0引言

常德公司2×660 MW超超臨界燃煤機組自投產(chǎn)以來,相比常規(guī)燃煤機組,表現(xiàn)出高效、經(jīng)濟、環(huán)保的特點。但隨著國家經(jīng)濟政策的調整,傳統(tǒng)的火電企業(yè)面對的外部環(huán)境越來越復雜,企業(yè)的生存面臨嚴峻考驗。燃煤電廠廠用電率在4%~7%,其中制粉系統(tǒng)占比達20%~30%,因此降低制粉單耗對于減少廠用電顯得尤為重要。本文從降低制粉系統(tǒng)單耗(包括磨煤機、給煤機、一次風機等設備電耗)的角度進行分析,設法降低企業(yè)發(fā)電成本,提高經(jīng)濟效益,從而增強企業(yè)的盈利能力和市場競爭力。

1 設備參數(shù)

常德電廠制粉系統(tǒng)屬于冷一次風正壓直吹式。每臺鍋爐配置6臺北方重工(沈陽)制造的MP225型中速輥式磨煤機。給煤機系上海發(fā)電設備成套設計研究院制造的CS2024HP型電子稱重式給煤機^[1]。對于設計煤種和校核煤種I,5臺磨煤機可滿足鍋爐MCR工況運行的要求,另外1臺備用^[1]。磨煤機技術參數(shù)如表1所示。

2制粉系統(tǒng)單耗偏高原因分析

1)煤的可磨性差。哈氏可磨性指數(shù)(HGI)低: HGI<50的硬質煤(如無煙煤)需更高研磨能量,單耗比HGI>80的煙煤高30%~50%。煤中硬質礦物含量高:石英、黃鐵礦等礦物含量>8%時,磨輥磨損加劇,電耗急劇上升。

2)煤水分超標。入磨煤全水分>12%時,需增加干燥熱風量,一次風機能耗上升15%~25%。煤粉流動性變差,導致研磨效率下降,同時也降低了磨煤機最大出力,造成磨煤機不能滿出力運行。

3)風煤比失調。通過調查發(fā)現(xiàn)一次風量過高,會造成風機電耗增加,煤粉過粗回粉多,回粉率>30%。而如果一次風量不足,則會造成磨內積粉,研磨效率降低,磨機差壓>6 kpa,振動加劇,嚴重時會造成磨煤機堵塞。在機組運行中檢查發(fā)現(xiàn),運行人員為防止磨煤機發(fā)生堵塞,往往會開大熱風調門,提高風煤比,同時也會適當提高一次風壓,造成在磨煤機入口風量相同的情況下,一次風機母管壓力偏高,熱一次風節(jié)流運行使一次風機電耗增大。

4)磨煤機液壓加載力不合適。磨煤機液壓加載力壓力不足(<8 Mpa)會造成研磨不充分,重復研磨導致電耗增加,壓力過高(>12 Mpa)會造成無用功增加,磨輥磨損加速。磨煤機滿負荷運行時,通過調研同類型磨煤機運行情況發(fā)現(xiàn),在煤量相同的情況下,磨煤機液壓加載力要高出2 Mpa左右,造成磨煤機電流偏高,磨輥磨損加速。

5)磨煤機關鍵部件磨損。磨輥磨損量> 10mm時,研磨效率下降20%~30%。襯板磨損間隙>15 mm時,風環(huán)流速異常,電耗增加。噴嘴環(huán)磨損會造成風速分布不均,煤粉循環(huán)量增加。磨煤機停運期間開啟磨煤機人孔門對磨煤機磨輥和磨盤進行檢查,發(fā)現(xiàn)部分磨輥開裂,磨損量>10 mm,造成磨煤機不能達到額定出力,同時使磨煤機在同等出力下電流增大。

6)制粉系統(tǒng)漏風。制粉系統(tǒng)漏風是導致磨煤機能耗升高、出力下降的關鍵因素。制粉系統(tǒng)漏風增加,會造成磨煤機一次風量不足、磨機差壓升高,從而造成磨煤機干燥能力下降,磨煤機出力下降15%~20%。系統(tǒng)漏風率每增加1%,制粉單耗上升0.5%~1.2%,制粉系統(tǒng)常見漏風點包括磨機密封、落煤管、檢修門等。

7)磨煤機運行方式調整不當。機組加負荷過程中備用磨煤機啟動過早或降負荷過程中未及時停運磨煤機,同時還存在磨煤機滿足出力情況下多運行一臺磨煤機的情況。

3 降低制粉系統(tǒng)單耗措施

1)適當降低制粉系統(tǒng)運行中的一次風壓,提高磨煤機熱風門開度,減少節(jié)流損失。

從表2中數(shù)據(jù)分析可知,在滿足負荷要求和安全運行的前提下,通過降低一次風壓減少節(jié)流損失,使一次風機電流下降明顯,對降低制粉系統(tǒng)單耗有積極影響。同時,磨煤機熱風門通過跟蹤入口風量自動開大,保證了入口風量穩(wěn)定,保證了磨煤機不會堵塞。為此制定了一次風壓與負荷對應參數(shù)曲線,風機自動跟蹤負荷進行調整,時刻保持一次風機經(jīng)濟運行^[2]。

2)適當降低磨煤機的液壓加載力,風煤比精細化調整,降低磨煤機運行電流。采用正交試驗法確定最佳參數(shù)組合。

通過進行磨煤機加載力試驗得出表3數(shù)據(jù),從表3中數(shù)據(jù)分析可知,磨煤機在滿負荷運行時,液壓油壓力由13 Mpa降至11 Mpa時,風煤比控制在2.0左右,既能保障磨煤機的安全運行,又達到了降低磨煤機電耗和磨輥磨損的目的。通過制定磨煤機液壓加載力與磨煤機出力性能曲線,將磨煤機加載力投入自動跟蹤,根據(jù)煤量自動調整加載力,保證了磨煤機安全穩(wěn)定運行^[3]。同時,建立不同煤質下的風煤比數(shù)據(jù)庫,結合配煤摻燒實際情況,選用合適的風煤比。

3)對磨煤機磨輥和磨盤進行檢查并堆焊,提高磨煤機出力。通過磨煤機滾動檢修,發(fā)現(xiàn)磨輥、磨盤磨損,及時進行堆焊處理,在延長磨煤機運行壽命的同時,時刻讓磨煤機維持最佳出力。從表4中數(shù)據(jù)分析可知,磨煤機在堆焊完成后,相同工況下,每臺磨煤機的電流均有所下降,其中D磨煤機尤為明顯。所以,應將磨煤機檢查并堆焊作為長期措施來執(zhí)行,并建立磨煤機磨損維護標準:磨輥磨損量≤8 mm,襯板磨損量≤ 10 mm,噴嘴環(huán)間隙≤ 12 mm。每月滾動測量關鍵部件的磨損量,并建立部件更換預警機制,檢查發(fā)現(xiàn)磨煤機磨損達到維護標準,采取堆焊或更換關鍵部件等措施進行維護。

4)合理配煤摻燒,控制入磨煤質。建立煤質預控機制,控制入爐煤指標:HGI≥50(硬煤需配煤)、全水分≤10%、灰分≤25%。主要實施方法:建立入廠煤質數(shù)據(jù)庫,實施煤場內不同煤種科學混配,高水分煤預干燥處理,穩(wěn)定煤質可降低單耗波動10%~15%。嚴格控制入磨煤粒度,要求小于30mm的顆粒占比≥90%。實施方法:優(yōu)化碎煤機運行參數(shù),加裝煤篦篩分裝置,實施后可有效改善研磨效率,降低制粉單耗。

5)綜合治理磨煤機漏風。對密封系統(tǒng)進行升級改造,采用組合式密封:石墨塊+空氣密封(表5);密封風壓維持高于一次風壓1.0~1.5 kpa,既大幅減少了漏風率,又延長了維護周期。

加強關鍵部位漏風治理,對于磨煤機落煤管系統(tǒng),加裝雙密封插板門,并采用耐磨陶瓷襯板(壽命延長3倍);對于制粉系統(tǒng)法蘭連接處,使用金屬纏繞墊片(耐溫400℃),并采用螺栓熱緊工藝(預緊力提高20%)。通過采取上述措施,可有效減少制粉系統(tǒng)長期運行后的漏風率,并減少檢修時間,降低維護費用。同時,運行維護優(yōu)化日常管理,建立漏風點臺賬(含歷史處理記錄),每月對密封風壓進行測試(偏差≤0.2 kpa),對于不同漏點采取不同的檢修策略:A類漏點 (>0.5%),24 h內處理;B類漏點 (0.2%~0.5%),72 h內處理;C類漏點(<0.2%),計劃檢修處理。針對不同漏點有針對性地采取處理策略,在降低漏風率的同時縮短了檢修時長。

6)制定磨煤機調整規(guī)定,指導運行調整。正常運行加負荷中,可以進行提前暖磨,但備用磨煤機的啟動,應當待每臺磨煤機出力達到85%額定出力以上。同時機組負荷穩(wěn)定后,每臺磨煤機出力均低于85%額定出力時應及時停運一臺磨煤機備用。在滿足機組帶負荷的條件下,可有效降低制粉單耗。

4對比及總結

常德電廠#1機組大修前后的數(shù)據(jù)對比如表6所示。

#1機組的平均制粉單耗相比之前明顯降低,取得了較好的經(jīng)濟效益。按一年45億kw.h的發(fā)電量計算,累計消耗原煤171萬t,預計可產(chǎn)生經(jīng)濟效益:171萬t×1.4kw.h/t×0.45元/(kw.h)=107.73萬元。制粉單耗升高是多重因素疊加結果,需采用系統(tǒng)分析方法:優(yōu)先控制入爐煤質(HGI、水分),重點監(jiān)控風煤比、液壓加載力等關鍵參數(shù),建立設備狀態(tài)預警機制(磨損、漏風),優(yōu)化磨煤機運行方式。

[參考文獻]

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[3]王鑫,于泳,王寧,等.降低中速磨煤機制粉系統(tǒng)單耗途徑分析[J].吉林電力,2009,37(6):23—24.

《機電信息》2025年第14期第13篇