300MW鍋爐排粉機(jī)單耗高試驗(yàn)診斷及優(yōu)化改造技術(shù)研究

王承亮

摘 要：針對(duì)某電廠1號(hào)鍋爐中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)排粉機(jī)單耗偏高的現(xiàn)狀，組織進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)診斷，取得了詳細(xì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，確定了排粉機(jī)設(shè)計(jì)裕量大、運(yùn)行效率低是導(dǎo)致排粉機(jī)單耗高的主要原因，并針對(duì)性地提出了優(yōu)化改進(jìn)提效方案；經(jīng)過(guò)實(shí)施改造后，排粉機(jī)單耗明顯降低、排粉機(jī)運(yùn)行效率明顯提高，為電廠節(jié)能降耗工作貢獻(xiàn)了一份力量。

關(guān)鍵詞：火電廠 排粉機(jī) 單耗高 優(yōu)化改造

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）04（a）-0066-03

Abstract： In view of the present situation of the high unit consumption of powder discharging machine in the medium storage pulverizing system of a power plant No. 1 boiler，organized the field test diagnosis ， the detailed test data were obtained， and the test data were analyzed. The main reasons for the high unit consumption of powder discharging machine were determined that the large design margin and low operation efficiency of powder discharging machine were the main reasons， and the optimized and improved scheme was put forward. After the implementation of the transformation， the unit consumption of powder discharging machine is obviously reduced and the operation efficiency of powder discharging machine is obviously improved， which contributes to the energy saving and consumption reduction of the power plant.

Key Words： Power plant； Powder discharging machine； High unit consumption； Optimization and transformation

某電廠根據(jù)制粉系統(tǒng)排粉機(jī)單耗對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，1號(hào)爐制粉系統(tǒng)排粉機(jī)單耗明顯偏高，說(shuō)明風(fēng)機(jī)性能與系統(tǒng)特性可能不匹配、排粉機(jī)運(yùn)行效率可能較低等問(wèn)題[1]，有必要對(duì)排粉機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)診斷，然后有針對(duì)性提出設(shè)備升級(jí)改造方案或運(yùn)行優(yōu)化方案。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇1號(hào)爐B磨的排粉機(jī)為試驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行了熱態(tài)診斷試驗(yàn)。

1 鍋爐基本性能

某電廠1號(hào)、2號(hào)機(jī)組為300MW機(jī)組，鍋爐為上海鍋爐廠設(shè)計(jì)制造的SG1025/18.3- M833型亞臨界、中間再熱、控制循環(huán)汽包爐。鍋爐設(shè)計(jì)燃用晉中貧煤，熱風(fēng)送粉、四角切圓燃燒，布置有四層16只直流燃燒器，采用平衡通風(fēng)方式，尾部煙道設(shè)有兩臺(tái)三分倉(cāng)空氣預(yù)熱器及兩臺(tái)靜電除塵器。采用中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)，配四臺(tái)MTZ350/700型鋼球磨，兩級(jí)分離，負(fù)壓運(yùn)行，熱氣送粉。

2 制粉系統(tǒng)設(shè)備規(guī)范

鍋爐制粉系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

3 試驗(yàn)工況及內(nèi)容

（1）試驗(yàn)診斷內(nèi)容。

1號(hào)爐B排粉機(jī)試驗(yàn)在制粉滿出力下進(jìn)行，在排粉機(jī)入口分別測(cè)量流速、靜壓、溫度，再根據(jù)測(cè)量處截面積求得空氣流量；在排粉機(jī)調(diào)節(jié)擋板前和排粉機(jī)出口測(cè)量風(fēng)機(jī)出口靜壓、溫度，分別計(jì)算排粉機(jī)流量和全壓[2]。

測(cè)量截面的流量采用等截面網(wǎng)格法測(cè)量。具體方法是：在管道寬度（圓周）方向上開(kāi)設(shè)若干個(gè)測(cè)孔，在深度（直徑）方向上取6個(gè)測(cè)點(diǎn)，用流量分析儀（皮托管）測(cè)出空氣流速，根據(jù)排粉機(jī)入口截面積計(jì)算流量。（用畢托管和電子微壓計(jì)測(cè)量截面上各網(wǎng)格點(diǎn)的動(dòng)壓，然后取這些動(dòng)壓均方根的平均值作為該截面的平均動(dòng)壓Pd）。

采用溫度計(jì)測(cè)量流量測(cè)量截面處的介質(zhì)溫度；采用U型管壓力計(jì)在風(fēng)機(jī)出口的靜壓測(cè)量面上進(jìn)行測(cè)量，每一截面上的4個(gè)測(cè)量點(diǎn)通過(guò)三通連接至U型管壓力計(jì)。采用盒式大氣壓力計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Α?/p>

在6kV配電室記錄風(fēng)機(jī)電能消耗，測(cè)算試驗(yàn)期間排粉機(jī)功率，并計(jì)算排粉機(jī)運(yùn)行效率。試驗(yàn)期間記錄鍋爐有關(guān)運(yùn)行參數(shù)，按DCS系統(tǒng)有關(guān)畫面上顯示的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄。

（2）試驗(yàn)工況要求。

制粉系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；燃煤性質(zhì)基本不變，給煤量均勻穩(wěn)定；試驗(yàn)前，有0.5～1h的穩(wěn)定時(shí)間。每個(gè)試驗(yàn)時(shí)間2h。

4 試驗(yàn)結(jié)果及對(duì)比分析

（1）試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

試驗(yàn)期間機(jī)1號(hào)爐蒸發(fā)量為950t/h，1號(hào)機(jī)組乙排粉機(jī)熱態(tài)試驗(yàn)詳細(xì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

（2）試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析。

將排粉機(jī)試驗(yàn)主要結(jié)果與設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比分析，見(jiàn)表3。

1號(hào)爐B側(cè)磨煤機(jī)在51.4t/h出力下，實(shí)測(cè)排粉機(jī)流量為99t/h，磨煤機(jī)風(fēng)煤比為1.734，風(fēng)量合理。排粉機(jī)全壓為8364Pa，而風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)全壓為14000Pa，裕量為67%，裕量明顯偏大。當(dāng)排粉機(jī)入口擋板開(kāi)度為56%時(shí)，擋板阻力約為5.84kPa，節(jié)流損失很大；實(shí)測(cè)效率為45.8%，實(shí)際運(yùn)行效率偏低。由于設(shè)計(jì)參數(shù)偏大，使風(fēng)機(jī)特性與制粉系統(tǒng)阻力特性不太匹配，風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)偏離風(fēng)機(jī)高效特性區(qū)域[3]，造成風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率偏低。

1號(hào)爐乙排粉機(jī)在磨煤機(jī)正常出力和合理風(fēng)煤比情況下運(yùn)行時(shí)，排粉機(jī)入口擋板開(kāi)度為56%，偏小。說(shuō)明風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)及特性與實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)阻力特性存在偏差；風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)不匹配，風(fēng)機(jī)參數(shù)過(guò)大，造成排粉機(jī)進(jìn)口擋板節(jié)流損失較大，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率較低，只有45.8%；建議對(duì)排粉機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。

5 改造方案及實(shí)施后經(jīng)濟(jì)效益

（1）改造方案。

根據(jù)排粉機(jī)的實(shí)際設(shè)備情況，本著排粉風(fēng)機(jī)主體和基礎(chǔ)不進(jìn)行改動(dòng)的原則，提出只對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行改造的整改方案[4]，本方案主體內(nèi)容包括如下。

①更換葉輪和集流器。只需改變?nèi)~片型線，重新設(shè)計(jì)葉輪，使實(shí)際需要的風(fēng)量風(fēng)壓靠近高效區(qū)，最終達(dá)到提高運(yùn)行效率的目的。

②保留風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、傳動(dòng)組、軸系不變。

③保留風(fēng)機(jī)蝸殼外殼不變；為了使現(xiàn)有蝸殼能與改后葉輪配合，根據(jù)葉輪情況對(duì)蝸舌進(jìn)行局部改造。

④改變風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口（集流器）與葉輪入口（前盤）的密封型式，采用端面和徑向雙密封形式，端面密封間隙<0.5mm，采用銅質(zhì)密封環(huán)；徑向密封間隙<5mm，從而減小風(fēng)機(jī)內(nèi)泄漏損失，提高風(fēng)機(jī)效率。

5）風(fēng)機(jī)葉輪迎風(fēng)面敷設(shè)進(jìn)口耐磨鋼板，延長(zhǎng)葉輪使用壽命。

（2）實(shí)施排粉風(fēng)機(jī)葉輪升級(jí)改造后效益分析

利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，根據(jù)制定的排粉風(fēng)機(jī)葉輪升級(jí)改造方案進(jìn)行了改造，改造投運(yùn)后取得了排粉風(fēng)機(jī)一次性啟動(dòng)成功，同時(shí)也取得了明顯的節(jié)電效果。通過(guò)對(duì)各參數(shù)的綜合計(jì)算，改造后排粉機(jī)電機(jī)節(jié)省功率206kW。若按年運(yùn)行時(shí)間4000小時(shí)計(jì)算，每年可節(jié)省電量82.4萬(wàn)kWh，每kWh電按0.45元計(jì)算，可節(jié)省電費(fèi)37.08萬(wàn)元。一臺(tái)排粉機(jī)改造費(fèi)用為45萬(wàn)元，不到15個(gè)月就能收回投資成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

6 結(jié)論

節(jié)能挖潛對(duì)于一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)永遠(yuǎn)是永恒的主題，也是間接反映企業(yè)技術(shù)管理水平的重要標(biāo)志，隨著技術(shù)的進(jìn)步，節(jié)能降耗技術(shù)也在不斷創(chuàng)新、改進(jìn)，所以就給節(jié)能降耗工作帶來(lái)了不竭的動(dòng)力。本文提出的排粉機(jī)優(yōu)化改造項(xiàng)目就是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的典型案例，雖然節(jié)能量有限，但是改造后卻是一勞永逸的受益。有問(wèn)題不可怕，只要我們堅(jiān)持用科學(xué)的方法，一定會(huì)找到科學(xué)的解決措施。

參考文獻(xiàn)

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