提高磨煤機出口溫度的經濟性分析

趙瑞峰

摘 要：火電廠鍋爐排煙熱損失是鍋爐系統最大的熱損失，而減少排煙熱損失的主要方法就是提高磨煤機出口溫度。因此，該文特對提高磨煤機出口溫度的經濟性進行詳細闡述。

關鍵詞：磨煤機 出口溫度 經濟性 安全性

中圖分類號：TK227 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0070-01

火電廠鍋爐排煙系統作為最大的熱損失，降低其熱損失是當務之急。當前，提出提高磨煤機出口溫度能夠有效降低鍋爐排煙熱損失，但是可能降低鍋爐制粉系統運行的安全性。因此，研究磨煤機出口溫度具有重要實踐意義。

1 試驗概述

河津發電分公司安裝有兩臺日本三菱重工生產的露天鍋爐，為亞臨界、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風、固態排渣、控制循環汽包型。同時每臺鍋爐配套有四臺由福斯特惠勒能源公司生產的FW-D11D型雙進雙出鋼球磨煤機，其額定出力為46.05T/H，筒體直徑為3.86 m，筒體長度為5.97 m，額定裝球量為78 T，電機轉速為1000 rpm，主電機功率為1492 kW。磨煤機單側電機驅動，且每臺磨煤機配置有兩臺無極變速電子稱重式給煤機。燃燒器配風分為一次風、內二次風及外二次風，其中內二次風為直流，外二次風為旋流。最大通風量為每秒19.23 kg。

本次研究所采用的煤質參數如下表1所示，通過TG-FTIR技術對電廠試驗煤種進行詳細分析。煤樣開始失重時的溫度約為286 ℃，而紅外光譜圖形中發現的可燃氣體的溫度為265 ℃。經過磨煤機熱平衡計算，其出口溫度約為100 ℃。磨煤機在常規溫度為70 ℃時，入口溫度約為226 ℃，其出口溫度相應增加到100 ℃。假設原煤重量的5%外存在水分，且在煤粒外初期受熱而蒸發，此時，磨煤機進口溫度在226 ℃時，煤粒表面的實際濕熱風溫度為200 ℃，由此可推斷出，當出口溫度提高到100 ℃左右時具有可行性。

2 試驗結果

（1）對鍋爐運行影響。首先，對于鍋爐主要運行參數的影響。調整磨煤機的出口溫度，爐膛負壓在正常范圍內波動，表明提高出口溫度對爐內燃燒的穩定性并沒有顯著影響，且減溫水量也無顯著變化。其次，對鍋爐總煤量的影響。提高磨煤機出口溫度，也就相應提高了鍋爐效率，減少能源消耗。必然在發電負荷不變的條件下，入煤量也會相應下降。最后，對鍋爐整體運行的影響。由于磨煤機的出口溫度提高，煙氣中回收的能量重新進入到爐膛，相應增加了輸入熱量，使得鍋爐負荷上升，通過利用邏輯控制給煤機，可有效減少給煤量，并相應維持正常負荷變化。通過利用紅外測量溫槍對爐膛燃燒器區域的測溫進行對比，可發現觀測點的溫度變化較小。盡管磨煤機的出口溫度提升對爐膛的溫度影響較小，但由于著火距離減小，使得爐膛火焰中心下降。

（2）經濟性分析。①可降低飛灰含碳量。由于出口溫度提升到100 ℃，進入爐膛的粉在著火之前，相應的提高了爐膛內的燃燒剛性。加上調整燃燒配風，可防止貼壁燃燒現象的出現。此外，能夠提前煤粉著火時間，進而有效縮短煤粉在爐膛內的燃燒時間，提高煤粉的燃盡率。尤其在機組低負荷的運行之下，可最大限度降低飛灰含碳量。②降低排煙溫度。通過試驗結果表明，空預器的進口溫度伴隨著磨煤機出口溫度的升高，空預器進口的煙溫度相應增加5 ℃。為了有效避免排煙溫度波動的誤差，盡量取最后0.5 h的排煙溫度。若控制了磨煤機的風量，勢必會減少磨煤機冷一次風量，增大熱風門開度，提高熱風利用率。③提高磨煤機的出力。由于增加熱風量，也就提高了磨煤機干燥出力，進而達到降低制粉單耗。④降低末再管壁溫度，防止其超溫。因為提高磨煤機出口溫度，進而可有效控制再熱汽溫度指標。且當煤粉進入到爐膛前，縮短其燃燒時間，增加屏再和墻再的輻射吸熱量，提高再熱汽溫度指標控制的機動性。

（3）安全性分析。首先，調整燃燒配風，可有效避免噴口帶火或貼壁燃燒現象的發生。由于爐膛煤粉著火提前，其燃燒器噴口很有可能發生帶火現象。因此，應密切關注入口一次風壓及噴口溫度，加強調整燃燒配風。其次，當磨煤機內部溫度提升時，其磨輥油封的潤滑油的溫度也有所上升。對于此種情況，應密切監控磨煤機潤滑油站的運行情況，確保潤滑油溫度控制在45 °以下。再次，當積渣太多時，磨煤機內部溫度升高，可能會引起石子煤著火，因此，應加強設備的定期維護及管理，進而確保安全運行。最后，由于磨煤機出口溫度提高，燃用高揮發份煤種時，可能會出現磨煤機的自燃或爆炸。針對此種安全事故，應嚴格執行試燒煤種的規定，確保磨煤機蒸汽滅火裝置的正常使用。

3 結語

通過試驗研究表明，磨煤機的出口溫度與鍋爐運行的經濟性及安全性有著密切聯系。當提高了經濟性，而安全性又相應降低，因此，應處理好兩者之間的關系。本文最后特提出四點對策，旨在提高其安全性及經濟性。當然，由于實際的煤質分類較多，可能影響著磨煤機出口溫度的設置，這就需要根據燃煤的實際情況，對煤質進行綜合分析，進而確定最優的出口溫度，達到節能降耗的目的，實現我國社會經濟的可持續發展。

參考文獻

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