中速磨煤机制粉系统运行优化研究

中速磨煤机制粉系统运行优化研究

宋玉婷

（国电库车发电有限公司新疆阿克苏842000）

摘要：随着经济在快速的发展，社会在不断的进步，针对某燃煤电厂中速磨煤机制粉系统冷风率偏高导致锅炉效率下降的问题，建立了中速磨煤机的热平衡计算模型。通过计算分析可知，煤中水分含量对磨煤机进出口温度影响较大，且煤中水分每增加1%，磨煤机入口热风温度相应增加约12℃。因此，在保证机组安全的前提下，通过降低冷风量来提高磨煤机出口温度即提高磨煤机入口热风温度，可以充分回收利用尾部烟气热量，提高锅炉热效率。该方法不需任何运行成本和设备投入，具有显著的经济效益。

关键词：制粉系统;热平衡;磨煤机进出口温度;冷风率;运行优化

引言

磨煤机制粉系统作为热电厂的主要设备，其性能的优劣直接关系到热电厂锅炉带载能力和煤粉燃烧的稳定状况。其中，平盘磨直吹式制粉系统作为一种典型的磨煤机制粉系统具有启动快速、调节灵活、设备设计简单、低耗电量、耗材少、占用空间省和安全稳定等优点。因此，当煤种状况适宜时，应着重考虑使用平盘磨直吹式制粉系统。但是，目前该制粉系统也存在着一些问题：平盘磨对原煤中铁块、石块和和木块的碾磨能力较低，运行过程中极易引起平盘磨的振动；平盘磨结构复杂，运行和检修的技术水平要求较高；平盘磨对煤种的适应性较差。因此，对平盘磨直吹式制粉系统进行运行参数优化变得尤为重要。

1中速磨煤机制备煤粉的工作原理

1）热空气的输送作用将煤粉从磨煤机输送到炉膛。如果热空气量不足,会导致输送风速过低,粉管中的煤粉会逐渐沉积在水平管段处,造成煤粉管道阻塞着火,热空气量严重不足时会造成堵磨;如果热空气过量,会导致输送风速过高,使得煤粉管道和磨煤机内部磨损加速,同时可能降低煤粉细度以及锅炉燃烧的经济性下降。2）热空气的干燥作用热空气在煤粉的碾制过程中对煤进行干燥使其易于研磨。如果热空气干燥出力(即热空气焓值)不足,会导致磨煤出力下降,带不满需要的负荷。如果热空气干燥出力过大,会导致磨煤机出口温度超限,这是一种危险的工况,它增加了煤粉着火的潜在可能性,严重时将导致制粉系统爆炸。3）热空气的分离作用指热空气在磨煤机内提供必要的动力使煤粉进行分离,控制煤粉出口细度。适中的热空气量能够起到正常的分离煤粉的作用,保证磨煤机出口获得适合的煤粉细度。煤粉过细表明系统运行不经济;煤粉过粗带来锅炉燃烧不经济。

2中速磨煤机制粉系统运行中存在的问题

在中速磨煤机制粉系统中,一次风压的大小取决于磨煤机和一次风管的阻力,在保持磨煤机通风量一定的情况下,磨煤机和一次风管阻力是不变的。一次风压的大小只要等于磨煤机和一次风管阻力,就可保证磨煤机的通风量。如果一次风压过高,要保证磨煤机通风量不变,应关小一次风机入口挡板,不能关小磨煤机入口风量挡板,靠调整磨煤机入口挡板控制风量,是中速磨煤机制粉系统运行中的一个误区。通过几次在绥中电厂的锅炉试验中发现,锅炉运行人员将一次风机出口压力始终保持很高,在调节磨煤机通风量的操作中,采用磨煤机入口风量挡板调节,磨煤机入口风门开度约50%,使一次风压过高。在制粉系统中,磨煤机入口与一次风机出口连接,这种调节方法既是一次风机的出口节流调节,人为地增加了管网阻力,使一次风机的部分压能都损失在挡板上,造成一次风机电耗增加。

3制粉系统各运行参数制约关系

１）磨煤机通风量与煤粉细度及磨煤机单耗的关系。当磨煤机通风量增大时，碾磨后的煤粉向平盘磨上方的粗粉分离器运动的动能变大，从而造成有更多的不合格煤粉通过粗粉分离器，煤粉细度相应变大；由于有更多的不合格煤粉通过粗粉分离器，从而造成了平盘磨重复碾磨率下降，磨煤机单耗随之变小，但当磨煤机通风量过大时，会造成磨煤机碾磨原煤时的压力变大，磨煤机单耗随之变大。２）分离器调节挡板开度与煤粉细度及磨煤机单耗的关系。当分离器调节挡板开度增大时，碾磨后的煤粉向平盘磨上方的粗粉分离器运动的阻力变小，从而造成有更多的不合格煤粉通过粗粉分离器，煤粉细度相应变大；由于有更多的不合格煤粉通过粗粉分离器，从而造成了平盘磨重复碾磨率下降，磨煤机单耗随之变小。３）磨辊加载压力与煤粉细度及磨煤机单耗的关系。当磨辊加载压力增大时，碾磨原煤的能力变大，从而能把原煤碾磨的更细小，即煤粉细度变小；但碾磨原煤能力增加时，平盘磨消耗的电能相应升高，即磨煤机单耗变大。４）磨煤机出力与煤粉细度及磨煤机单耗的关系。当磨煤机出力也可称为磨煤机给煤量增大时，会造成碾磨原煤时的能力不足，从而使煤粉细度变大；由于磨煤机出力增大时会造成单位时间碾磨原煤量变大，但单位时间碾磨原煤的耗电量不变，因此，碾磨每吨原煤时的耗电量相应减小，即磨煤机单耗变小。

4制粉系统运行优化建议

在实际运行中，燃用低水分煤种的电厂一般都存在冷风率偏高的现象，有的电厂冷风率甚至高达50%，使得空气预热器热利用率降低，导致锅炉排烟温度上升，影响锅炉运行的经济性。针对此问题，建议电厂首先要对所燃煤种进行具体分析，以确定最佳的磨煤机出口介质温度，再运用本文中建立的磨煤机热平衡模型，算出磨煤机进口热风温度，进而推算出可以降低的冷风量，以指导锅炉运行人员对制粉系统的运行进行优化调整。当然，在实际运行中，燃用高水分煤种的电厂也可能存在冷风率调整为零时热一次风温依然不够的情况。针对此状况，可采用外高桥第三发电厂(简称“外三”)已经实施多年的广义回热系列技术中的送风回热技术。该技术不仅可以解决热风温度不够问题，提高锅炉燃烧效率，还可以降低机组的排汽损失。除此之外，也可以考察空气预热器的转向，若空气预热器中经烟气加热后的转子先后分别经过二次风道、一次风道，可以考虑实施空气预热器反转的改造方案，亦可增加热一次风温，但此方案会相应使得热二次风温有所降低。

结语

本文建立的热平衡理论可针对不同的运行工况，计算出中速磨煤机进出口温度之间的关系、水分变化对磨煤机进出口温度的影响。对电厂实际试验时制定出合适的试验参数具有重要的参考和指导意义。针对燃用高水分煤种的电厂，若存在热风温度不够的问题，采用外三已实施多年的广义回热系列技术中的送风回热技术，不仅可以解决热风温度不够问题，提高锅炉燃烧效率，还可以降低机组的排汽损失。

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