廣東粵電博賀發電廠制粉系統及輔助設備選型分析

宣恩文

(廣東粵電博賀煤電有限公司，廣東 茂名 525000)

廣東粵電博賀發電廠制粉系統及輔助設備選型分析

宣恩文

(廣東粵電博賀煤電有限公司，廣東 茂名 525000)

根據煤質資料和燃燒消耗量，對廣東粵電博賀煤電有限公司制粉系統及輔助設備選型進行了分析，并總結了本次選型的優點。

制粉系統；輔助設備；選型

0 引言

廣東粵電集團廣東電力發展股份有限公司擬結合博賀新港區的開發建設，在該臨港工業區建設一座大型火力發電廠。根據建設廠址的自然條件和廣東電力需求發展趨勢，工程一期規劃為4×1 000 MW燃煤發電機組，留有再擴建4×1 000 MW機組的余地。本工程建設2×1 000 MW超超臨界燃煤汽輪發電機組，同步建設煙氣脫硫設施，擬分別在2015年6月和2015年12月投入商業運行。

1 煤質資料

本工程設計煤種采用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，不單獨設置油系統。

煤質分析資料如表1所示。

表1 煤質分析資料

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 制粉系統及輔助設備選擇

3.1 制粉系統擬定

制粉系統主要分為貯倉式系統和直吹式系統兩大類。貯倉式制粉系統不按抗爆壓力設計，需要裝設防爆門，系統復雜，設備多，自動化水平低，檢修運行工作量大，技術落后。國內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。大型機組為了簡化系統，增加安全性，通常按抗爆壓力設計，不設防爆門，系統自動化水平高，同時為減少煤倉間的建筑投資，大多采用直吹式系統。對于易燃、易爆的煤，采用直吹式制粉系統可以減少煤粉自燃、爆炸事故的發生，高揮發分的煤基本上都不采用貯倉式系統，而采用直吹式，因此根據本工程煤種(易燃煤種)特點推薦采用直吹式制粉系統。

直吹式制粉系統分為負壓與正壓兩種型式，負壓直吹式制粉系統的一次風機(排粉風機)設在磨煤機后，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，現在基本不再采用。目前大多數直吹式制粉系統采用正壓系統，一次風機按照其在制粉系統的位置分為兩種：在空預器后輸送熱風的是熱一次風機，配置兩分倉空氣預熱器；在空預器前輸送冷風的是冷一次風機，配置三分倉空氣預熱器。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。

本工程設計煤種屬于難磨煤，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、噪音小等優點，并且設備投資相對較小。雙進雙出鋼球磨煤機具有煤種適應范圍廣、煤粉較細、無石子煤排放、負荷調節能力強等優點，但是制粉電耗較高，而且廠房容積要求也較大。直吹式系統選擇何種型式的磨煤機，主要應從煤種的哈氏可磨指數HGI、沖刷磨損指數Ke、煤粉細度及設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，根據經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。

根據燃煤資料中的揮發分、哈氏可磨指數HGI、水分和灰分等數據，從防止煤粉自燃、防爆、提高制粉系統安全性和運行經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。

每臺鍋爐設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2臺離心式密封風機，1臺運行，1臺備用。

3.2 設備選型

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，節省初投資，對原煤倉進行優化。采用側煤倉布置，煤倉間為單跨式結構，2臺位置相對的給煤機上方的原煤倉上部設計為鋼制矩形煤倉，下接雙曲線小煤斗，中間各自用方圓節過渡，方形原煤倉相鄰壁交角的內側做成圓弧形，壁面與水平面的交角不小于65°。

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

3.2.2 給煤機

直吹式制粉系統通過調整給煤量調節鍋爐出力，要求給煤機有較好的調節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、可以自動調節等特點，適用于中速磨直吹式制粉系統。

每臺鍋爐設6臺給煤機，分別對應6臺磨煤機。

3.2.3 磨煤機

目前電力系統業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公司技術研制的MPS系列磨煤機，北京電力設備總廠在引進國外技術基礎上自主開發的ZGM系列磨煤機及長春發電設備總廠引進德國Babcock公司技術研制的第三代MPS -HP-Ⅱ系列磨煤機。其中MPS -HP-Ⅱ磨為在MPS磨基礎上推出的新產品，解決了MPS磨檢修困難的問題，并且通過提高磨盤轉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系列磨煤機已經有了1 000 MW機組的訂貨及運行業績。本工程暫定HP1203，具體磨煤機型式以及規格根據招評標結果確定。

3.2.4 磨煤機密封風機

每臺鍋爐設2臺密封風機，1臺運行，1臺備用，用于對正壓制粉系統的設備進行密封，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軸流式、離心式兩種。雖然動葉可調軸流式風機設備價格高，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，幾年內即可回收，優勢明顯。中速磨直吹式制粉系統要求風煤跟蹤調節，在磨煤機出力變化或增減運行磨煤機臺數時，一次風量要跟隨調節，因此一次風機經常處于變負荷運行狀態，要求風機調節靈活、高效率區范圍廣，動葉可調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軸流式風機考慮。

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

4 優點總結

(1) 采用中速磨煤機正壓冷一次風機直吹式制粉系統；(2) 每臺鍋爐設6臺磨煤機，設計煤種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，抗爆耐壓結構好，保證給煤計量精度；(4) 原煤倉采用矩形結構，內襯不銹鋼，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，從事發電廠集控運行工作。