廣東粵電博賀發(fā)電廠制粉系統(tǒng)及輔助設(shè)備選型分析

宣恩文

(廣東粵電博賀煤電有限公司，廣東 茂名 525000)

廣東粵電博賀發(fā)電廠制粉系統(tǒng)及輔助設(shè)備選型分析

宣恩文

(廣東粵電博賀煤電有限公司，廣東 茂名 525000)

根據(jù)煤質(zhì)資料和燃燒消耗量，對廣東粵電博賀煤電有限公司制粉系統(tǒng)及輔助設(shè)備選型進行了分析，并總結(jié)了本次選型的優(yōu)點。

制粉系統(tǒng)；輔助設(shè)備；選型

0 引言

廣東粵電集團廣東電力發(fā)展股份有限公司擬結(jié)合博賀新港區(qū)的開發(fā)建設(shè)，在該臨港工業(yè)區(qū)建設(shè)一座大型火力發(fā)電廠。根據(jù)建設(shè)廠址的自然條件和廣東電力需求發(fā)展趨勢，工程一期規(guī)劃為4×1 000 MW燃煤發(fā)電機組，留有再擴建4×1 000 MW機組的余地。本工程建設(shè)2×1 000 MW超超臨界燃煤汽輪發(fā)電機組，同步建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施，擬分別在2015年6月和2015年12月投入商業(yè)運行。

1 煤質(zhì)資料

本工程設(shè)計煤種采用60%印尼煤與40%澳洲煤的混配煤，校核煤種擬采用內(nèi)蒙古伊泰煙煤。鍋爐點火啟動采用等離子點火裝置，不單獨設(shè)置油系統(tǒng)。

煤質(zhì)分析資料如表1所示。

表1 煤質(zhì)分析資料

2 燃料消耗量

本工程燃煤消耗量如表2所示(對應(yīng)鍋爐BMCR工況，每日按20 h計，每年按5 500 h計)。

表2 燃煤消耗量 單位：t

3 制粉系統(tǒng)及輔助設(shè)備選擇

3.1 制粉系統(tǒng)擬定

制粉系統(tǒng)主要分為貯倉式系統(tǒng)和直吹式系統(tǒng)兩大類。貯倉式制粉系統(tǒng)不按抗爆壓力設(shè)計，需要裝設(shè)防爆門，系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備多，自動化水平低，檢修運行工作量大，技術(shù)落后。國內(nèi)外的燃煤電廠只在中小型機組上使用鋼球磨貯倉式乏氣制粉系統(tǒng)。大型機組為了簡化系統(tǒng)，增加安全性，通常按抗爆壓力設(shè)計，不設(shè)防爆門，系統(tǒng)自動化水平高，同時為減少煤倉間的建筑投資，大多采用直吹式系統(tǒng)。對于易燃、易爆的煤，采用直吹式制粉系統(tǒng)可以減少煤粉自燃、爆炸事故的發(fā)生，高揮發(fā)分的煤基本上都不采用貯倉式系統(tǒng)，而采用直吹式，因此根據(jù)本工程煤種(易燃煤種)特點推薦采用直吹式制粉系統(tǒng)。

直吹式制粉系統(tǒng)分為負壓與正壓兩種型式，負壓直吹式制粉系統(tǒng)的一次風機(排粉風機)設(shè)在磨煤機后，輸送高含粉氣體，磨損大，故障率高，檢修維護工作量大，除早期的工程以外，現(xiàn)在基本不再采用。目前大多數(shù)直吹式制粉系統(tǒng)采用正壓系統(tǒng)，一次風機按照其在制粉系統(tǒng)的位置分為兩種：在空預(yù)器后輸送熱風的是熱一次風機，配置兩分倉空氣預(yù)熱器；在空預(yù)器前輸送冷風的是冷一次風機，配置三分倉空氣預(yù)熱器。熱一次風機在高溫含粉塵的工況下運行，工作條件惡劣，設(shè)備故障率較高，因此推薦采用冷一次風機。故本工程推薦采用配冷一次風機的直吹式制粉系統(tǒng)。

本工程設(shè)計煤種屬于難磨煤，校核煤種屬于中等可磨煤，可供選擇的磨煤機型式有中速磨煤機和雙進雙出鋼球磨煤機兩種。中速磨煤機具有運行電耗低、重量輕、噪音小等優(yōu)點，并且設(shè)備投資相對較小。雙進雙出鋼球磨煤機具有煤種適應(yīng)范圍廣、煤粉較細、無石子煤排放、負荷調(diào)節(jié)能力強等優(yōu)點，但是制粉電耗較高，而且廠房容積要求也較大。直吹式系統(tǒng)選擇何種型式的磨煤機，主要應(yīng)從煤種的哈氏可磨指數(shù)HGI、沖刷磨損指數(shù)Ke、煤粉細度及設(shè)備投資等幾個方面綜合考慮，一般情況下只要HGI≥35，Ke≤5.0，就可以考慮采用中速磨煤機。另外，根據(jù)經(jīng)驗推測本工程煤種磨損性不強，采用中速磨煤機時碾磨件壽命均遠大于6 000 h。故推薦采用中速磨煤機。

根據(jù)燃煤資料中的揮發(fā)分、哈氏可磨指數(shù)HGI、水分和灰分等數(shù)據(jù)，從防止煤粉自燃、防爆、提高制粉系統(tǒng)安全性和運行經(jīng)濟性等各方面綜合考慮，本工程擬采用中速磨煤機正壓冷一次風機直吹式制粉系統(tǒng)。

每臺鍋爐設(shè)6臺中速磨煤機，6臺電子稱重皮帶式給煤機，2臺軸流式一次風機。磨煤機的密封風從冷一次風管來，采用母管制，設(shè)2臺離心式密封風機，1臺運行，1臺備用。

3.2 設(shè)備選型

3.2.1 原煤倉

由于本工程新建1 000 MW機組，原煤倉容量較大，為了充分利用煤倉間容積，降低輸煤皮帶層高度，節(jié)省初投資，對原煤倉進行優(yōu)化。采用側(cè)煤倉布置，煤倉間為單跨式結(jié)構(gòu)，2臺位置相對的給煤機上方的原煤倉上部設(shè)計為鋼制矩形煤倉，下接雙曲線小煤斗，中間各自用方圓節(jié)過渡，方形原煤倉相鄰壁交角的內(nèi)側(cè)做成圓弧形，壁面與水平面的交角不小于65°。

每臺鍋爐設(shè)6個原煤倉。煤倉布置在輸煤皮帶層與運轉(zhuǎn)層之間，5個煤倉的儲煤量可達到鍋爐BMCR工況下8 h的燃煤量(設(shè)計煤種)。

3.2.2 給煤機

直吹式制粉系統(tǒng)通過調(diào)整給煤量調(diào)節(jié)鍋爐出力，要求給煤機有較好的調(diào)節(jié)性能以及較高的計量精度。耐壓電子稱重皮帶式給煤機具有密封性好、計量精度高、可以自動調(diào)節(jié)等特點，適用于中速磨直吹式制粉系統(tǒng)。

每臺鍋爐設(shè)6臺給煤機，分別對應(yīng)6臺磨煤機。

3.2.3 磨煤機

目前電力系統(tǒng)業(yè)績較多的中速磨煤機主要有上海重型機器廠引進美國ALSTOM POWER Inc.公司的HP系列磨煤機，沈陽重型機械集團有限責任公司引進德國Babcock公司技術(shù)研制的MPS系列磨煤機，北京電力設(shè)備總廠在引進國外技術(shù)基礎(chǔ)上自主開發(fā)的ZGM系列磨煤機及長春發(fā)電設(shè)備總廠引進德國Babcock公司技術(shù)研制的第三代MPS -HP-Ⅱ系列磨煤機。其中MPS -HP-Ⅱ磨為在MPS磨基礎(chǔ)上推出的新產(chǎn)品，解決了MPS磨檢修困難的問題，并且通過提高磨盤轉(zhuǎn)速及液壓加載力將出力提高，因此選擇型號時要較原MPS磨小2～3個型號，并且該磨比較適宜磨制高水分的煤種。幾種系列磨煤機性能比較接近，其中HP系列磨煤機、MPS系列磨煤機和ZGM系列磨煤機已經(jīng)有了1 000 MW機組的訂貨及運行業(yè)績。本工程暫定HP1203，具體磨煤機型式以及規(guī)格根據(jù)招評標結(jié)果確定。

3.2.4 磨煤機密封風機

每臺鍋爐設(shè)2臺密封風機，1臺運行，1臺備用，用于對正壓制粉系統(tǒng)的設(shè)備進行密封，防止煤粉外泄。密封風機采用離心式，風機入口空氣從一次風機出口母管引來。

3.2.5 一次風機

一次風機可供選擇的型式有動葉可調(diào)軸流式、離心式兩種。雖然動葉可調(diào)軸流式風機設(shè)備價格高，但是風機效率高，尤其是在低負荷運行時運行電耗低，初投資高出部分，幾年內(nèi)即可回收，優(yōu)勢明顯。中速磨直吹式制粉系統(tǒng)要求風煤跟蹤調(diào)節(jié)，在磨煤機出力變化或增減運行磨煤機臺數(shù)時，一次風量要跟隨調(diào)節(jié)，因此一次風機經(jīng)常處于變負荷運行狀態(tài)，要求風機調(diào)節(jié)靈活、高效率區(qū)范圍廣，動葉可調(diào)軸流式風機可以很好地滿足這些要求，故本工程的一次風機按動葉可調(diào)軸流式風機考慮。

每臺鍋爐設(shè)2臺一次風機，2臺運行，不設(shè)備用。由于一次風壓較高，一次風機按雙級葉輪考慮。

4 優(yōu)點總結(jié)

(1) 采用中速磨煤機正壓冷一次風機直吹式制粉系統(tǒng)；(2) 每臺鍋爐設(shè)6臺磨煤機，設(shè)計煤種5臺運行1臺備用，磨煤機采用中速磨煤機；(3) 采用電子稱重皮帶式給煤機，抗爆耐壓結(jié)構(gòu)好，保證給煤計量精度；(4) 原煤倉采用矩形結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯不銹鋼，防止堵煤。

2014-06-16

宣恩文(1980—)，男，廣東廉江人，熱能動力工程助理工程師，從事發(fā)電廠集控運行工作。