中儲式制粉系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整試驗研究

董 敏

(中國石化上海石油化工股份有限公司熱電部，上海200540)

中儲式制粉系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整試驗研究

董 敏

(中國石化上海石油化工股份有限公司熱電部，上海200540)

針對中國石化上海石油化工股份有限公司熱電部1#爐制粉系統(tǒng)運行中存在的出力低、制粉電耗高等問題進(jìn)行了摸底試驗，分析和了解系統(tǒng)特性，并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，最后確定了制粉系統(tǒng)最佳的運行方案，實踐證明新的運行方案大大降低了制粉電耗。

制粉系統(tǒng) 優(yōu)化調(diào)整 制粉電耗 閃爆

制粉系統(tǒng)是鍋爐設(shè)備的重要組成部分，其運行是否正常將直接影響到鍋爐運行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。中國石化上海石油化工股份有限公司(以下簡稱上海石化)熱電部1#爐制粉系統(tǒng)一直處于低效運行狀態(tài)主要是，偏離最佳鋼球量和最佳通風(fēng)量，一方面造成了制粉系統(tǒng)出力低，制粉系統(tǒng)延長運行，制粉電耗高；另一方面煤粉細(xì)度明顯偏粗，造成飛灰含炭量高，降低了鍋爐效率。因此，根據(jù)目前制粉系統(tǒng)運行情況，對1#爐制粉系統(tǒng)作性能優(yōu)化調(diào)整試驗，目的是使制粉系統(tǒng)盡量運行在最佳狀態(tài)，即在增加出力的同時也能增大系統(tǒng)風(fēng)量，有利于提高制粉系統(tǒng)管道內(nèi)流速，提高鍋爐運行的安全性，降低制粉耗電率同時，調(diào)整適合的煤粉細(xì)度，減小鍋爐不完全燃燒損失，有利于提高鍋爐運行的經(jīng)濟(jì)性。

1 設(shè)備概況

上海石化熱電部1#爐是北京巴布科克·威爾科克斯生產(chǎn)的B&WB-410/9.8-M型鍋爐。該爐為自然循環(huán)、Π型布置，設(shè)計煤種為晉北代表性煤，采用正四角布置直流燃燒器，并按假想切圓組織燃燒。鍋爐采用了鋼球磨、中間儲倉式、乏氣送粉的制粉系統(tǒng)，分1#磨和2#磨系統(tǒng)(DTM320/580鋼球磨、HW-GB-1-4000粗粉分離器、XB-3000細(xì)粉分離器、M5-36-11No147D排粉風(fēng)機(jī))。其中1#磨的乏氣作為上層4個和下層2個共6個燃燒器的一次風(fēng)；2#磨的乏氣作為中層4個和下層2個燃燒器的一次風(fēng)。目前，兩臺磨煤機(jī)制粉出力明顯偏低，設(shè)計出力為37 t/h，而1#磨實際出力為25.4 t/h，2#磨實際出力僅為19.7 t/h，制粉電耗偏高(1#制粉系統(tǒng)為30.66 kWh/t，2#制粉系統(tǒng)為32.08 kWh/t)。1#、2#制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度R90分別為22.8%，8.8%；R200分別為5.2%，0.4%，可以看出1#制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度R200偏高，2#制粉系統(tǒng)R90偏低。

2 制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗

制粉系統(tǒng)優(yōu)化試驗的目的是使制粉系統(tǒng)盡量在最佳合理狀態(tài)下運行，不僅要在滿足鍋爐負(fù)荷條件下提高制粉出力，同時也要保證在最佳煤粉細(xì)度前提下，獲得較低的制粉電耗，從而保證鍋爐的經(jīng)濟(jì)運行，提高鍋爐效率。制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗主要包括最佳通風(fēng)量試驗、煤粉細(xì)度調(diào)整試驗、鋼球最佳裝載量優(yōu)化試驗。

2.1 最佳通風(fēng)量試驗

目前，為了防止制粉系統(tǒng)積粉閃爆，一次風(fēng)壓和再循環(huán)風(fēng)門被迫調(diào)整到較大，使得排粉機(jī)電流較高。因此，要通過試驗尋找在不同的一次風(fēng)壓和再循環(huán)風(fēng)門開度下，既能確保鍋爐安全運行，又能降低制粉電耗的最佳通風(fēng)量。試驗發(fā)現(xiàn)：1#制粉系統(tǒng)風(fēng)量為83 493 m3/h，2#制粉系統(tǒng)風(fēng)量77 402 m3/h，2#制粉系統(tǒng)風(fēng)量明顯偏小。鑒于此狀況，通過試驗將排粉機(jī)進(jìn)口風(fēng)門分別調(diào)至55%和56%，再循環(huán)門調(diào)至0%和35%，進(jìn)行了最佳系統(tǒng)通風(fēng)量的試驗，系統(tǒng)通風(fēng)量相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。

由表1可知：在排粉風(fēng)機(jī)進(jìn)口門調(diào)至55%和56%，再循環(huán)風(fēng)門調(diào)至0%和35%后，1#、2#制粉系統(tǒng)系統(tǒng)通風(fēng)量分別為93 609，86 403 m3/h，制粉系統(tǒng)通風(fēng)出力大大提高。

2.2 煤粉細(xì)度調(diào)整試驗

試驗發(fā)現(xiàn)目前1#制粉系統(tǒng)成粉的R200為5.2%，明顯偏粗，影響煤粉的燃盡率，導(dǎo)致鍋爐效率下降；2#制粉系統(tǒng)成粉的R90為8.8%，明顯偏細(xì)，粗粉分離器分離效率過高，大量合格的煤粉被分離下來進(jìn)入回粉管，導(dǎo)致循環(huán)倍率過高，制粉出力下降，故通過試驗得出不同的變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速下制粉系統(tǒng)阻力的變化情況及對制粉出力、煤粉細(xì)度的影響，從而確定既能確保鍋爐安全運行，又能降低制粉耗電的最佳煤粉細(xì)度。因此，在1#、2#制粉系統(tǒng)風(fēng)量分別為93 609，86 403 m3/h的條件下，對粗粉分離器進(jìn)行了如下調(diào)整：(1)將兩側(cè)粗粉分離器靜葉擋板開度由90°調(diào)至60°；(2)將2#粗粉分離器動葉轉(zhuǎn)速由800 r/min調(diào)至400 r/min。調(diào)整前后的煤粉細(xì)度對比見表2。

表2 調(diào)整前后煤粉細(xì)度對比

2.3 鋼球最佳裝載量優(yōu)化試驗

磨煤機(jī)出力并不與鋼球裝載量同比例增加，當(dāng)鋼球裝載量增加到一定數(shù)量后再加鋼球，磨煤機(jī)出力增加較少，而磨煤機(jī)磨煤單位電耗開始上升，此時的鋼球裝載量為最佳裝載量[1]。磨煤機(jī)鋼球量過低，影響制粉出力；鋼球量過高，制粉耗電增大。磨煤機(jī)的鋼球裝載量影響制粉出力，其大、小鋼球裝載比例還影響煤粉細(xì)度。因此，需通過試驗確定磨煤機(jī)的最佳鋼球裝載量和大、小鋼球裝載比例是很有必要的。在1#、2#制粉系統(tǒng)風(fēng)量分別為93 609，86 403 m3/h的條件下，維持粗粉分離器靜葉擋板角度不變，動葉變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速不變和磨煤機(jī)出口溫度不變條件下，每增加鋼球裝載量2 t，測得制粉出力、制粉電耗并計算出制粉電耗，以制粉電耗最低時的鋼球裝載量為最佳鋼球裝載量[2]。1#磨煤機(jī)最佳鋼球裝載量試驗結(jié)果見表3，2#磨煤機(jī)最佳鋼球裝載量試驗結(jié)果見表4。

表3 1#磨煤機(jī)最佳鋼球裝載量試驗結(jié)果

由表3～4可見：隨著鋼球量的增加，制粉出力隨之增加，最終1#磨煤機(jī)出力由原來的26 t/h增加至36 t/h，2#磨煤機(jī)由原來的19 t/h增加至33 t/h，效果非常明顯。隨著鋼球量的增加，制粉電耗隨之減小，最終1#磨煤機(jī)制粉電耗由原來的29.01 kWh/t降低至22.58 kWh/t，2#磨煤機(jī)制粉電耗由原來的34.56 kWh/t降低至22.81 kWh/t，節(jié)能效果非常明顯。經(jīng)過上述優(yōu)化，兩側(cè)制粉系統(tǒng)都能達(dá)到較高的制粉出力，理想情況下可以長時間單磨運行來降低制粉電耗。

2.4 試驗結(jié)果

1#爐的1#、2#制粉系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整試驗后，一方面制粉出力得到提高，制粉電耗與優(yōu)化試驗前有較為明顯的降低，其中1#制粉出力由25.4 t/h增加至36 t/h，2#制粉出力由19.7 t/h增加至33 t/h，為實現(xiàn)1#爐長時間單磨運行或者兩爐三磨運行提供條件。1#制粉電耗由30.661 kWh/t降低至22.58 kWh/t，2#制粉電耗由32.08 kWh/t降低至22.81 kWh/t，制粉降耗效果非常明顯。另一方面煤粉細(xì)度在1#、2#制粉系統(tǒng)的靜葉擋板開度調(diào)整為60°，動葉轉(zhuǎn)速分別為800，400 r/min時的成粉R90分別為22.8%，24.6%，R200分別為0.84%，0.48%，均達(dá)到較好的煤粉細(xì)度水平，有利于燃燒，飛灰含炭量從5.2%下降到3.2%，排煙溫度由145.7 ℃下降為136.7 ℃，排煙熱損失和機(jī)械不完全燃燒熱損失下降，使鍋爐效率有所提高。

3 結(jié)語

通過制粉系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整后，1#爐的兩套制粉系統(tǒng)電耗和出力均達(dá)到較好運行水平，制粉系統(tǒng)運行工況也趨于合理，對于其他同類制粉系統(tǒng)優(yōu)化運行調(diào)整具有一定指導(dǎo)意義。

[1] 葉江明.電廠鍋爐原理及設(shè)備[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2] 丁立新.電廠鍋爐原理[M].北京：中國電力出版社，2006.

Experimental Study on Optimization and Adjustment of Intermediate Storage Type Pulverizing System

Dong Min

(ThermalPowerDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.,Shanghai200540)

In view of the problems of low output and high power consumption in the operation of 1#furnace pulverizing system of Thermal Power Division of SINOPEC Shanghai Petrochemical Co.,Ltd.,diagnostic test was made to analyze and get to know the characteristics of the system for optimization and adjustment.The optimal operation scheme for the pulverizing system was determined,which was proved to be effective in reducing power consumption of pulverizing system.

pulverizing system,optimization and adjustment,power consumption in pulverizing

2017-05-04。

董敏，男，1964年出生，1984年畢業(yè)于上海電力學(xué)院熱能動力專業(yè)，工程師，曾從事鍋爐運行技術(shù)管理工作，現(xiàn)從事電力調(diào)度管理工作。

1674-1099 (2017)03-0022-03

TK229.63

A