1000MW超超臨界制粉系統優化改造試驗研究

胡喬良++徐洪艷++林翔

摘 要：針對某電廠一臺1000MW超超臨界鍋爐的制粉系統進行優化改造。對原有一次風噴口安裝新型旋轉噴嘴環，改變磨煤機加載力控制方式和制粉系統熱工控制方式，從而改善燃燒效率以及飛灰含碳量。

關鍵詞：制粉系統；磨煤機；一次風量；煤粉細度；節能

中圖分類號：TK223.25 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）19-0162-01

中國是能源消費大國，燃煤發電機組占能源消耗的首位。提高燃煤機組效率、降低污染排放是眾多電力科研人員不懈追求的目標[1]。超超臨界機組發電效率比超臨界機組高6～8%，比我國目前廣泛應用的亞臨界機組高10%以上[2]。一臺超超臨界機組供電標準煤耗為275g/kWh，而一臺采用最先進技術的600MW亞臨界機組供電標準煤耗為310g/kWh，降低了11%[3]。因此，發展高參數超超臨界發電技術是中國電力發展的必然趨勢。長久以來，人們過分關注主機設備的能耗分析與研究，對輔機設備的經濟運行狀況關注較少。相對而言，火電廠輔機設備存在的問題較多，其對機組的經濟運行有著重要影響，但未能得到應有的重視[4]。有計算表明，對于制粉系統來說，僅考慮煤粉細度一項：當煤粉均勻性指數增加0.1時，大型鍋爐效率可以提高0.15～0.2%；當煤粉細度由R90=21%下降到R90=14.4%時，鍋爐效率可以提高0.25%[5]，可見，對制粉系統優化改造，對火電廠節能降耗意義非凡。

1 機組概況

1.1 鍋爐系統簡介

某電廠采用東方鍋爐股份有限公司超超臨界變壓直流燃煤鍋爐，型號DG-3100/26.15-Ⅱ2，一次再熱，單爐膛π型，旋流燃燒器前后墻對沖燃燒方式，尾部雙煙道結構，固態排渣，全鋼構架，全懸吊結構，平衡通風，露天布置。采用低NOx旋流煤粉燃燒器48只，分三層布置。鍋爐主要設計參數見詳表1。

1.2 磨煤機及煤質參數

制粉系統采用正壓直吹式，由兩臺一次風機提供介質流動動力，磨煤機采用MPS290型中速輥式磨煤機，另配有兩臺密封風機提供密封風。磨煤機主要設計參數詳見表2，煤質資料見表3。

2 制粉系統改造方案

2.1 制粉系統存在的問題

在機組運行過程中，制粉系統逐漸暴露出如下問題：（1）一次風量較大，制粉單耗偏高，造成較大的電能損耗，同時影響磨煤機內部流場分布。（2）石子煤排放不暢，粒徑不均，造成石子煤倉板結嚴重。隨著石子煤倉內部溫度升高，摻雜在石子煤中的碳粒自燃，燒毀密封圈，帶來設備的損壞。（3）煤粉細度偏大，均勻性指數較低，造成鍋爐不完全燃燒損失增大，鍋爐燃燒效率降低。基于以上觀測分析可知：機組的制粉系統存在較大的節能潛力，通過改造優化后可以大幅度提高運行經濟性。

2.2 制粉系統改造方案

針對制粉系統存在的問題，筆者通過對國內外先進技術的分析研究認為：制粉系統可以進行以下改造，方案如下：（1）對原有一次風噴嘴環重新進行設計，安裝新型旋轉噴嘴環，并調整折向擋板開度，使其與改造后的系統相適應。（2）將加載力控制方式改為在線控制的變加載方式。如此磨煤機可實現空負荷啟動，提高低負荷適應性，減小變負荷時磨煤機出力變化太大對機組造成的沖擊，增強機組動態響應特性。（3）對制粉系統熱工控制做出相應改造，用在線智能控制代替程序控制。

3 結語

一次風機在整個廠用電系統中占有較高的比重。單臺機組制粉系統改造后，一次風量下降14%左右。若整臺機組磨煤機全部更換改造，忽略空預器漏風因素影響，則一次風機總風量大約可下降14%。一次風機電機功率2500kW（磨煤機電機功率1120kW），可見此次改造為一次風機挖掘了相當大的節能潛力。

參考文獻

[1]朱椏麟，李雷，涂潔磊，等.中國能源博弈世界能源[J].文山學院學報.2013，26（3）：100-105.

[2]樊泉桂.超臨界和超超臨界鍋爐煤粉燃燒技術分析[J].電力技術，2006，（2）：23-25.

[3]沙龍.1000MW超超臨界褐煤鍋爐燃燒技術研究[D].博士學位論文.哈爾濱工業大學.2014.

[4]于新穎，王浩.火電廠主要輔機能耗現狀與節能潛力分析[J].電站輔機，2009，（1）：1-3.

[5]李青，張興營，徐光照，等.火力發電廠生產指標管理手冊[C].中國電力出版社，2007.

[6]GB10184-88《電站鍋爐性能試驗規程》[S].

[7]DL467-2004《電站磨煤機及制粉系統性能試驗》[S].endprint