制粉系統優化運行分析

摘 要" 本文從影響制粉系統出力的因素出發結合實際情況，分析探討如何提高制粉系統出力，達到節約廠用電的目的。

關鍵詞" 制粉出力"" 優化

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A 文章編號：1674-198X(2011)12(a)-0000-00

1 前言

在電力市場競爭日益激烈的情況下，不但要求多發電，而且在節能降耗方面也提出了更高的要求。某發電廠深入挖掘自身潛力，在節能降耗提高效率方面作出了極大的努力。對鍋爐而言節約廠用電的主要手段即為提高制粉系統出力，減少制粉系統的運行時間。本文以#4爐為例對如何提高制粉系統出力，節約廠用電進行探討。

下面是#4爐制粉系統設備概況：#4爐制粉系統為中間儲倉式熱風送粉，兩臺DTM290/420型低速鋼球磨磨煤機，配兩臺滾筒式給煤機，用熱風做干燥劑，部分乏氣經磨煤機再循環作為干燥劑送入磨煤機，另一部分作為三次風送入爐膛。

2 影響制粉出力的因素

影響制粉出力的因素有很多，并且很復雜，因該系統是一個典型的多輸入、多輸出、強耦合、非線性、大慣性的系統。在實際運行我們發現要想得到最佳制粉出力必須協調好磨煤出力、干燥出力、通風出力三者關系。主要涉及到以下幾個參數：

磨煤出力：在運行中主要控制量有鋼球控制（鋼球裝載量、鋼球規格、磨煤機空載電流）、負荷控制（存煤量、磨煤機運行電流）。

通風出力：在運行中主要控制量有排粉機運行電流、煤粉細度（R90）、粗粉分離器擋板角度、排粉機入口擋板開度、磨入口負壓、磨出入口壓差。

干燥出力：在運行中主要控制量磨出口溫度、磨熱風門開度、再循環門開度、磨冷風門開度。

3 最佳制粉出力的確定

最佳制粉出力就是指單位能耗最小的制粉出力，單位能耗是指單位電耗以及其它損耗，而其中最大的是電耗。制粉系統的三大耗電設備是給煤機、磨煤機、排粉機，三大設備耗電總量與制粉總量比值就是所謂的制粉單位電耗，在實際運行中，要力求制粉單位電耗最小，從而做到最佳。決定制粉單位電耗的因素有二個，分別是耗電量和制粉量，而這兩個量都和磨煤機的工作特性有關，分別對應磨煤機的鋼球量（空載電流）、存煤量（運行電流）。

4 鋼球磨煤機工作特性分析

影響磨煤機制粉能力大小的兩個主要的因素是鋼球量及磨內存煤量，下面進行具體分析。

4.1 如何確定鋼球裝載量與鋼球規格

在一定范圍內，隨著筒內鋼球量Gq的增大，磨煤出力BM增加，磨煤功率NM也增加，磨煤單位電耗EM也會稍有增加。同時由于增加了鋼球量，必須加強通風來及時帶走磨制的煤粉，但通風單位電耗Etf是下降的。綜合起來，制粉單位電耗ΣE有所下降，但當鋼球裝載量增加到一定程度后，由于鋼球充滿程度大，使鋼球落下的有效空間減小，撞擊作用減弱，而使磨煤機出力增加緩慢，而這時磨煤機功率增加并不減緩，因而磨煤單位電耗將有顯著增加。所以當鋼球裝 載量超過一定限度，制粉單位電耗ΣE將增加。其關系如圖1

圖1" 單位電耗與鋼球裝載量的關系

由此可見，對應一定煤種及一定型號磨煤機有一最佳鋼球裝載量，對于#4爐來說為30噸。鋼球直徑的選擇應以電耗和金屬損耗的總費用最小為原則，在運行中鋼球逐漸被磨損，直徑變小，因此必須定期補加鋼球，以免降低鋼球裝載量影響出力。此外，每隔一段時間應篩選筒內鋼球，把直徑小于15毫米的鋼球換掉。

4.2 如何確定載煤量

鋼球磨煤機在燃煤電廠中應用非常廣泛，不同的鋼球磨結構上存在一定的不同，但它們之間都存有一定的共性。一般情況下增加筒內載煤量，磨煤出力也相應增加，但增加到一定限度后，磨煤出力不再增加反而降低，同理對鋼球磨煤機工作特性的深入分析我們發現磨煤機音頻信號是隨著磨煤機內存料量的增加而遞減的，為了方便起見，在音頻變送器中對信號進行了簡單的處理，把遞減的音頻特性曲線轉換成遞增的曲線，這時信號大就表示磨煤機內的存料量多。

曲線1為功率特性，曲線2為出力特性，曲線3為音頻特性，曲線4為處理后音頻特性。由圖2的可以得到以下一些結論：⑴磨煤機的最大出力點就是圖中的f2點；⑵在磨煤機的運行中，當其存料量較少時，鋼球相互碰撞導致磨煤機噪音信號較強，隨著存料量不斷增加，鋼球間的空隙逐漸被物料填滿，因而磨煤機噪音信號逐漸減弱，當磨煤機出力達到最大時（即f2點），鋼球間填滿了物料，噪音信號也就基本不變了，反映在圖中曲線3，噪音信號變得非常平坦，反映了達到最大出力點后變換率很小這一特性；⑶磨煤機的運行范圍可以劃分為3個區間，即圖中顯示的I、II、III區間。可以發現II區間是最佳的運行區域，并且應該盡量使磨煤機的工作點向f2點靠攏。

5 制粉系統運行優化措施

針對以上的分析，我們對#4爐制粉系統進了相應的優化，主要是安裝了磨音傳感系統，并且對其它的相關參數及操作進行了規范，實現了制粉系統的自動控制。具體如下所示

5.1 制粉系統優化運行參數表

5.2 制粉系統優化運行操作說明

⑴制粉系統運行參數新增加了磨煤機負荷值（料位），磨煤機負荷表示磨煤機筒體內的存煤量水平，該值越大表示磨煤機實際存煤量越多，用百分數形式表現。⑵制粉系統給煤自動的投入方法：制粉系統正常運行過程中，隨時可以投入給煤自動，當負荷實際值與設定值偏差較大時，給煤機轉速會有較大調節波動，接近于60~75％定值水平時、運行狀態逐漸保持穩定。⑶制粉系統磨機負荷控制定值為 60~75%，投入給煤自動控制后，將根據煤質變化影響制粉出力的情況下，自動調整給煤機給煤量，始終處于最佳磨煤出力運行工況。⑷在磨內存煤量保持穩定的情況下，磨煤機運行電流的變化反映鋼球的磨損情況。制粉系統投入給煤自動控制，穩定運行時的磨煤機電流平均值為49A左右，當磨電流比平均值低于1A時，及時添加800～1000個（1噸）直徑60mm的鋼球，恢復49A的運行水平，平時不用進行鋼球的添加。⑸熱風門的作用是維持磨出口溫度保持穩定。磨煤機出口溫度控制范圍為70℃±5℃，制粉系統正常運行過程中，根據煤質變化影響干燥出力的情況下，運行人員應及時手動調整熱風門開度，改變磨入口溫度來維持磨出口溫度保持在控制范圍內，確保系統的干燥出力始終處于最佳水平。⑹再循環風門的作用是維持磨入口負壓保持穩定。磨煤機入口負壓控制范圍為－250Pa－450 Pa，制粉系統正常運行過程中，根據熱風門開度變化影響系統通風量的情況下，運行人員應及時手動調整再循環風門開度，以維持磨入口負壓保持穩定。⑺冷風門的作用是當磨煤機停止運行時，冷風門全開，熱風門關閉，起導風降溫的作用，正常運行過程中冷風門不參與調節，處于完全關閉的狀態。⑻排粉機運行電流的大小，反映制粉系統通風量的水平，目前調整為26A，正常運行過程中不需要進行調整，以保證系統通風量的穩定。⑼粗粉分離器擋板調節的作用是當制粉系統通風量保持穩定的條件下，用來控制煤粉細度的。當煤質發生較大變化時，可適當進行調整。⑽控制系統設置了越限保護回路，磨機出入口壓差上限為4500Pa，當出現 越限保護動作時，DCS控制界面會彈出提示信息，同時自動控制給煤機給煤量維持在下限開度。⑾異常處理：當制粉系統自動運行過程中出現故障報警或異常情況時，運行人員應及時進行相應處理，調整運行參數，確保制粉系統的安全穩定運行。⑿當煤質發生較大變化，給煤機下煤不暢，干燥出力不足等影響制粉系統穩定運行的因素時，此時應將給煤自動控制切回手動運行，待基本穩定后再投入給煤自動。⒀加強日常檢查維護，減少漏風，保持系統暢通。

6 分析總結

⑴尋優后制粉系統煤粉細度的算術標準偏差明顯較小，煤粉細度更加穩定；⑵飛灰及效率同比不變；⑶制粉電耗平均下降了10%；⑷運行監盤人員的勞動強度減少了80%。

參考文獻

[1] 鍋爐設備及運行.水利電力出版社.

[2] 劉齊壽，黃錦濤，賀剛等.球磨機中儲式制粉系統自尋最優控制[J].西安交通大學

學報，2000，7，34(7):30-3.