华泽电厂300MW机组磨煤机出力低原因分析及对策

华泽电厂300MW机组磨煤机出力不足原因分析及对策王利军摘要：随着机组运行年限的增长，华泽电厂300MW机组出现磨煤机出力降低，制约了机组出力并影响了机组的经济性和安全性。本文就华泽机组采用的D-11D型双进双出钢球磨煤机及其结构特点，分析影响制粉系统出力的各因素结合运行实际情况，提出了解决途径。关键词：磨煤机 出力 1、 设备概况 华泽发电厂2300MW燃煤机组采用哈尔滨锅炉厂制造的HG-1056/17.5-YM21型亚临界、一次中间再热、平衡通风、全露天单炉膛倒“U”型布置、固态排渣、自然循环汽包燃烟煤锅炉。锅炉采用正压直吹式制粉系统，每台锅炉配有三台福斯特惠勒公司生产的FW-D11D型的双进双出钢球磨，磨煤机只设容量备用，不考虑台数备用。设计煤粉细度R90取15%。锅炉自下而上共布置有AA、AB、BC、BD、CE、CF六层(每台磨煤机带两层一次风喷口)共24只煤粉燃烧器，整组燃烧器为一、二次风间隔布置，四角均等配风。为降低NOx的生成、减少烟温偏差、防止炉膛结焦，采用了水平浓淡煤粉燃烧器，对煤粉进行浓淡分离。磨煤机参数：型式：双进双出钢球磨；型号：D-11D；设计容量：48.33t/h；最大容量：69.5t/h；煤粉细度（200目筛）80%，煤粉细度R90，15%；转速：16.7rpm；磨煤机出口温度：85；装球量：50，35T；30，19.4T；25，23.3T，总重：77T；制造商：美国福斯特惠勒能源公司（FOSTER WHWWLER）。双进双出球磨机适用煤种广泛，对可磨系数与磨损指数没有任何限制，尤其适合磨制高磨损指数而挥发份也高的煤种，该磨对煤种变化的适应性强，可将煤粉磨制的很细，且煤粉细度均匀性好。但随着运行年限的增长，磨煤机出力逐步降低，例如3A磨煤机与3B磨煤机比较在同等煤质、相同一次风量的情况下，出力降低8-10T，尤其是煤质差、背压高的情况下，磨煤机出力偏低带不满负荷，制约了发电机组的出力，影响了机组的经济性和安全性。2、 磨煤机出力降低影响因素分析2.1燃煤性质燃煤收到基与设计煤种差别大，燃煤发热量低、水分高、灰分较大，是制约锅炉出力的一个很重要的因素。另外燃煤的可磨性系数、颗粒度和水分均会影响磨煤机出力。煤硬、颗粒度大、水分大，磨煤机出力就小。2.2磨煤机通风量钢球磨机体内通风工况直接影响燃料沿筒体长度方向的分布和磨煤出力，当一次风量很小时，燃料大部分集中在筒体的进口端，由于钢球沿筒内长度是近似均匀分布的，因此在筒体中间部分的钢球的能量没有充分被利用。同时因为筒内风速不高，由筒体带出的仅仅是少量细煤粉，因而磨煤出力亦低。随着一次风量的增加，改善了沿筒体长度方向燃料对钢球的充满情况，使磨煤出力增加。但是磨煤机的通风量不能过大，随着磨煤机通风量的增加，磨煤机的出力稍有增加，但煤粉细度会明显增大。煤粉太粗，使燃烧不稳定，煤粉燃烧不完全，从而降低了机组的出力。2.3磨煤机筒体压力随着磨煤机出力增加，粉管内的煤粉浓度相应增大，煤粉管道的局部阻力系数对应增大，沿程阻力系数也对应增大。在此情况下，必须提高筒体压力，即增加压能，以克服粉管所增加的阻力，方可维持原有的风速。这也就是在较高的磨煤机通风量情况下，通风量增加幅度不明显，提高筒体压力，磨煤机出力随筒体压力提高而增加。但是，磨煤机筒压不能过高，筒压过高粉管内流速会很高，容易引起静电火花，导致爆炸，所以一般应限制粉速在1630m/s范围内。2.4分离器挡板开度粗粉分离器的作用是将离开筒体的一次风和煤粉混合物中的粗煤粉分离下来，只有合格的细煤粉才被送至燃烧器喷口。在分离器回粉口处有可调挡板，调节挡板可以增加或减少回粉量。挡板在全关位置时，回粉量最低，煤粉全部被风携带离开磨煤机，磨煤机出力最大，煤粉会粗些。挡板在全开位置时，回粉量增加，有一部分煤粉在磨煤机与分离器之间循环被研磨，磨煤机出力最小，煤粉会细些。2.5磨煤机载煤量磨煤机筒体内的载煤量直接影响磨煤出力。当载煤量较少时，钢球下落的动能只有一部分用于磨煤，另一部分消耗于钢球的空撞磨损；随着载煤量的增加，钢球用于磨煤的能量增大，磨煤出力增大。但如果载煤量过大，由于钢球下落高度减少，钢球间煤层加厚，使部分能量消耗于煤层变形，钢球磨煤能量减小，磨煤出力反而降低。2.6钢球装载量及直径钢球的装载量直接影响磨煤机出力及电耗，当磨煤机的通风量与煤粉细度不变时随钢球装载量的增加，磨煤机出力也增加。钢球的大小直接关系到磨煤出力和钢球的单位磨损量。钢球直径一般根据球磨机筒体直径、煤种及原煤颗粒的大小确定。对于同一台磨煤机而言，若钢球装载量不变，其磨煤出力与钢球直径的平方根成反比。即钢球直径愈大，出力愈小。但钢球过小时，钢球下落的动能极大地降低，磨煤机研磨出力反而降低，所以钢球磨损到2025mm时，应予以过筛废弃。2.7磨煤机转速磨煤机筒体转速发生变化时，其中钢球和燃料的运动情况和燃料的磨制状况也将发生变化。磨煤机筒体转速对筒体内钢球的影响见图1。若筒体转速很低时，随着通体的运动，钢球与煤随通体上升，当球与煤堆的倾角等于或大于自然倾角时，球将沿斜面滚下，此时钢球对煤无撞击作用，只有挤压和研磨作用，如图（a）磨煤出力很小。将筒体转速达到一定数值以后，作用在钢球上的离心力很大，以致钢球与煤不再脱离筒壁，这时钢球已没有撞击作用，煤只受到轻微的研磨，磨煤作用也很小，如图（c）。当筒体转速处于上述两者之间时，钢球被带到一定高度后，沿抛物线轨迹落下，此时钢球对煤有强烈的撞击和碾磨作用，如图（b）。2.8磨煤机护甲护甲的形状对磨煤机的工作也有一定的影响。运行中，由于护甲磨损，磨煤出力会逐渐降低。决定钢球有最大提升高度的因素除筒体转速外，护甲的结构形状也很重要。如果护甲与钢球间摩擦系数大，就可以在比较低的筒体转速下使钢球达到最大提升高度，即可以在较小的能量消耗下达到钢球的最佳工作状态。当护甲磨损严重时，降低了钢球和筒壁及煤粉三者之间的磨擦系数降低，减小了它门之间的磨擦力，将有更多的能量消耗在两者摩擦上，而未能用来提升钢球。为此，在运行中应定期更换被钢球磨损的护甲。3、 改进措施3.1尽量选用与设计煤种接近的燃煤。保证输煤系统碎煤机投运率及工作效率，使原煤燃煤颗粒大小合适。3.2通过实验计算出最佳通风量，且尽量保持磨煤机内适当的筒体压力。使得通风量既能保证研磨出力又能满足磨煤机通风出力和干燥出力的要求。对可调缩孔进行调整，综合考虑磨煤机布置位置不同引起粉管延程阻力和局部阻力不同的因素，平衡各粉管出力，各粉管流速均匀稳定，保证炉内动力场的稳定。3.3确定锅炉的最佳煤粉细度。尽可能降低磨煤机电耗的同时，保证煤粉的细度，通过实验选择合适的出口分离器挡板开度。运行中加强对分离器处温度的监视，防止分离器发生堵塞。一旦发生堵塞时，及时消除缺陷。另外，对上中下三层磨煤机的煤粉细度，合理匹配。3.4通过试验来确定磨煤出力与载煤量的对应关系。对应最大磨煤出力的载煤量称为最佳给煤量。运行中的载煤量可以通过磨煤机进出口压差和磨煤机电流进行控制，尤其要注意加强对煤位的监视及煤位测量装置的维护。3.5进行钢球直径大小的配比试验。筛选出不合格的钢球，合理配比大小直径的钢球，使钢球所占筒体空间要少，增加了磨煤机的出力并且提升了钢球的下落高度，配比后钢球之间的接触面积比配比前增大，提高了碾磨能力，从而提高磨煤机出力。3.6利用检修时机，对磨煤机筒体磨损的护甲进行更换。3.7在保证安全的情况下，提高磨煤机出口风粉温度，提升磨煤机的干燥出力,从而提高锅炉运行效率。一般情况下，贫煤可设到130度，应依据挥发分动态地设定出粉温度。3.8加强磨煤机粉管风速监视，防止粉管内煤粉积存堵塞管道从而影响磨煤机的处理，发现风速过低时及时开启辅助风增加风粉流速。3.9加强对制粉系统漏风漏粉的整治，及时消除缺陷，消除安全隐患的同时，增加磨煤机有效出力。3.10对于异步电机而言，转速受电压,频率和负载的影响。频率降低,负载增加,电压降低，转速会降低，从而使得磨煤机磨煤机内钢球提升高度不够，对煤粉的挤压、撞击作用减小，使磨煤机出力降低。日常运行中应加强对厂用电系统，尤其是6.3KV母线电压的监视和调整。4、 总结通过对各台磨煤机出力的比较和分析，可以确认磨