制粉系統出力低的原因分析

呂春艷

摘要:北安熱電有限公司#3爐自投產以來,制粉系統出力不足,粉倉溫度居高不下,最高溫度達160度,將粗粉分離器擋板開度調整到最大,煤粉細度只有10%左右。通過分析研究,找出制粉系統出力不足,粉倉溫度居高不下的原因,提出制粉系統運行技術和設備改進的措施。

關鍵詞:燃煤電廠;制粉系統;制粉時間長;粉倉溫度高;控制及改進

1 概況

#3爐自2005年11月投產以來,制粉系統一直存在煤粉細度小,制粉系統出力低,制粉時間長,制粉電耗高,粉倉溫度高等情況,2008年1月啟動后情況變得更嚴重,連續一個多月磨煤機停不下來,在此冬季供熱、供電高峰期鍋爐負荷帶不上,粉倉溫度高達160度,嚴重威脅電廠的安全及經濟運行,給公司經營帶來巨大壓力。為解

決此問題,應首先了解制粉系統出力低的原因。

2 制粉系統出力低的原因

2.1 磨煤機鋼球裝載量不是最佳裝載量。

鋼球裝載量將直接影響磨煤出力。當磨煤機通風量和煤粉細度不變時,隨著鋼球裝載量從較小的數值開始增加,單位時間內鋼球的撞擊次數增加,磨煤出力相應增加,但是,當鋼球裝載量增加到一定限度后,由于鋼球充滿系數過大使鋼球下落的有效高度減小,撞擊作用減弱,磨煤出力增加的程度減緩。只有在鋼球裝載量達到最佳時,制粉系統出力最佳,制粉單位電耗最小。

2.2 鋼球質量差及鋼球直徑不符合要求

鋼球磨煤機在運行中,原煤中大顆粒、堅硬的煤主要依靠大鋼球砸碎,因為鋼球直徑大,質量重,被磨煤機提到一定高度落下來的撞擊力大。而將粗粉制成合格的細粉,主要依靠直徑小一些的鋼球,因為直徑小,數量多,相互接觸面積大,相互撞擊次數多,便于碾磨。一般對于難磨得煤采用大直徑的鋼球,易磨的煤采用小直徑的鋼球。當鋼球充滿系數一定時,剛球的直徑愈小,撞擊次數及作用面積愈大,磨煤出力提高,但鋼球的磨損加劇。隨著鋼球直徑減小,鋼球的撞擊力減弱。因此,一般采用的鋼球直徑為30~40mm,當磨制硬煤或大塊煤時,則選用直徑為50~60mm的鋼球。但由于當前煤價上漲,煤質隨時發生改變,鋼球直徑的選擇不能滿足煤質的要求,再因鋼球質量達不到要求,使鋼球磨損加劇等,都使磨煤出力下降。

2.3 給煤量達不到最佳

當磨煤機內載煤量較少時,鋼球下落的動能只有一部分用于磨煤,另一部分白白消耗與鋼球的空撞磨損。隨著載煤量的增加,磨煤出力相應增大。但載煤量過大時,由于鋼球下落高度減小,鋼球間煤層加厚,部分能量消耗于煤層變形,磨煤出力反而降低,嚴重時將造成筒體入口堵塞。因此,每臺磨煤機在鋼球裝載量不變時,都有一個相應的最佳載煤量,此時磨煤出力最大。

2.4 與煤質的好壞及原煤的可磨性系數大小、粒度大小有關

煤的性質對磨煤出力影響較大。煤的揮發份含量不同,對煤粉細度的要求不同。低揮發份煤要求煤粉磨得細一些,則消耗的能量增多,磨煤出力因此而減小。

煤的可磨性指數Kkm愈大,從相同粒度磨制成相同細度的煤粉所消耗的能量愈小,磨煤出力就愈高。

原煤水分含量增高,磨煤過程由脆性變形過渡到塑性變形,改變了煤的可磨性,額外增加了磨煤能量消耗,磨煤出力因而降低。

進入磨煤機的原煤粒度愈大,磨制成相同細度的煤粉所消耗的能量也愈多,磨煤出力則愈低。

2.5 磨煤機襯板磨損情況是否嚴重

形狀完善的襯板,可增大鋼球與襯板的摩擦系數,有利于提升鋼球和煤,磨煤出力得以提高。磨損嚴重的襯板,鋼球與襯板間有較大的相對滑動,將有較多的能量消耗在鋼球與襯板的摩擦上,未能用來提升鋼球,磨煤出力明顯下降。

2.6 與球磨機通風量及干燥通風量有關

磨煤機內磨好的煤粉,需要一定的通風量將其帶出。由于煤沿筒體長度分布不均,當通風量太小時,筒體通風速度較低,僅能帶出少量細粉,部分合格煤粉仍留在筒內被反復磨制,致使磨煤出力降低。適當增大通風量可改善煤沿筒體長度的分布情況,提高磨煤出力,降低磨煤單位電耗。但是,當磨煤通風量過大時,部分不合格的粗粉也被帶出,經粗粉分離器分離后,又返回磨煤機再磨,造成無益的循環,以致通風單位電耗及制粉單位電耗增加。在鋼球裝載量一定時,制粉單位電耗最小值所對應的磨煤通風量,稱為最佳磨煤通風量。

2.7 磨煤機入口冷風漏入量太大

磨煤機入口漏風,使通過磨煤機的風量增多,為保持正常的入口負壓勢必要減少熱風,使磨煤機的干燥出力下

降,從而造成磨煤機出力降低。

2.8 煤粉細度太細,回粉管內的回粉量大。

煤粉細度太細,回粉管內的回粉量大,煤粉反復通過回粉管回到磨煤機中進行磨制,會在系統內造成無益的循環,同時流動阻力也增大,使輸粉消耗能量提高,通風單位電耗提高。同時為保證磨出入口壓差,保證磨煤機中固定的給煤量,就必須減小磨煤機入口的給煤,降低了磨煤出力,而且易造成粉倉溫度高。

3 針對制粉系統出力低采取的治理措施

3.1 首先將不合格鋼球甩出,然后按一定比例加裝合格鋼球,啟動磨煤機以后發現電流由46A增大為50A,但制粉出力增加很少。

3.2 停磨后對鋼球磨煤機中的襯板進行了檢查,沒有磨損嚴重及變形的襯板,因此制粉系統出力低不是由于磨煤機襯板不合格造成的。

3.3 將磨煤機中的給煤量調整到最佳值,煤質也采用接近設計煤種的煤,但通過調整制粉系統出力不明顯。

3.4 為判別#3爐制粉系統是否存在漏風問題,對該制粉系統進行了冷態風量測試,測試結果表明:系統漏風量很小,因此系統漏風不是造成出力低的主要因素。

3.5 按照同型制粉系統調整#3爐系統通風量,增加磨煤機內的通風量,提高干燥出力及磨煤出力,但效果不大。

采取以上控制措施,制粉系統出力低的問題仍然存在。從以上原因分析中可以看到,無論是粉倉溫度高還是制粉系統出力低都與煤粉細度過小有關。

4 煤粉過細的危害

從煤燃燒的角度看,煤粉磨得越細,燃燒越充分,燃燒效率越高。但當煤粉磨的太細時,而且制粉系統又是儲倉式乏氣送粉就會造成一次風中細粉量增多,在一次風中濕度大,氧氣量少加之離爐膛出口的形成短,而且細顆粒的煤粉與煙氣之間的相對速度小,傳質條件較差,反而造成機械不完全燃燒熱損失增大。煤粉越細,磨煤成本就越高,而且還容易引起煤粉爆炸。制粉系統煤粉細度小使制粉出力降低,粉倉溫度變高,制粉電耗增加,影響鍋爐出力,少發電、降低經濟效益。

5 造成煤粉過細的原因分析

由于煤粉細度的調整與粗粉分離器的擋板開度及系統通風量有關。一般煤粉細度的調整都采用調節粗粉分離器擋板,因此,首先對#3爐制粉系統的粗粉分離器擋板進行了調整,然后對煤粉細度進行了測試,測試的結果是#3爐制粉系統煤粉細度最高值R90在11%,最低值R90在7%,無論怎樣調整粗粉分離器擋板,#3爐制粉系統煤粉細度也不會超過上面的值。調整粗粉分離器擋板后煤粉細度沒有改變,只有采用增加制粉系統通風量的方法來調整煤粉細度。

通過以上對煤粉細度的調整都不能使煤粉變粗,就要從制粉系統各設備的結構上下功夫,粗粉分離器是影響煤粉細度的重要設備,同時也是出現問題較多的設備。經過有關表報、數據與同型設備進行對比發現:#3爐粗粉分離器運行中的阻力高于同型的粗粉分離器的阻力500pa左右。從此可知:#3爐制粉系統煤粉細度小的主要原因是由粗粉分離器的結構造成的。

6 粗粉分離器改造

#3爐粗粉分離器采用的是新型軸向型粗粉分離器,由于#3爐粗粉分離器調節擋板在全開的位置時的煤粉細度最大值為R90=11%,通風阻力達1000pa左右,為降低粗粉分離器的通風阻力,提高煤粉細度,提高磨煤出力,將粗粉分離器內錐體的固定擋板按比例割掉幾片。

7 粗粉分離器改造后的效果

粗粉分離器結構改造后,粗粉分離器的通風阻力比改進前降低300pa左右,磨煤機出力由改進前的18.23噸/時提高到23.5噸/時,達到磨煤機的額定出力,磨煤機單耗從原來的21.56千瓦時/噸煤降低到14.1千瓦時/噸煤,粗粉分離器改進后粉倉溫度再沒有超過80度。