制粉系統(tǒng)出力低的原因分析

呂春艷

摘要:北安熱電有限公司#3爐自投產(chǎn)以來,制粉系統(tǒng)出力不足,粉倉溫度居高不下,最高溫度達(dá)160度,將粗粉分離器擋板開度調(diào)整到最大,煤粉細(xì)度只有10%左右。通過分析研究,找出制粉系統(tǒng)出力不足,粉倉溫度居高不下的原因,提出制粉系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)和設(shè)備改進(jìn)的措施。

關(guān)鍵詞:燃煤電廠;制粉系統(tǒng);制粉時(shí)間長(zhǎng);粉倉溫度高;控制及改進(jìn)

1 概況

#3爐自2005年11月投產(chǎn)以來,制粉系統(tǒng)一直存在煤粉細(xì)度小,制粉系統(tǒng)出力低,制粉時(shí)間長(zhǎng),制粉電耗高,粉倉溫度高等情況,2008年1月啟動(dòng)后情況變得更嚴(yán)重,連續(xù)一個(gè)多月磨煤機(jī)停不下來,在此冬季供熱、供電高峰期鍋爐負(fù)荷帶不上,粉倉溫度高達(dá)160度,嚴(yán)重威脅電廠的安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,給公司經(jīng)營(yíng)帶來巨大壓力。為解

決此問題,應(yīng)首先了解制粉系統(tǒng)出力低的原因。

2 制粉系統(tǒng)出力低的原因

2.1 磨煤機(jī)鋼球裝載量不是最佳裝載量。

鋼球裝載量將直接影響磨煤出力。當(dāng)磨煤機(jī)通風(fēng)量和煤粉細(xì)度不變時(shí),隨著鋼球裝載量從較小的數(shù)值開始增加,單位時(shí)間內(nèi)鋼球的撞擊次數(shù)增加,磨煤出力相應(yīng)增加,但是,當(dāng)鋼球裝載量增加到一定限度后,由于鋼球充滿系數(shù)過大使鋼球下落的有效高度減小,撞擊作用減弱,磨煤出力增加的程度減緩。只有在鋼球裝載量達(dá)到最佳時(shí),制粉系統(tǒng)出力最佳,制粉單位電耗最小。

2.2 鋼球質(zhì)量差及鋼球直徑不符合要求

鋼球磨煤機(jī)在運(yùn)行中,原煤中大顆粒、堅(jiān)硬的煤主要依靠大鋼球砸碎,因?yàn)殇撉蛑睆酱?質(zhì)量重,被磨煤機(jī)提到一定高度落下來的撞擊力大。而將粗粉制成合格的細(xì)粉,主要依靠直徑小一些的鋼球,因?yàn)橹睆叫?數(shù)量多,相互接觸面積大,相互撞擊次數(shù)多,便于碾磨。一般對(duì)于難磨得煤采用大直徑的鋼球,易磨的煤采用小直徑的鋼球。當(dāng)鋼球充滿系數(shù)一定時(shí),剛球的直徑愈小,撞擊次數(shù)及作用面積愈大,磨煤出力提高,但鋼球的磨損加劇。隨著鋼球直徑減小,鋼球的撞擊力減弱。因此,一般采用的鋼球直徑為30~40mm,當(dāng)磨制硬煤或大塊煤時(shí),則選用直徑為50~60mm的鋼球。但由于當(dāng)前煤價(jià)上漲,煤質(zhì)隨時(shí)發(fā)生改變,鋼球直徑的選擇不能滿足煤質(zhì)的要求,再因鋼球質(zhì)量達(dá)不到要求,使鋼球磨損加劇等,都使磨煤出力下降。

2.3 給煤量達(dá)不到最佳

當(dāng)磨煤機(jī)內(nèi)載煤量較少時(shí),鋼球下落的動(dòng)能只有一部分用于磨煤,另一部分白白消耗與鋼球的空撞磨損。隨著載煤量的增加,磨煤出力相應(yīng)增大。但載煤量過大時(shí),由于鋼球下落高度減小,鋼球間煤層加厚,部分能量消耗于煤層變形,磨煤出力反而降低,嚴(yán)重時(shí)將造成筒體入口堵塞。因此,每臺(tái)磨煤機(jī)在鋼球裝載量不變時(shí),都有一個(gè)相應(yīng)的最佳載煤量,此時(shí)磨煤出力最大。

2.4 與煤質(zhì)的好壞及原煤的可磨性系數(shù)大小、粒度大小有關(guān)

煤的性質(zhì)對(duì)磨煤出力影響較大。煤的揮發(fā)份含量不同,對(duì)煤粉細(xì)度的要求不同。低揮發(fā)份煤要求煤粉磨得細(xì)一些,則消耗的能量增多,磨煤出力因此而減小。

煤的可磨性指數(shù)Kkm愈大,從相同粒度磨制成相同細(xì)度的煤粉所消耗的能量愈小,磨煤出力就愈高。

原煤水分含量增高,磨煤過程由脆性變形過渡到塑性變形,改變了煤的可磨性,額外增加了磨煤能量消耗,磨煤出力因而降低。

進(jìn)入磨煤機(jī)的原煤粒度愈大,磨制成相同細(xì)度的煤粉所消耗的能量也愈多,磨煤出力則愈低。

2.5 磨煤機(jī)襯板磨損情況是否嚴(yán)重

形狀完善的襯板,可增大鋼球與襯板的摩擦系數(shù),有利于提升鋼球和煤,磨煤出力得以提高。磨損嚴(yán)重的襯板,鋼球與襯板間有較大的相對(duì)滑動(dòng),將有較多的能量消耗在鋼球與襯板的摩擦上,未能用來提升鋼球,磨煤出力明顯下降。

2.6 與球磨機(jī)通風(fēng)量及干燥通風(fēng)量有關(guān)

磨煤機(jī)內(nèi)磨好的煤粉,需要一定的通風(fēng)量將其帶出。由于煤沿筒體長(zhǎng)度分布不均,當(dāng)通風(fēng)量太小時(shí),筒體通風(fēng)速度較低,僅能帶出少量細(xì)粉,部分合格煤粉仍留在筒內(nèi)被反復(fù)磨制,致使磨煤出力降低。適當(dāng)增大通風(fēng)量可改善煤沿筒體長(zhǎng)度的分布情況,提高磨煤出力,降低磨煤?jiǎn)挝浑姾?。但?當(dāng)磨煤通風(fēng)量過大時(shí),部分不合格的粗粉也被帶出,經(jīng)粗粉分離器分離后,又返回磨煤機(jī)再磨,造成無益的循環(huán),以致通風(fēng)單位電耗及制粉單位電耗增加。在鋼球裝載量一定時(shí),制粉單位電耗最小值所對(duì)應(yīng)的磨煤通風(fēng)量,稱為最佳磨煤通風(fēng)量。

2.7 磨煤機(jī)入口冷風(fēng)漏入量太大

磨煤機(jī)入口漏風(fēng),使通過磨煤機(jī)的風(fēng)量增多,為保持正常的入口負(fù)壓勢(shì)必要減少熱風(fēng),使磨煤機(jī)的干燥出力下

降,從而造成磨煤機(jī)出力降低。

2.8 煤粉細(xì)度太細(xì),回粉管內(nèi)的回粉量大。

煤粉細(xì)度太細(xì),回粉管內(nèi)的回粉量大,煤粉反復(fù)通過回粉管回到磨煤機(jī)中進(jìn)行磨制,會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)造成無益的循環(huán),同時(shí)流動(dòng)阻力也增大,使輸粉消耗能量提高,通風(fēng)單位電耗提高。同時(shí)為保證磨出入口壓差,保證磨煤機(jī)中固定的給煤量,就必須減小磨煤機(jī)入口的給煤,降低了磨煤出力,而且易造成粉倉溫度高。

3 針對(duì)制粉系統(tǒng)出力低采取的治理措施

3.1 首先將不合格鋼球甩出,然后按一定比例加裝合格鋼球,啟動(dòng)磨煤機(jī)以后發(fā)現(xiàn)電流由46A增大為50A,但制粉出力增加很少。

3.2 停磨后對(duì)鋼球磨煤機(jī)中的襯板進(jìn)行了檢查,沒有磨損嚴(yán)重及變形的襯板,因此制粉系統(tǒng)出力低不是由于磨煤機(jī)襯板不合格造成的。

3.3 將磨煤機(jī)中的給煤量調(diào)整到最佳值,煤質(zhì)也采用接近設(shè)計(jì)煤種的煤,但通過調(diào)整制粉系統(tǒng)出力不明顯。

3.4 為判別#3爐制粉系統(tǒng)是否存在漏風(fēng)問題,對(duì)該制粉系統(tǒng)進(jìn)行了冷態(tài)風(fēng)量測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明:系統(tǒng)漏風(fēng)量很小,因此系統(tǒng)漏風(fēng)不是造成出力低的主要因素。

3.5 按照同型制粉系統(tǒng)調(diào)整#3爐系統(tǒng)通風(fēng)量,增加磨煤機(jī)內(nèi)的通風(fēng)量,提高干燥出力及磨煤出力,但效果不大。

采取以上控制措施,制粉系統(tǒng)出力低的問題仍然存在。從以上原因分析中可以看到,無論是粉倉溫度高還是制粉系統(tǒng)出力低都與煤粉細(xì)度過小有關(guān)。

4 煤粉過細(xì)的危害

從煤燃燒的角度看,煤粉磨得越細(xì),燃燒越充分,燃燒效率越高。但當(dāng)煤粉磨的太細(xì)時(shí),而且制粉系統(tǒng)又是儲(chǔ)倉式乏氣送粉就會(huì)造成一次風(fēng)中細(xì)粉量增多,在一次風(fēng)中濕度大,氧氣量少加之離爐膛出口的形成短,而且細(xì)顆粒的煤粉與煙氣之間的相對(duì)速度小,傳質(zhì)條件較差,反而造成機(jī)械不完全燃燒熱損失增大。煤粉越細(xì),磨煤成本就越高,而且還容易引起煤粉爆炸。制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度小使制粉出力降低,粉倉溫度變高,制粉電耗增加,影響鍋爐出力,少發(fā)電、降低經(jīng)濟(jì)效益。

5 造成煤粉過細(xì)的原因分析

由于煤粉細(xì)度的調(diào)整與粗粉分離器的擋板開度及系統(tǒng)通風(fēng)量有關(guān)。一般煤粉細(xì)度的調(diào)整都采用調(diào)節(jié)粗粉分離器擋板,因此,首先對(duì)#3爐制粉系統(tǒng)的粗粉分離器擋板進(jìn)行了調(diào)整,然后對(duì)煤粉細(xì)度進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試的結(jié)果是#3爐制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度最高值R90在11%,最低值R90在7%,無論怎樣調(diào)整粗粉分離器擋板,#3爐制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度也不會(huì)超過上面的值。調(diào)整粗粉分離器擋板后煤粉細(xì)度沒有改變,只有采用增加制粉系統(tǒng)通風(fēng)量的方法來調(diào)整煤粉細(xì)度。

通過以上對(duì)煤粉細(xì)度的調(diào)整都不能使煤粉變粗,就要從制粉系統(tǒng)各設(shè)備的結(jié)構(gòu)上下功夫,粗粉分離器是影響煤粉細(xì)度的重要設(shè)備,同時(shí)也是出現(xiàn)問題較多的設(shè)備。經(jīng)過有關(guān)表報(bào)、數(shù)據(jù)與同型設(shè)備進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn):#3爐粗粉分離器運(yùn)行中的阻力高于同型的粗粉分離器的阻力500pa左右。從此可知:#3爐制粉系統(tǒng)煤粉細(xì)度小的主要原因是由粗粉分離器的結(jié)構(gòu)造成的。

6 粗粉分離器改造

#3爐粗粉分離器采用的是新型軸向型粗粉分離器,由于#3爐粗粉分離器調(diào)節(jié)擋板在全開的位置時(shí)的煤粉細(xì)度最大值為R90=11%,通風(fēng)阻力達(dá)1000pa左右,為降低粗粉分離器的通風(fēng)阻力,提高煤粉細(xì)度,提高磨煤出力,將粗粉分離器內(nèi)錐體的固定擋板按比例割掉幾片。

7 粗粉分離器改造后的效果

粗粉分離器結(jié)構(gòu)改造后,粗粉分離器的通風(fēng)阻力比改進(jìn)前降低300pa左右,磨煤機(jī)出力由改進(jìn)前的18.23噸/時(shí)提高到23.5噸/時(shí),達(dá)到磨煤機(jī)的額定出力,磨煤機(jī)單耗從原來的21.56千瓦時(shí)/噸煤降低到14.1千瓦時(shí)/噸煤,粗粉分離器改進(jìn)后粉倉溫度再?zèng)]有超過80度。