雙進雙出磨煤機料位測量準確性探討

肖玉生，王志海

（華能濟寧運河發電有限公司，山東 濟寧 272057）

0 引言

華能濟寧運河發電有限公司（以下簡稱運河公司）5號、6號鍋爐是1025 t/h亞臨界壓力、控制循環鍋爐，采用正壓直吹式制粉系統，分別配用3臺BBD4060型雙進雙出鋼球磨煤機，采用徑向分離型分離器。磨煤機主要設計規范見表1。

表1 5號、6號鍋爐雙進雙出磨煤機主要設計規范

磨煤機運行中，隨煤質的變化，出現出力偏低、煤粉細度大且不穩定、回粉管堵塞、內錐擋板堵塞等問題。造成飛灰、爐渣可燃物大，制粉電耗高，頻繁停磨清理分離器，影響到汽壓、汽溫穩定和發電量自動控制（AGC）品質。

1 存在問題與分析

1.1 存在問題

根據磨煤機運行工況參數和分離器檢查情況,發現由于磨煤機料位測量不準確，為防止滿磨發生，被迫采用低料位方式運行。在此方式下，若開大容量風門開度，主汽壓力響應緩慢，分離器阻力增大；為滿足鍋爐負荷，繼續開大容量風門，分離器外壁有明顯的顆粒摩擦、撞擊聲，一次風速、風壓波動，煤粉細度增大。有時分離器阻力會突然變小，出現煤粉細度過大，停磨檢查發現分離器內錐擋板被雜物卡澀，無法正常啟閉。為減小煤粉細度，關小分離器折向擋板，效果不明顯，回粉管易發生堵塞。

發生分離器回粉管堵塞、內錐卡澀后，頻繁停磨清理分離器。

在這一工況下，給煤自動不能投入，磨煤機制粉出力不穩定，對爐內燃燒帶來影響。

1.2 對鍋爐運行的影響

在上述300 MW工況，對入爐煤、煤粉、飛灰、爐渣取樣化驗。煤質情況見表2，煤粉細度與飛灰、爐渣可燃物見表3。

表2 6號鍋爐燃用煤質化驗結果

表3 6號鍋爐煤粉細度與飛灰、爐渣可燃物化驗結果

從表2看，燃用煤質熱值高于設計煤質，鍋爐帶負荷沒問題。比較表3中的煤粉細度，A、B磨細度明顯不合格，而且均勻性差。由于煤粉細度大、不均勻，煤粉進入爐膛后，部分粗粉顆粒不能懸浮，形成沉降，進入渣斗，引起爐渣可燃物顯著升高。經過爐膛的煤粉顆粒由于偏粗，無法完全燃燒，引起飛灰可燃物升高。爐渣可燃物過大、飛灰可燃物偏高，使鍋爐經濟性降低。

制粉、燃燒的不穩定，必然造成汽壓、汽溫的波動，使機組負荷調節性變差，影響機組的安全、經濟運行。5號鍋爐也存在同樣的問題。

1.3 主要影響因素分析

如圖1所示，雙進雙出磨煤機有兩個相互獨立的對沖回路。滾筒轉動將鋼球帶到一定高度落下，主要是撞擊、同時兼有擠壓和碾壓作用磨制煤粉；在一次風的作用下，進行干燥、攜帶。在一定磨內料位和一次風條件下，主要通過改變容量風和旁路風風門開度來調節磨煤出力、維持一次風速。分離器分離出細度不合格煤粉回送再磨。

圖1 5號、6號鍋爐磨煤機系統示意

影響磨煤機出力、煤粉細度的因素主要有煤質、料位、通風量、鋼球裝載量及配比、波浪瓦形狀、分離器性能、運行操作等。通過這些因素的現狀調查，對實際情況進行了分析，得到的結論如表4［1］。

表4 5號、6號爐磨煤機存在問題分析

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從表4分析可以看出，改造差壓料位計，使之準確測量，改造分離器，使之避免堵塞、卡澀，是解決問題的主要方法。

2 設備改造及運行

2.1 磨煤機設備改造

2010年6號鍋爐檢修中對磨煤機差壓料位計和分離器進行了改造。磨煤機差壓料位計是由于安裝施工中存在隱患和參數設定不匹配等問題，造成料位檢測信號的測量值不準確和不穩定。檢修中，對檢測氣流輸送管路、附件和進口原裝的檢測裝置進行了技術改造和數據匹配調整，使3臺磨煤機筒體的料位得到精確檢測和合理控制。分離器由Φ2900 mm徑向分離器改為SJSC－3000型二次攜帶軸向雙擋板分離器。

6號鍋爐改造后磨煤機運行工況大為改善，接著又在5號鍋爐檢修中對3臺磨煤機進行了相同的改造。

2.2 設備改造后運行效果

2.2.1 磨煤機料位控制情況

針對5號、6號鍋爐磨煤機差壓料位檢測系統測量精準度和穩定性大為改善的情況，在6號鍋爐進行了磨煤機料位控制值試驗，設定值在700 Pa穩定運行的基礎上，提高了400～500 Pa。根據試驗結果，確定6號鍋爐A、B磨料位自動設定值是1200 Pa，C磨是備用磨控制值設定為1100 Pa，此設定值己接近磨機料位檢測的最高值1500 Pa。但是由于料位測量準確、響應速度快，使料位控制準確、穩定，無堵、滿磨等異常情況發生，并推廣到5號鍋爐。圖2、圖3為6號鍋爐A磨設定值試驗時磨煤機實際料位和參數變化。

圖2是6號鍋爐A磨料位設定值從700 Pa→1100 Pa→1300 Pa，實際料位的變化情況。

圖2 6號鍋爐A磨料位設定值試驗實際料位變化畫面

圖3 6號鍋爐A磨料位設定值試驗工況參數變化畫面

圖3對照圖2可以看出，6號發電機功率變化而料位設定值不變，實際料位穩定；同一負荷、料位提高，一次風壓、容量風流量有所降低，說明煤粉細度減小、帶粉量增加。

2.2.2 料位提高后運行工況分析

料位提高后，給煤機自動投入，磨煤出力增大，一次風壓、容量風量降低，分離器阻力減小、磨兩側出口溫度均勻。說明磨煤機運行工況大為改觀。

表5 6號鍋爐燃用煤質化驗結果

表6 6號鍋爐煤粉細度化與飛灰、爐渣可燃物化驗結果

改造后300 MW工況對應煤質情況見表5，煤粉細度與飛灰、爐渣可燃物化驗結果見表6。從表5看，燃用煤質熱值低于設計煤質，鍋爐負荷接近額定出力（330 MW），給煤量增大。如表6數據，煤粉細度合格、均勻性良好，雖然煤質變差，但爐渣、飛灰可燃物明顯降低，鍋爐經濟性反而提高。這主要是由于煤粉細度減小、均勻性提高后，煤粉進入爐膛易于懸浮、引燃和燃燼。

磨煤機料位測量準確性提高后，可根據入爐煤水分、可磨性、灰分等煤質指標改變料位控制值，以適應煤質的變化。根據煤質，提高料位控制值，使磨內合格存粉量增加，可以更好的適應機組負荷的變化，汽壓、汽溫也更加穩定。

經上分析，磨煤機差壓料位計改造后，形成了正常、穩定料位測量，使料位控制值提高，煤粉變細、均勻，分離出力反而減小。

2.3 改造效益測算

通過磨煤機料位計、分離器改造項目的實施和料位控制值的提高，5號、6號鍋爐煤粉細度降低、均勻性提高。帶來經濟性變化是飛灰、爐渣可燃物明顯下降，一次風機耗電率減小。

2.3.1 5號、6號鍋爐改造前后經濟指標對比

5號、6號鍋爐磨煤機料位計、分離器改造項目是在2010年計劃檢修項目中實施的，為使改造效益測算更為準確，將2009年、2011年的相關經濟指標作為改造前后的數據進行了對比，見表7。

表7 5號、6號鍋爐改造前后主要經濟指標對比

另外，改造后5號、6號鍋爐磨煤機鋼球單耗有明顯的降低，2009年是每噸煤 192.2 g，2011年是每噸煤157.5 g，降低了約34.7 g。原因是料位提高、穩定后，有研磨粉層的存在，鋼球與煤的低效磨損與鋼球間的無謂磨損量減小，使得鋼球單耗降低。

2.3.2 改造后效益測算

依據300 MW機組主要小指標耗差分析結果［2］及表7中飛灰可燃物、爐渣可燃物、一次風機耗電率改造前、后對比數據，計算出5號、6號鍋爐供電煤耗下降值，具體數據見表8。

根據表8中5號、6號鍋爐供電煤耗下降值，及2011年運河公司5號、6號鍋機組上網電量、標煤單價，按公式：經濟效益=供電煤耗下降值×上網電量×標煤單價，測算取得的經濟效益，具體數據見表9。

另外，依據鋼球單耗下降每噸煤34.7 g，5號、6號鍋爐2011年生產統計入爐煤量1711051 t，鋼球招標單價每噸 5500元，可算出鋼球單耗降低節約費用約 32.7萬元。按以上測算，5號、6號鍋爐磨煤機料位計、分離器改造后，在2011年取得的經濟效益約543.7萬元。

表8 5號、6號鍋爐改造前后供電煤耗下降值

表9 5號、6號爐改造后經濟效益測算

3 結語

料位測量準確是雙進雙出磨煤機正常運行的基本條件，料位計準確后才能發揮其優點。雙進雙出磨煤機在料位測量準確后，選擇適當的料位控制值，可以降低發電成本，更好地適應煤質和調節負荷。精細化運行控制是節能降耗的有效途徑，設備測點準確是精細化調整的前提條件。

［1］黃新元．電站鍋爐運行與燃燒調整［M］．北京：中國電力出版社，2007．

［2］劉正海．火電廠節能與指標管理技術手冊［M］．北京：中國電力科技出版社，2006．