郭立強(qiáng)

【摘 要】 直吹式制粉系統(tǒng)是火力電廠發(fā)電中非常重要的環(huán)節(jié)，但是長期以來直吹式制粉系統(tǒng)在制粉的過程中存在單耗偏高的問題，本文重點(diǎn)對直吹式制粉系統(tǒng)制粉過程中單耗偏高的原因和解決對策進(jìn)行了探討，供相關(guān)電力人員參考。

【關(guān)鍵詞】 直吹式制粉；單耗；偏高；對策

一、前言

能源節(jié)約已經(jīng)成為我國生產(chǎn)中非常關(guān)注的問題，我國在火力發(fā)電過程中，長期以來都存在制粉單耗偏高，找到單耗偏高的原因，從而制定出相應(yīng)的解決對策是目前很多電廠亟待解決的問題。

二、直吹式制粉系統(tǒng)制粉單耗特性分析

直吹式制粉系統(tǒng)一般選用中、高速磨，不選用低速磨，原因是變負(fù)荷和低負(fù)荷時(shí)制粉單耗偏高，所以只有長期帶滿負(fù)荷的鍋爐的直吹式制粉系統(tǒng)才選用低速磨。也就是說低速球磨機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)只有在能夠長期帶滿負(fù)荷或較高負(fù)荷時(shí)才經(jīng)濟(jì)，顯然，這種經(jīng)濟(jì)性與倉儲式制粉系統(tǒng)相比還是存在差距的。

直吹式鍋爐燃燒器與制粉系統(tǒng)是一一對應(yīng)的，從燃燒穩(wěn)定的角度上講，任何負(fù)荷下“π”型爐選擇合適的磨煤機(jī)運(yùn)行臺數(shù)，可以有效降低制粉單耗及機(jī)組廠用電率。但現(xiàn)在隨著標(biāo)煤單價(jià)的提高，為降低發(fā)電企業(yè)運(yùn)營成本，入爐煤由工程煤、煤泥、高硫煤、低硫煤等多煤種及熱值不同摻配燃燒，與此同時(shí)鍋爐制粉系統(tǒng)在同等負(fù)荷條件下總煤量偏大，造成制粉系統(tǒng)單耗升高。

根據(jù)某廠3，4號鍋爐說明書以及試驗(yàn)確認(rèn)，在180Mw負(fù)荷以上推薦維持4套制粉系統(tǒng)運(yùn)行，180Mw負(fù)荷以下負(fù)荷推薦維持3套制粉系統(tǒng)運(yùn)行。

某廠2005年在煤質(zhì)好且穩(wěn)定時(shí)做過經(jīng)濟(jì)型對

比試驗(yàn)，即：機(jī)組在185Mw負(fù)荷下運(yùn)行，試驗(yàn)時(shí)間1天，3臺磨運(yùn)行，節(jié)約用電23200kW·h，可節(jié)約用電費(fèi)用8584元，但由于煤粉細(xì)度變粗，導(dǎo)致飛灰可燃物由4.34上升到8.37，增加耗煤費(fèi)用約17668.5元。因此該廠決定，在煤質(zhì)變差且不穩(wěn)定時(shí)，180Mw以上負(fù)荷維持4套制粉系統(tǒng)運(yùn)行。

三、直吹式制粉系統(tǒng)制粉單耗偏高原因

制粉系統(tǒng)的耗電占廠用電的25%左右，顯然，在保證制粉系統(tǒng)出力，控制合理煤粉細(xì)度的前提下，降低制粉系統(tǒng)單耗是重要的節(jié)能途徑。

1、中速磨裝載量直接影響磨煤機(jī)出力和電能消耗

磨煤機(jī)中速磨過程中裝載量直接影響煤粉的研磨和研碎能力，速度需要在一定的范圍內(nèi)，如果速度太慢，對煤的研磨能力作用太小，出粉率低；反之，如果速度太快，同樣會影響磨煤的出力，增加電耗。因此速度不是越大，其節(jié)約能耗。制粉系統(tǒng)采用中速磨正壓直吹系統(tǒng)，每爐配5臺磨煤機(jī)，燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)，四臺運(yùn)行一臺備用；燃用校核煤種時(shí)，五臺運(yùn)行；煤粉細(xì)度為R90≤18%，均勻性指數(shù)n=1.0。煙風(fēng)系統(tǒng)采用平衡通風(fēng)方式，空氣預(yù)熱器采用三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，一、二次風(fēng)加裝暖風(fēng)器。排渣方式采用風(fēng)冷式干渣機(jī)直接進(jìn)。磨煤機(jī)冷風(fēng)調(diào)整門跟隨熱風(fēng)調(diào)整門變化，調(diào)節(jié)磨煤機(jī)出口溫度；DCS中一次風(fēng)爐膛差壓自動控制函數(shù)在0～350MW輸出均為10.0kpa，運(yùn)行中值班人員憑經(jīng)驗(yàn)根據(jù)負(fù)荷與煤質(zhì)變化手動設(shè)置一次風(fēng)壓偏置進(jìn)行跟蹤修正。

2、煤質(zhì)對制粉單耗的影響

煤質(zhì)對制粉單耗的影響主要決定于煤的可磨性（原煤被研制成粉的難易程度）和煤的主要性能指標(biāo)（發(fā)熱量、揮發(fā)份），不同質(zhì)的煤種，其可磨性系數(shù)不同，燃燒工況也不同。前者，直接反映制粉單耗的大小，而后者需要通過一系列的調(diào)整來決定制粉單耗的大小。然而，原煤的采購?fù)灰匀说囊庵緸檗D(zhuǎn)移，也就是只能在有效的范圍內(nèi)選擇，即可控性很小。對我們廠而言，原因就是原煤采購的可操作性很小，可選擇的范圍受限制，基本上是混雜煤。

3、設(shè)備自身的問題

磨煤機(jī)套瓦的磨損對磨煤出力會有很大的影響，套瓦磨損嚴(yán)重時(shí)，會大幅度降低磨煤出力，可檢查波紋套板的磨損情況，當(dāng)套瓦的凸峰磨損達(dá)到2/3時(shí)，應(yīng)更換套瓦。

消除制粉系統(tǒng)較大的漏風(fēng)量，也是提高磨煤出力減小電耗的必要措施。制粉系統(tǒng)就是磨制煤粉和煤粉輸送的一套體系，磨損是免不了的。當(dāng)系統(tǒng)漏風(fēng)時(shí)，系統(tǒng)負(fù)壓小不能形成有效的帶粉能力，制粉效率明顯下降。爐的制粉電單耗在六個(gè)月中均有偏高的現(xiàn)象。

4、運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整對單耗的影響

有很多運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整會影響制粉單耗，如煤粉細(xì)度、熱風(fēng)開度、再循環(huán)開度，均勻給煤等。通風(fēng)量的大小決定煤粉細(xì)度，過大和過小都是不利的，通風(fēng)量太大，系統(tǒng)內(nèi)風(fēng)速增加，煤粉磨制一次合格率降低，經(jīng)粗粉分離器，粗粉被分離出來，經(jīng)回粉管回到磨煤機(jī)，作無益的循環(huán)，同時(shí)風(fēng)速過大還會增大管道的磨損，電耗增大；反之若風(fēng)量過小，不僅使磨煤出力下降，還使干燥能力下降。當(dāng)通風(fēng)量很小時(shí)，燃料大部分集中在筒體的進(jìn)口端，由于鋼球沿筒體長度是近似均勻分布的，因而在筒體的出口端鋼球的能量沒有充分被利用，很大一部分能量消耗在金屬的磨損和發(fā)熱上。同時(shí)因?yàn)橥矁?nèi)風(fēng)速不高，出口端部分合格煤粉不能被氣流帶走，帶出的僅僅是少量的細(xì)煤粉，使得磨煤出力降低。我們知道煤粉細(xì)度與燃燒工況有很大的關(guān)系，煤粉越細(xì)，煤粉在爐膛內(nèi)燃燒的越充分，反之，煤粉越粗，煤粉在爐膛內(nèi)燃燒會越不完全，飛灰可燃物所占比例越大，就越不經(jīng)濟(jì)?？墒牵悍鄞种品蹎魏木偷?，反之，煤粉細(xì)制粉單耗就高。這是一對矛盾體，所以，煤粉細(xì)度要根據(jù)煤質(zhì)的變化進(jìn)行不斷地調(diào)整。要根據(jù)爐內(nèi)的燃燒情況、制粉單耗的大小情況綜合考慮，也就是煤粉細(xì)度應(yīng)該控制在煤耗加制粉單耗的最佳經(jīng)濟(jì)值上。

四、降低制粉單耗的建議

1、低負(fù)荷時(shí)減少制粉系統(tǒng)投運(yùn)套

電廠采用的“爐前摻混、爐內(nèi)摻燒”手段，雖解決了燃燒穩(wěn)定性的問題，但為保證燃燒穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)，低負(fù)荷下制粉系統(tǒng)投運(yùn)套數(shù)多，制粉單耗嚴(yán)重偏高。建議試行“分磨磨制，爐內(nèi)混燒”的混煤摻燒方法，即2—3套磨煤機(jī)磨好煤、1—2臺磨煤機(jī)磨差煤，各套磨煤機(jī)根據(jù)煤的可磨性和燃燼特性確定各自出力、細(xì)度、鋼球配比等，并使對應(yīng)的燃燒器采用相應(yīng)的配風(fēng)方式。然后根據(jù)燃燒狀況，逐步停掉1—2套磨差煤的制粉系統(tǒng)，這樣既保證了低負(fù)荷下的燃燒穩(wěn)定性，又保證煤粉細(xì)度和出力，降低制粉單耗。

2、加強(qiáng)對入爐煤的管理，確保人爐煤的穩(wěn)定

對燃煤摻配工作實(shí)施精細(xì)化管理，提高人爐煤質(zhì)的穩(wěn)定性，確保制粉系統(tǒng)在一種穩(wěn)定的、經(jīng)濟(jì)的工況運(yùn)行，降低制份單耗。

3、加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，解決制粉系統(tǒng)存在的問題

磨煤機(jī)料位失效以及下煤管、落煤管、回粉管、分離器擋板等堵塞造成的空罐堵罐，都是影響制粉單耗和：謀粉細(xì)度的重要因素，建議加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，解決制粉系統(tǒng)存在的這些難題。

例如通過對送風(fēng)機(jī)葉輪改型，加大送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，提高了鍋爐出口氧量，減少了飛灰可燃物，提高了鍋爐效率。經(jīng)常檢查受熱面的積灰情況，發(fā)現(xiàn)積灰嚴(yán)重時(shí)，及時(shí)進(jìn)行沖洗，以提高傳熱效果。對空氣預(yù)熱器漏風(fēng)整治?？諝忸A(yù)熱器及與其相連的煙、風(fēng)道、伸縮節(jié)打開保溫后查漏、補(bǔ)漏；空氣預(yù)熱器前、后所有人孔門采用密封焊接，管箱內(nèi)漏管兩端采用堵頭悶堵等措施，減少了空預(yù)器漏風(fēng)。對真空系統(tǒng)進(jìn)行查漏、堵漏。更換凝結(jié)器銅管，有利完善凝汽器真空、端差、過冷度，以及提高凝結(jié)水的品質(zhì)。加大對廢水回收再利用，對廢水系統(tǒng)進(jìn)行改造，防止水塔的溢流等，同時(shí)利用變頻技術(shù)對泵與風(fēng)機(jī)驅(qū)動電源進(jìn)行變頻改造。變頻調(diào)速控制節(jié)能原理是通過改變頻率F來改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。理論上這種調(diào)速方式調(diào)節(jié)范圍寬，且線性度很好，變頻器設(shè)備本身能耗很低，無論是輕載還是滿載都有很高的效率。此外其運(yùn)行可靠性，調(diào)節(jié)精度及線性度（可達(dá)99%）都是其他調(diào)速方法無法相比的。因此，應(yīng)推廣先進(jìn)的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在熱電廠中的應(yīng)用。

4、積極推進(jìn)運(yùn)行技術(shù)的創(chuàng)新

積極學(xué)習(xí)、掌握燃燒優(yōu)化運(yùn)行方案。運(yùn)行人員積極組織燃燒、加強(qiáng)燃燒調(diào)整，合理配風(fēng)，做到初參數(shù)壓紅線運(yùn)行。一切都以提高發(fā)電量為出發(fā)點(diǎn)，因?yàn)樨?fù)荷上升，鍋爐熱負(fù)荷加強(qiáng)，爐膛溫度提高，燃燒穩(wěn)定性得到提高，相應(yīng)的熄火、燃油、廠用電率、供電煤耗就能相應(yīng)地得到好轉(zhuǎn)。帶不起負(fù)荷的原因，主要原因是煤質(zhì)差、制粉出力的限制等。提高運(yùn)行人員技術(shù)水平和責(zé)任心。運(yùn)行值班人員，是運(yùn)行崗位中最辛苦和技術(shù)要求高的崗位，上班前休息好，保持心情好，提高責(zé)任心，學(xué)習(xí)燃燒技術(shù)，將有助減少人為因素；各運(yùn)行崗位要密切合作，減少操作上失誤等。降低煤耗，鍋爐效率是關(guān)鍵，提高鍋爐效率只有降低飛灰，在燃劣質(zhì)煤時(shí)，要求操盤人員，將自己的工作經(jīng)驗(yàn)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合，從主觀到客觀全方位進(jìn)行分析。

五、結(jié)束語

總之，本文對直吹式制粉系統(tǒng)制粉單耗偏高的原因就行了詳細(xì)的分析，在這個(gè)過程中電廠要針對自身的特點(diǎn)針對性的找到原因，從而制定相關(guān)的解決策略，降低制粉過程中的單耗。

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