火電廠中儲式制粉系統優化

劉磊

摘 ? 要：目前國內電力網中大型火電燃煤機組仍占發電主體，而燃煤鍋爐的制粉系統根據設計要求和設備選用分為多種，其中中儲制粉系統是電站鍋爐中較常見的一種鍋爐制粉方式。該系統在運行中也有著優點和不足之處，為提高鍋爐經濟性，通過對中儲式制粉系統優化方式進行分析，并針對鍋爐投運制粉系統存在的問題，提出了具體的處理措施和建議。

關鍵詞：火電廠 ?制粉系統 ?優化分析

中圖分類號：TM62 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（b）-0026-02

1 ?制粉系統設備簡介

電站HG-670/13.7-YM9型鍋爐，配有中間儲藏式、干燥劑送粉的制粉系統兩套，每套制粉系統均配有1臺JGC-30型稱重式全封閉皮帶給煤機;1臺鋼球磨煤機;1臺木屑分離器;1臺粗、細粉分離器;1臺排粉機;1個原煤斗及1個煤粉倉。

2 ?關于中儲式系統能量源解析

中儲系統原理：系統煤倉原煤經給刮板輸煤機到鋼球磨入口，在鋼球磨的轉動下，原煤進入磨煤機，二段空氣預熱器熱風和鍋爐再循煙氣混合成干燥劑進入磨煤機入口，并對球磨機內的煤進行干燥，同時大部分煤粉隨干燥劑經至制粉系統的木屑分離器，再至系統粗粉旋流分離器，在粗粉內旋流作用下，不合格煤粉被分離后經鎖氣器至回粉管，回至磨煤機入口繼續研磨，符合規定的細粉送至細粉分離器實現空氣和煤粉分離，合格的煤粉經下粉管進入到煤粉倉，系統殘留部分煤粉的乏氣直接吹入爐膛燃燒。

制粉系統能量：中儲式系統可以分為磨煤和干燥通風兩部分，動力來自于鋼球磨和排粉風機的6kV電動機。由制粉能量和電耗平衡得知，即使制粉方式不同但磨制等量的制粉，所耗能量相同，而鋼球磨電耗比其它中速磨煤機電耗高約1倍。中儲式磨煤系統在運行中，鋼球的能量消耗主要是鋼筒卷起鋼球在回落過程中，碰撞磨煤機襯板、鋼球及與原煤間相互碰撞，導致鋼球能量消耗;鋼球與原煤回落擊打磨煤機內襯板時，襯板的固定螺絲會松動甚至鋼筒變形等，都可通過襯板導致能量消耗;鋼球磨運行時產生的筒體振動及噪音等。鋼球磨制粉通風過程中，氣粉混合物在流經系統過程中與設備摩擦產生熱量損耗而消耗能量。上述兩部分能量損耗，引起中儲式制粉系統電耗上升，并導致了設備振動大及噪聲等負面作用。

3 ?中儲式系統的優化

優化目的既要磨制出合格煤粉，同時降低電能消耗，盡可能提高制粉出力。

4 ?采取的手段及方法

4.1 鋼球磨載球量

經運行試驗，中儲式制粉系統鋼球裝載系數在10%～35%之間時，當保證煤粉細度和系統通風不變情況下，鋼球磨電耗E隨載球量G的增大而升高，鋼球磨內沿筒體半徑方向，鋼球各不同分層的工作效率不同，靠近筒體側鋼球甩起的高度大，與原煤及鋼球間碰撞強烈，隨載球量G增加，遠離筒壁層的鋼球增多，球磨機內鋼球整體工作效率降低，而載球量E也增大。

在中儲式制粉系統中，電能消耗主要為鋼球磨筒體轉動和筒內鋼球甩升，在保證鋼球磨最佳出力同時，尋求筒體內最佳載球量可作為提升中儲式制粉系統經濟性的最佳途徑和方法;提高中儲式制粉系統經濟性，除尋求最佳載球量外，還要保證系統最佳通風量及適當提高磨煤機入口風溫度。

根據公式得知，在最小電耗時的鋼球磨最佳載球量系數（ψ）為0.12/（n/nl）1.75，其中n為鋼球磨筒體轉動速度，nl為鋼球磨筒體臨界轉速;經運行試驗調整確定最佳載球量，并調整該工況下對應最佳通風量和溫度。

4.2 鋼球磨內不同球徑配比

鋼球磨內球徑及不同球徑的比例分配，對鋼球磨損、電耗甚至鋼球磨出力都會產生影響。對于鋼球磨，筒內球徑若變化，磨制相同規格煤粉，直徑較小的鋼球在制粉時，球體與煤的碰擦和擠撞頻率較高，相對提高磨煤機出力。

經運行發現，當鋼球磨內球徑50mm、60mm載球量各50%和球徑60mm載球量10%，球徑70mm載球量90%兩種工況下，在最佳載球量時，鋼球磨電機電流相同，并且前一種工況出力為70t/h，后一種工況為65t/h，最終得出球體直徑為40mm、50mm、60mm載球量各占1/3為最佳配比。

4.3 中儲式制粉系統通風

中儲式系統增加通風量會提高系統出力，但風量越高風速越高，會增加系統設備磨損。通風速度過高，導致大顆粒煤粉無法在粗粉分離器分離，被乏氣帶入爐膛，影響燃燒。中儲式制粉系統出力包括磨煤和通風出力，通風量太小制粉量少，出力減小。當通風量過低時，會導致球磨機入口積煤量大，導致鋼球無法與煤充分混合碰砸，而部分煤卻被過分磨制，降低出力且易導致鋼球磨入口著火。 正常通風時，排粉機所耗功率Pt是隨風量的增加而增大的，若過分地增加通風量，在煤粉細度不變情況下，粗粉分離器的回粉增加，循環磨制增大通風阻力，相應增加電耗。

所以，最佳通風量應在通風和制粉電耗之和為最小的工況下。

4.4 給煤機煤量調整

鋼球磨在最佳轉速下，鋼球甩起后最佳分離角度為54.44°，甩起的鋼球除與煤碰撞外，大部直接跌落襯板上，筒體內能量消耗非制粉消耗。

當增加給煤機刮板煤量，鋼球與煤充分混合擠撞，充分利用鋼球動能（適當給煤量時），給煤機運行中要精細調整，控制最佳及最大給煤出力。

5 ?粗粉分離器氣粉分離

粗粉分離器中大顆粒分離取決于旋風分離擋板角度，從而保證煤粉細度，衡量粗粉分離器的重要指標是循環倍率，循環倍率增大分離擋板開度增大，管道節流損失較小，但回粉量和通風電耗增大，既要保證分離細度，又要保證最小循環倍率。

6 ?制粉系統漏風治理

中儲式制粉系統為負壓式系統，系統不嚴密對制粉出力影響很大，刮板式給煤機及鋼球磨為主要漏風點，其余漏風來自系統鎖氣器、管道、分離器等部位。系統漏入冷風會降低系統通風溫度導致通風出力下降，降低制粉出力;分離器的漏風，會降低出粉量;鎖氣器漏風會導致風溫降低及吹入爐膛三次風量增大，影響爐膛燃燒，排煙熱損失增大，鍋爐效率降低。

7 ?中儲式制粉系統提高出力措施

中儲式系統長期運行會出現出力下降，電耗升高，治理措施如下：

（1）保證鋼球磨最佳載球量，當只加裝單一直徑的鋼球時，會造成制粉均勻性差，回粉量大降低磨煤機效率和出力。建議調整鋼球裝載量及不同球徑的配比，保證載球量和最佳球徑配比。

（2）設計制粉系統排粉風機裕量大，系統風速過高，加劇系統設備的磨損。建議改造排粉風機，使通風量與風速匹配，并保證鋼球磨的最佳通風出力。

（3）精細調整給煤機煤量，保證鋼球磨的最大磨煤量和給煤機的最大給煤量，可采用自動料位器控制。

（4）根據不同煤質調整粗粉分離器擋板角度，保證煤粉的經濟細度。

（5）及時查找制粉系統漏風點，實施堵漏工作。

參考文獻

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