300MW鍋爐排粉機單耗高試驗診斷及優化改造技術研究

王承亮

摘 要：針對某電廠1號鍋爐中儲式制粉系統排粉機單耗偏高的現狀，組織進行了現場試驗診斷，取得了詳細的試驗數據，并對試驗數據進行了分析，確定了排粉機設計裕量大、運行效率低是導致排粉機單耗高的主要原因，并針對性地提出了優化改進提效方案；經過實施改造后，排粉機單耗明顯降低、排粉機運行效率明顯提高，為電廠節能降耗工作貢獻了一份力量。

關鍵詞：火電廠 排粉機 單耗高 優化改造

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0066-03

Abstract： In view of the present situation of the high unit consumption of powder discharging machine in the medium storage pulverizing system of a power plant No. 1 boiler，organized the field test diagnosis ， the detailed test data were obtained， and the test data were analyzed. The main reasons for the high unit consumption of powder discharging machine were determined that the large design margin and low operation efficiency of powder discharging machine were the main reasons， and the optimized and improved scheme was put forward. After the implementation of the transformation， the unit consumption of powder discharging machine is obviously reduced and the operation efficiency of powder discharging machine is obviously improved， which contributes to the energy saving and consumption reduction of the power plant.

Key Words： Power plant； Powder discharging machine； High unit consumption； Optimization and transformation

某電廠根據制粉系統排粉機單耗對標數據分析發現，1號爐制粉系統排粉機單耗明顯偏高，說明風機性能與系統特性可能不匹配、排粉機運行效率可能較低等問題[1]，有必要對排粉機運行情況進行系統試驗診斷，然后有針對性提出設備升級改造方案或運行優化方案。根據現場條件，選擇1號爐B磨的排粉機為試驗對象，進行了熱態診斷試驗。

1 鍋爐基本性能

某電廠1號、2號機組為300MW機組，鍋爐為上海鍋爐廠設計制造的SG1025/18.3- M833型亞臨界、中間再熱、控制循環汽包爐。鍋爐設計燃用晉中貧煤，熱風送粉、四角切圓燃燒，布置有四層16只直流燃燒器，采用平衡通風方式，尾部煙道設有兩臺三分倉空氣預熱器及兩臺靜電除塵器。采用中儲式制粉系統，配四臺MTZ350/700型鋼球磨，兩級分離，負壓運行，熱氣送粉。

2 制粉系統設備規范

鍋爐制粉系統相關設備的設計參數見表1。

3 試驗工況及內容

（1）試驗診斷內容。

1號爐B排粉機試驗在制粉滿出力下進行，在排粉機入口分別測量流速、靜壓、溫度，再根據測量處截面積求得空氣流量；在排粉機調節擋板前和排粉機出口測量風機出口靜壓、溫度，分別計算排粉機流量和全壓[2]。

測量截面的流量采用等截面網格法測量。具體方法是：在管道寬度（圓周）方向上開設若干個測孔，在深度（直徑）方向上取6個測點，用流量分析儀（皮托管）測出空氣流速，根據排粉機入口截面積計算流量。（用畢托管和電子微壓計測量截面上各網格點的動壓，然后取這些動壓均方根的平均值作為該截面的平均動壓Pd）。

采用溫度計測量流量測量截面處的介質溫度；采用U型管壓力計在風機出口的靜壓測量面上進行測量，每一截面上的4個測量點通過三通連接至U型管壓力計。采用盒式大氣壓力計在現場測量當地大氣壓力。

在6kV配電室記錄風機電能消耗，測算試驗期間排粉機功率，并計算排粉機運行效率。試驗期間記錄鍋爐有關運行參數，按DCS系統有關畫面上顯示的數據實時記錄。

（2）試驗工況要求。

制粉系統運行穩定；燃煤性質基本不變，給煤量均勻穩定；試驗前，有0.5～1h的穩定時間。每個試驗時間2h。

4 試驗結果及對比分析

（1）試驗數據。

試驗期間機1號爐蒸發量為950t/h，1號機組乙排粉機熱態試驗詳細的試驗數據與計算結果見表2。

（2）試驗結果對比分析。

將排粉機試驗主要結果與設計參數對比分析，見表3。

1號爐B側磨煤機在51.4t/h出力下，實測排粉機流量為99t/h，磨煤機風煤比為1.734，風量合理。排粉機全壓為8364Pa，而風機設計全壓為14000Pa，裕量為67%，裕量明顯偏大。當排粉機入口擋板開度為56%時，擋板阻力約為5.84kPa，節流損失很大；實測效率為45.8%，實際運行效率偏低。由于設計參數偏大，使風機特性與制粉系統阻力特性不太匹配，風機實際運行點偏離風機高效特性區域[3]，造成風機運行效率偏低。

1號爐乙排粉機在磨煤機正常出力和合理風煤比情況下運行時，排粉機入口擋板開度為56%，偏小。說明風機設計參數及特性與實際運行系統阻力特性存在偏差；風機與系統不匹配，風機參數過大，造成排粉機進口擋板節流損失較大，風機運行效率較低，只有45.8%；建議對排粉機進行節能改造。

5 改造方案及實施后經濟效益

（1）改造方案。

根據排粉機的實際設備情況，本著排粉風機主體和基礎不進行改動的原則，提出只對風機葉輪進行改造的整改方案[4]，本方案主體內容包括如下。

①更換葉輪和集流器。只需改變葉片型線，重新設計葉輪，使實際需要的風量風壓靠近高效區，最終達到提高運行效率的目的。

②保留風機基礎、傳動組、軸系不變。

③保留風機蝸殼外殼不變；為了使現有蝸殼能與改后葉輪配合，根據葉輪情況對蝸舌進行局部改造。

④改變風機進風口（集流器）與葉輪入口（前盤）的密封型式，采用端面和徑向雙密封形式，端面密封間隙<0.5mm，采用銅質密封環；徑向密封間隙<5mm，從而減小風機內泄漏損失，提高風機效率。

5）風機葉輪迎風面敷設進口耐磨鋼板，延長葉輪使用壽命。

（2）實施排粉風機葉輪升級改造后效益分析

利用機組檢修機會，根據制定的排粉風機葉輪升級改造方案進行了改造，改造投運后取得了排粉風機一次性啟動成功，同時也取得了明顯的節電效果。通過對各參數的綜合計算，改造后排粉機電機節省功率206kW。若按年運行時間4000小時計算，每年可節省電量82.4萬kWh，每kWh電按0.45元計算，可節省電費37.08萬元。一臺排粉機改造費用為45萬元，不到15個月就能收回投資成本，經濟效益顯著。

6 結論

節能挖潛對于一個企業來說永遠是永恒的主題，也是間接反映企業技術管理水平的重要標志，隨著技術的進步，節能降耗技術也在不斷創新、改進，所以就給節能降耗工作帶來了不竭的動力。本文提出的排粉機優化改造項目就是一個技術創新應用的典型案例，雖然節能量有限，但是改造后卻是一勞永逸的受益。有問題不可怕，只要我們堅持用科學的方法，一定會找到科學的解決措施。

參考文獻

[1] 程啟明，王勇浩.火電廠中間儲倉式球磨機制粉系統控制技術發展綜述[J].上海電力學院學報，2006，22（1）：48-54.

[2] 蔡耿峰.中儲式制粉系統能耗優化問題.安慶師范學院學報[J].Aug.2009.Vol.15.No.3.

[3] 周名亮.300MW機組中儲式制粉系統優化運行的試驗研究[J].上海電力學院學報，Vol.22.No.3.Sep.2006.

[4] 衣曉青，張翠珍，寧佐陽.中儲式制粉系統節能降耗綜合治理研究[J].長沙理工大學學報，Vol.2.No.3.Sep.2005.