(guān)閉和打開的過程中，相同的風(fēng)門變化量，增加或減少的風(fēng)量基本相同，影響鍋爐的燃料量也基本相同。在機組升負荷、降負荷、定負荷運行發(fā)生煤質(zhì)及其他波動因素時，能更靈活地調(diào)節(jié)鍋爐燃料量，實現(xiàn)鍋爐的安全、穩(wěn)定運行。

5 結(jié)束語

制粉系統(tǒng)的控制與系統(tǒng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、燃用煤種特性、運行調(diào)整水平和運行經(jīng)驗等因素有關(guān)。

因此，對于新投產(chǎn)機組，應(yīng)當盡快摸清制粉系統(tǒng)特性，積累運行經(jīng)驗，優(yōu)化運行方式，根據(jù)入爐煤質(zhì)進行燃燒調(diào)整，提高機組的經(jīng)濟性和安全性。

［1］呂行，胡昌林.660MW超臨界機組燃料自動控制系統(tǒng)優(yōu)化［J］.華電技術(shù)，2011，33（11）：6-8.

［2］劉建華.BBD4060型雙進雙出磨煤機調(diào)試及運行特性分析［J］.電力學(xué)報，2006，21（2）：238-240.

［3］郭萌.雙進雙出鋼球磨煤機啟動時對鍋爐的沖擊［J］.電力建設(shè)，2001，22（6）：65-66.

［4］羅彥.總風(fēng)門的故障與分析［J］.電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2002，14（5）：60-65.

（本文責(zé)編：白銀雷）

TK 227.7+1

：B

：1674-1951（2015）03-0044-03

李有信（1981—），男，河南方城人，助理工程師，從事電廠調(diào)試及試驗方面的工作（E-mail：94660172＠qq.com）。

2014-09-09；

2015-01-21

張營帥（1979—），男，河南太康人，工程師，工學(xué)碩士，從事鍋爐試驗及研究方面的工作。

李誠帥（1982—），男，河南鄭州人，工程師，從事電廠熱工調(diào)試方面的工作。