直吹式制粉系统及中速磨运行特性分析

1/6直吹式制粉系统及中速磨运行特性分析图1中速磨煤机正压冷一次风机直吹式制粉系统1锅炉；2空气预热器；3送风机；4给煤机；5磨煤机；6粗粉分离器；7密封风机；8煤粉分配器；9隔绝门；10燃烧器；11二次风箱；12风量测量装置；13冷一次风机；14热一次风机2影响中速磨工作的主要因素评价中速磨煤机工作的指标有磨煤出力、煤粉细度、与锅炉燃烧系统的配合、系统工作的安全性及运行电耗、碾磨部件的使用寿命等。磨煤出力随锅炉负荷而变化，其变化范围取决于磨煤机的型号、所磨制的燃料性质及所要求的煤粉细度，同时还与碾磨部件的磨损情况及运行中碾磨压力的设置有关。煤粉细度的确定取决于锅炉燃用燃料的性质，它应是使锅炉燃烧损失与运行电耗包括磨煤电耗和通风电耗及制粉金属损耗之和为最小的经济煤粉细度。2/6磨煤机与燃烧系统的配合反映在制粉系统的通风量与燃烧要求的一次风量是否匹配。制粉系统的最小通风量决定于两个条件一是在运行温度下，水平一次风管内的流速不应低于15M/S，以防止煤粉沉积；二是保持中速磨煤机最低的风环风速，防止石子煤量骤增及保证必要的煤粉细度，两者中较高的一个即是磨煤机最小通风量。最大通风量取决于磨煤机的型号及其流动阻力要求，在磨煤机设计额定工况下，既保证磨煤机的额定出力，又保证使用设计煤种的煤粉细度和煤粉浓度。对一次风量的要求即对磨煤机出口风粉气流中煤粉浓度的要求，取决于燃料的着火稳燃性质和低NOX燃烧的需求。系统工作的安全性除对原煤带进的铁块、木块和石块在运行中易引起磨煤机的振动、石子煤排放量增大等故障外，主要是制粉系统的防爆问题，要求磨煤机出口风粉混合物的温度既要考虑到燃烧和安全运行的要求，又要顾及磨煤机内润滑油的老化。以上种种因素，都直接影响到制粉系统的运行电耗和碾磨部件的使用寿命，影响到整个电厂的运行经济性指标，设备的等效可用系数和有效利用系数等安全性指标。3中速磨煤机的运行特性实际运行中对各种因素的要求存在一定的矛盾，因此有必要综合分析它们之间的关系以寻求最佳的运行方3/6式。对运行电厂而言，磨煤机的型号已选定，因此其结构尺寸已是定值。实际运行中磨煤机的运行负荷要根据锅炉的负荷需要进行调整，所用燃料也会在一定程度上有所变化，其次是随着运行时间的增长，碾磨部件会有所磨损。分析中速磨的运行特性，应置于这样的前提下进行。磨煤机出力中速磨对煤的可磨性指数HGI的变化比较敏感。德国BABCOCK公司提供的资料表明，该公司设计的MPS磨煤机，一般可磨性指数每变化1，出力约变化，且可磨性指数越低，出力变化的幅度越大。当原煤灰分超过20时，由于磨煤机内循环量的增加，会导致磨煤机出力下降。在中速磨煤机中，干燥剂对原煤的干燥呈逆向流动方式，热空气与进入磨煤机的原煤不能预先接触，因此原煤水分的大小对碾磨出力影响较大。水分越高，磨煤机出力越小。过大的水分会导致磨辊处煤及煤粉粘结，影响磨煤机安全运行。随着煤粉变粗，磨煤机出力增大。因此，当锅炉在短期尖峰负荷下运行，要求更高的磨煤机出力时，可通过少量增加煤粉细度值来达到。磨煤机出力还与磨煤机碾磨压力有关。碾磨压力主要来自弹簧、液压缸或其它压紧装置的压紧力，其次是磨4/6辊的自重力，前者是可以调节的。碾磨压力过大，将加速碾磨部件的磨损，过小将使磨煤出力降低、煤粉变粗。因此，运行中要求碾磨压力保持一定。随着碾磨部件的磨损，碾磨压力相应减小，运行中需随时进行调整。中速磨的最小出力一般能降低到额定出力的40而维持正常运行。低于最小出力运行，由于磨盘上煤层过薄，会造成碾磨部件金属间的直接接触，导致强烈磨损和振动等事故。磨煤机出力的调整还与投运的磨煤机台数有关。当锅炉负荷下降时，合理的运行方式还需考虑磨煤机不同运行负荷下对煤粉细度和风粉混合物浓度的影响。通风量对结构尺寸已定的磨煤机而言，满负荷下磨煤机的通风量是个固定的数值。在风环和分离器设计维持不变的情况下，固定的通风量可保证必要的风环风速和煤粉细度。但随之而来的问题是，运行中风煤比煤粉浓度不能随煤种变化作相应的调整。例如对高挥发分烟煤，煤粉可磨得粗些，同时若煤的可磨性指数也较高时，磨煤机出力可有较大的提高。但通风量高于规定值会使得煤粉管道和磨煤机内部磨损加速，因而使一次风量适应不了提高了出力的高挥发分烟煤对一次风率的要求，其后果必然对燃烧带来不利的影响。为此必须限制磨煤机出力，以保证合理5/6的风煤比，从而限制了磨煤机的出力潜力。国外不同厂家设计的各种型式的磨煤机，其额定负荷下的最佳风煤比各不相同，因而所适应的燃料性质有所差别，选型时应注意这一点。进口机组磨煤机运行自动控制水平很高，锅炉负荷变化的信号首先是调整给煤机的给煤量，并相应调节一次风机的流量。在40100磨煤机运行负荷范围内，磨煤机通风量与磨煤机负荷率间呈线性关系，但对制粉系统最小通风量的要求，决定了通风量必须维持在额定值的70，通风量与负荷变化的关系如图2所示。由图可见，当磨煤机以额定出力和相应额定通风量运行时，此时可获得一个对燃烧合适的风煤比随着磨煤机出力下降，风煤比增大，煤粉浓度大降。低负荷运行时，炉膛温度水平本已降低，又加上风煤比过大，对煤粉着火和稳定燃烧会更加不利。挥发分越低的煤种，此问题就越突出。国产机组自动控制水平较低，许多电厂在中速磨变负荷运行时基本不调整其通风量，更使低负荷运行时风煤比大增。