沙河電廠磨煤機(jī)節(jié)能分析

張明

（河北建投沙河發(fā)電有限公司，河北 邢臺(tái) 054000）

1 沙河電廠磨煤機(jī)簡介

沙河電廠運(yùn)營2臺(tái)600 MW超臨界機(jī)組，每臺(tái)爐的制粉系統(tǒng)是由6臺(tái)BBD4060型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)組成的直吹式制粉系。BBD4060型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)對(duì)鍋爐負(fù)荷的響應(yīng)速度快，運(yùn)行維護(hù)簡單，但磨煤機(jī)耗電率較高。2016年沙河電廠磨煤機(jī)耗電率達(dá)到了1.02%，占整個(gè)廠用電消耗量15.8%，因此有必要對(duì)磨煤機(jī)運(yùn)行過程進(jìn)行系統(tǒng)分析，找出既能保證機(jī)組安全運(yùn)行，又能達(dá)到最大限度降低電耗的運(yùn)行方式。

2 影響磨煤機(jī)耗電率的因素分析

磨煤機(jī)的耗電率受到很多因素的影響，主要有以下幾點(diǎn)：負(fù)荷率、煤質(zhì)、磨煤機(jī)筒體內(nèi)料位、煤粉細(xì)度、磨煤機(jī)鋼球裝載量和大小配比等。在發(fā)電生產(chǎn)過程，負(fù)荷率和煤質(zhì)的可控性較弱，因此本文只針對(duì)料位、煤粉細(xì)度和鋼球裝載量進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1 筒體料位對(duì)磨煤機(jī)耗電率的影響

雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)在運(yùn)行中通過壓差測(cè)量裝置監(jiān)測(cè)磨煤機(jī)內(nèi)的煤位。煤位控制較低時(shí)，磨煤機(jī)的耗電率會(huì)相應(yīng)減少，但是鋼球與煤之間的研磨變差，磨煤機(jī)的出力也降低，同時(shí)筒體內(nèi)儲(chǔ)備的煤粉也減少，不利于負(fù)荷的快速響應(yīng)。煤位控制較高時(shí)，磨煤機(jī)耗電率增加，且煤位過高時(shí)鋼球與煤的撞擊變差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成磨煤機(jī)堵粉。因此，磨煤機(jī)筒體料位的控制應(yīng)綜合考慮負(fù)荷調(diào)整、磨煤機(jī)安全運(yùn)行以及降低磨煤機(jī)的耗電率。

2.2 煤粉細(xì)度對(duì)磨煤機(jī)耗電率的影響

磨煤機(jī)通過調(diào)整分離器葉片角度來調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的煤粉細(xì)度，較大顆粒的煤粉從一次風(fēng)粉混合物中分離出來，通過回粉管與原煤一起進(jìn)入磨煤機(jī)內(nèi)繼續(xù)研磨，細(xì)度合格的煤粉通過分離器送至鍋爐燃燒。煤粉細(xì)度越小，越有利于爐膛內(nèi)煤粉的燃燒，飛灰可燃物含量就越小，鍋爐熱經(jīng)濟(jì)性越高。但煤粉細(xì)度越小，磨煤機(jī)出力也會(huì)越低，同樣負(fù)荷下可能需要運(yùn)行的磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)就越多，使磨煤機(jī)的耗電率增加。因此，煤粉細(xì)度的控制需要綜合考慮磨煤機(jī)耗電率和鍋爐效率等。

2.3 鋼球裝載量和大小配比帶來的影響

磨煤機(jī)筒體內(nèi)鋼球的裝載量越接近于廠家的推薦裝球量，鋼球磨損越少，磨煤機(jī)的出力越大，同負(fù)荷條件下，可能需要開啟的磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)越少。但是，單臺(tái)磨煤機(jī)筒體內(nèi)鋼球裝載量越大，該磨煤機(jī)工作時(shí)的耗電率就越大，同時(shí)鋼球的損耗也越大。因此在確定磨煤機(jī)鋼球最佳裝載量和大小配比時(shí)，需要綜合考慮一定負(fù)荷下磨煤機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)、單臺(tái)磨煤機(jī)耗電率、鋼球損耗等因素。

3 確定磨煤機(jī)最佳運(yùn)行方式

3.1 磨煤機(jī)料位的控制

在實(shí)際工作中我們摸索發(fā)現(xiàn)，將雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)料位差壓控制在700～800 Pa時(shí)，既能保證磨煤機(jī)的安全運(yùn)行，又能保證磨煤機(jī)有較多的煤粉儲(chǔ)量來應(yīng)對(duì)給煤機(jī)的短時(shí)斷煤，同時(shí)還能保證磨煤機(jī)的耗電率相對(duì)較低。

3.2 煤粉細(xì)度的控制

煤粉細(xì)度關(guān)系著鍋爐飛灰可燃物的含量，對(duì)于600 MW超臨界凝汽式火電機(jī)組，當(dāng)飛灰可燃物含量提高1.0%～15.0%時(shí)，供電煤耗將提高0.85～29.5/kW·h，而如果煤粉細(xì)度過細(xì)，不僅會(huì)增加磨煤機(jī)耗電率，還有可能造成磨煤機(jī)出力不能滿足鍋爐負(fù)荷要求。因此，綜合考慮機(jī)組運(yùn)行安全、磨煤機(jī)耗電率和飛灰可燃物含量后，我們確定鍋爐飛灰可燃物含量控制在2%左右，對(duì)應(yīng)的煤粉細(xì)度控制在8%～10%.

3.3 磨煤機(jī)鋼球裝載量和大小配比的控制

在磨煤機(jī)運(yùn)行中，需要根據(jù)鋼球的磨損情況經(jīng)常補(bǔ)充新的鋼球，而反映磨煤機(jī)筒體內(nèi)鋼球磨損情況最直觀的參數(shù)就是磨煤機(jī)電流，在其他條件不變的情況下，磨煤機(jī)電流如果出現(xiàn)明顯下降，表明筒體的鋼球磨損率較大，需要添加新的鋼球。鋼球的添加頻率和每次添加量對(duì)磨煤機(jī)耗電率有著很大的影響。為了找到磨煤機(jī)最佳的鋼球添加方式，我們進(jìn)行了長達(dá)6個(gè)月的磨煤機(jī)添加鋼球試驗(yàn)。

3.3.1 試驗(yàn)原理和方法

磨煤機(jī)電流瞬時(shí)值隨著機(jī)組負(fù)荷的變化不斷變化，因此很難將其作為添加鋼球的依據(jù)。但是當(dāng)機(jī)組一天的平均負(fù)荷不變時(shí)，如果沒有其他因素影響，磨煤機(jī)一天內(nèi)的平均運(yùn)行電流變化也不大，這樣我們可以通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析找出機(jī)組典型負(fù)荷區(qū)間下，磨煤機(jī)耗電率最小時(shí)的平均運(yùn)行電流，并以此作為添加鋼球的依據(jù)。實(shí)際工作中，在不同月份電網(wǎng)負(fù)荷有著較穩(wěn)定的波動(dòng)特征，可以根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)信息和工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)較長時(shí)間段內(nèi)機(jī)組平均負(fù)荷進(jìn)行預(yù)判，然后調(diào)整磨煤機(jī)鋼球添加量和添加頻次，使磨煤機(jī)平均運(yùn)行電流運(yùn)行在磨煤機(jī)電耗最小值，從而達(dá)到降低磨煤機(jī)耗電率的目的。具體試驗(yàn)步驟如下：①試驗(yàn)中不斷改變磨煤機(jī)鋼球加球頻次和每次加球量；②記錄磨煤機(jī)每天的平均電流、機(jī)組平均負(fù)荷和當(dāng)天的磨煤機(jī)耗電率；③將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、比較和分析，找出典型負(fù)荷區(qū)間下磨煤機(jī)耗電率最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的平均電流。

表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，我們得到了以下試驗(yàn)結(jié)果，如表1所示。從表1數(shù)據(jù)可知：當(dāng)機(jī)組平均負(fù)荷在300～350 MW之間時(shí)，改變磨煤機(jī)加球量使磨煤機(jī)平均電流保持在125A左右，磨煤機(jī)耗電率最低可以降至1.05%；當(dāng)機(jī)組平均負(fù)荷在350～400 MW之間時(shí)，改變磨煤機(jī)加球量使磨煤機(jī)平均電流保持在118A左右，磨煤機(jī)耗電率最低可以降至0.98%；當(dāng)機(jī)組平均負(fù)荷400～450 MW之間時(shí)，改變磨煤機(jī)加球量使磨煤機(jī)平均電流保持在122A左右，磨煤機(jī)耗電率最低可以降至0.94%；當(dāng)機(jī)組平均負(fù)荷在450～500 MW之間時(shí)，改變磨煤機(jī)加球量使磨煤機(jī)平均電流保持在120A左右，磨煤機(jī)耗電率最低可以降至0.85%；當(dāng)機(jī)組平均負(fù)荷在500～550 MW之間運(yùn)行時(shí)，改變磨煤機(jī)加球量使磨煤機(jī)平均電流保持在120A左右，磨煤機(jī)耗電率最低可以降至0.89%.

4 磨煤機(jī)耗電率降低效果

經(jīng)過對(duì)磨煤機(jī)料位、煤粉細(xì)度和鋼球量的精細(xì)控制，2017年沙河電廠磨煤機(jī)耗電率降至0.99%，比2016年降低了0.03%，節(jié)約電能1.8×106kW·h，考慮到2017年存在6個(gè)月的試驗(yàn)摸索階段，如果全年按上述調(diào)整方法進(jìn)行磨煤機(jī)的精細(xì)控制，磨煤機(jī)耗電率還有較大的下降空間。在節(jié)約廠用電的同時(shí)，2017年沙河電廠磨煤機(jī)鋼球損耗并未大幅增加，全年損耗鋼球175 t，僅比2016年增加了3 t。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，上述調(diào)整手段能夠有效降低磨煤機(jī)耗電率，同時(shí)能夠保證機(jī)組的安全運(yùn)行，具備良好的工程可行性。在具體實(shí)施過程中，上述調(diào)整措施立足于入爐煤質(zhì)的基本穩(wěn)定和對(duì)同期平均負(fù)荷較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，因此降低磨煤機(jī)耗電率的效果，在很大程度上也取決于機(jī)組運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累和總結(jié)。不同于其他大多數(shù)調(diào)整手段把“物”的重要性放在第一位，該文介紹的降低磨煤機(jī)耗電率措施首先著眼于“人”的主觀能動(dòng)性，把對(duì)設(shè)備的調(diào)整立足于運(yùn)行人員根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)未來一段時(shí)間內(nèi)機(jī)組運(yùn)行狀況作出的預(yù)測(cè)，這也為發(fā)電廠其他廠用設(shè)備降低耗電率提供了一種新的思路。

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