300mw机组中间储仓式制粉系统能耗分析及改造

300mw机组中间储仓式制粉系统能耗分析及改造

中间储层输粉系统是大型火力厂的能耗，严重制约了水库的发电成本。某厂300MW机组自1999年投产以来，其中间储仓式制粉系统经济性一直不高，严重影响了机组的经济运行，为此进行了相应的技术改造，制粉能耗有所下降。本文通过进一步分析其制粉系统经济运行的影响因素，寻求节能降耗的有效措施。1按钢球磨装置的生产某厂300MW机组是哈尔滨锅炉厂设计制造的1025t/h亚临界、一次中间再热、中间储仓式、控制循环汽包炉，单个机组配置制粉系统为四套中间储仓式，配四台钢球磨煤机，热风送粉，两个粉仓，一套输粉绞龙。制粉系统主要设备参数如下:离心式排粉机型号:M5-29-11No21D，电机容量:630kW。筒式钢球磨型号:MTZ3570，出力35t/h，筒体转速17.57rpm，最大装球量69t/h，筒体有效容积67.35m3，筒体有效直径3500mm，筒体有效长度7000mm，驱动装置型式为单驱动，内侧布置，左、右旋各2台，电机容量:1120kW。给煤机:CS2024-HP电子称重皮带式，出力10～80t/h。粗粉分离器:WC-CB-I-Φ4700轴向挡板并联通道粗粉分离器，分离效率≥70%，折向门开度推荐值:45°±12°。细粉分离器:HW-GXB-I，分离效率≥92%。输粉机:SC-350，输送方式:双头驱动，双向输送齿索式输粉机，输送距离40m，输送能力80t/h。2锅炉辅机厂用电技术该厂300MW机组设计燃用淮北混煤(刘桥矿)，2008年锅炉辅机厂用电量统计如表1所示，其中制粉系统单耗高达29.4kW·h/t，能耗偏高，为此2009年3月该厂利用小修进行了如下的技术改造:2.1合理搭配，改造煤种通过及时联系燃料部门，保证了除“三块”设备运行正常，根据煤质情况及时地进行了煤种的搭配，并在煤场划定区域，将不同煤种在各自区域内堆放，用来区别煤种，方便取煤，合理搭配，并及时与集控人员保持联系，提前告知来煤情况，提高了原煤的质量，保证给煤机运行正常，减少断煤、卡跳等方面问题;在原煤仓内贴了高硬度瓷砖，减少了摩擦，提高原煤流动的通畅;在给煤机运行中，如有小煤块造成给煤机卡跳，与热控检修联系，开放了容积式和重量式给煤方式切换，提高给煤的可靠性，提高制粉系统效率。2.2磨煤机的长期磨损对钢球的磨损影响对四台磨煤机进行了钢球筛选，将直径小于30mm以下的小钢球取出，重新进行了钢球配比，直径比例40mm∶60mm=4∶6。由于磨煤机长期运行，钢球会磨损，如果不定期筛选小钢球，时间长了会偏离配比值。由于筛选工作量大，一般大修才进行，由于本次小修对钢球的检查，发现磨损严重，为保证配比设计值，重新确定筛选周期为一个小修时间。2.3加强磨煤机的风压监测，降低炼焦温度在运行调整中做到:第一，连续均匀的给煤，保持磨煤机内煤量合适，压差稳定;第二，保持合适的通风量;第三，保持磨煤机出口风粉温度正常、稳定;第四，应经常分析磨煤机电流、压差、温度的变化，判断磨煤机内煤量的变化，并及时调整给煤量，幅度不宜过大，应缓慢进行，特别注意防止满磨;第五，应尽可能提高磨煤机进口热风温度，减少漏风，保证干燥出力;第六，在不影响干燥出力和煤粉细度的前提下，应尽可能打开再循环风门，以减少三次风量;第七，经常清理木块、木屑分离器，活动锁气器，定期加钢球。2.4煤粉系统细度大，燃烧效果差通过检查，发现四套制粉系统粗粉分离器折向挡板都有不同程度积粉，并进行了清理，使系统的通流量增大了，合格的回粉量减少。对于煤和煤粉的质量、燃烧方式等影响煤粉经济细度因素，在运行中燃烧高挥发份煤粉细度可粗些;制粉系统磨制的煤粉均匀性指数大，引起机械不完全燃烧损失的大颗粒煤粉少，煤粉的平均颗粒可以大些;若炉膛的燃烧热强度大，进入炉内的煤粉易于着火、燃烧及燃尽，允许煤粉粗些。2.5现场试验结果分别对四套制粉系统进行了试验。方法如下:在满足制粉系统通风量的前提下，逐步关小排粉机入口风门，同时制粉系统出力不变，煤粉细度在正常范围内，此时排粉机入口风门开度即为最佳开度，试验结果记录见表2:2.6仍供单台机组调节煤粉量#3、#4机组自投产以来，配备两台输粉绞龙，一个机组一台，只供单台机组调节煤粉用。改进后，将两台机组的输粉绞龙合并为一台，共用一台输粉绞龙，对输粉的调节灵活性大大提高，减少了启停制粉系统的频率，降低了制粉电耗，提高了经济性。3经济效益分析小修后，该厂300MW机组制粉系统平均单耗达到25.5kW·h/t，较以往下降了3.9kW·h/t，按单台机组日耗煤量2600t测算，一年理论上可节约2600×3.9×365=3701100kW·h的电量，取得了良好的经济效益，降低了发电成本。4制粉单耗相对以往，该厂300MW机组制粉能耗有所下降，但和国内先进机组制粉单耗18～19kW·h/t相比，差距仍然是比较大的，制粉单耗还有进一步下降的空间。4.1制粉系统的造成因素(1)该厂300MW机组磨煤机存煤量目前仍是通过磨进出口差压反映，差压信号常受到多方面因素的影响，如煤质、风量和钢球装载量等，动态响应较慢，误差比较大，难以保证磨煤机处于最佳存煤量。(2)制粉系统仍采用人为判断、手工操作的方法，常常是操作工作量大，凭借经验进行处理;为防止堵煤、跑粉等事故的发生，现场运行人员习惯性地降低磨料位，增加风量，导致制粉系统经济性的下降。(3)受市场煤价波动等多方面影响，电厂用煤煤种多变，原煤的水分、粒度、灰分、可磨系数和挥发分等指标经常发生变化，钢球在运行过程中出现不规则磨损，这些因素都在很大程度上影响着制粉系统经济运行。(4)粗粉分离器的效率不高，回粉中合格煤粉量大。据统计，国内粗粉分离器效率一般为53.7%，较好的可达70%以上。该电厂300MW机组制粉系统粗粉分离器型式为轴向挡板并联通道分离器，原设计针对无烟煤等可磨性较差的煤种设计的，结构为一组固定折向挡板(固定在内锥形筒上)，一组可调折向挡板(固定在外锥形筒上)。因现有煤种较设计煤种有较大出入，只通过调整可调折向挡板提高煤粉细度，实际相当于单轴向分离器。试验结果表明，单轴向分离器回粉中通过R90筛网的占到回粉总量的30%以上。煤粉颗粒均匀性较差，效率偏低。2009年10月对原粗粉分离器进行了技改，将粗粉分离器内固定挡板、可调挡板和中间隔板拆除，然后安装上一整块可调挡板，挡板位置未变，挡板尺寸与原挡板大小相同;同时补加了挡板刻度指针。但由于折向挡板整体关小，致使回粉量增大，回粉管路上重锤式锁气器动作频繁，有时长期在开位，将使一部分热风短路，一旦原煤水份较大时将降低制粉系统出力;同时由于热风上窜，将导致粗粉分离器阻力增大，降低系统出力。(5)设备运行时间较长，由于长时间磨损，在锁气器、冷热风门等处系统漏点较多，导致风量调节不当，经济性低。4.2降低磨煤机制粉系统电耗(1)借鉴陡河电厂#8炉制粉系统改造的成功经验，通过差压式粉位测量系统和电耳测量设备实现粉位测量，借助解耦控制、模糊控制、自寻优控制、神经网络控制等先进热工控制方法，对制粉控制系统磨煤机负荷、风量等指标实现动态、多变量的优化节能控制。(2)合理的安排制粉系统的启停和运行，避免能耗浪费。制粉系统一般处于间歇运行状态，启停操作能耗较大，可采取磨煤机避开电网负荷高峰时段进行制粉的运行方式，以减少高峰时段厂用电量，增加上网电量。运行班组可在每天的22点至8点的低谷时段和11点至18点的腰荷期间启动磨煤机制粉，保持粉位在5米左右。高峰时段，还可发挥齿索输粉机的作用，对相邻机组进行输粉机倒粉，尽量延长停磨时间和减少开磨次数。(3)可根据适用的煤种范围，经过技术经济分析，选用中速磨来降低磨煤电耗，提高发电生产的经济性。(4)改进轴向型粗粉分离器、锁气器和排粉机等设备，减少系统阻力，降低漏风。目前，轴向型粗粉分离器仍有较大改进空间，例如滕州新源热电有限公司针对于篱片式回粉装置的密封问题，设计了新型内锥体专用锁气器，解决了篱片不易复位的问题，出粉口的数量可根据分离器直径的大小设计3～6个，大大提高了锁气器的可靠性。为解决调节锥帽积粉问题，在锥帽上开通风孔，既可以防止煤粉沉积又可以消除分离器出口处气流的残余旋转，防止出口段磨损。同时，重锤式锁气器存在着可靠性差、漏风率高的问题;排粉机不是高效风机，存在着选型问题，主要是以节流送粉方式运行，造成制粉系统电耗上升。(5)把钢球管理、磨煤机护甲磨损管理、制粉系统避峰运行等纳入企业运行管理之中，使之长期有效的持续开展。通过联动检修和运行人员提升磨煤机出力、开展运行机组磨煤机避峰运行劳动竞赛、运行绩效考核等手段，以班组为单位，每月分别考核磨煤机避峰运行时间率等指标，优化钢球装载量和运行