制粉系统出力低的原因分析

吕春艳

摘要:北安热电有限公司#3炉自投产以来,制粉系统出力不足,粉仓温度居高不下,最高温度达160度,将粗粉分离器挡板开度调整到最大,煤粉细度只有10%左右。通过分析研究,找出制粉系统出力不足,粉仓温度居高不下的原因,提出制粉系统运行技术和设备改进的措施。

关键词:燃煤电厂;制粉系统;制粉时间长;粉仓温度高;控制及改进

1 概况

#3炉自2005年11月投产以来,制粉系统一直存在煤粉细度小,制粉系统出力低,制粉时间长,制粉电耗高,粉仓温度高等情况,2008年1月启动后情况变得更严重,连续一个多月磨煤机停不下来,在此冬季供热、供电高峰期锅炉负荷带不上,粉仓温度高达160度,严重威胁电厂的安全及经济运行,给公司经营带来巨大压力。为解

决此问题,应首先了解制粉系统出力低的原因。

2 制粉系统出力低的原因

2.1 磨煤机钢球装载量不是最佳装载量。

钢球装载量将直接影响磨煤出力。当磨煤机通风量和煤粉细度不变时,随着钢球装载量从较小的数值开始增加,单位时间内钢球的撞击次数增加,磨煤出力相应增加,但是,当钢球装载量增加到一定限度后,由于钢球充满系数过大使钢球下落的有效高度减小,撞击作用减弱,磨煤出力增加的程度减缓。只有在钢球装载量达到最佳时,制粉系统出力最佳,制粉单位电耗最小。

2.2 钢球质量差及钢球直径不符合要求

钢球磨煤机在运行中,原煤中大颗粒、坚硬的煤主要依靠大钢球砸碎,因为钢球直径大,质量重,被磨煤机提到一定高度落下来的撞击力大。而将粗粉制成合格的细粉,主要依靠直径小一些的钢球,因为直径小,数量多,相互接触面积大,相互撞击次数多,便于碾磨。一般对于难磨得煤采用大直径的钢球,易磨的煤采用小直径的钢球。当钢球充满系数一定时,刚球的直径愈小,撞击次数及作用面积愈大,磨煤出力提高,但钢球的磨损加剧。随着钢球直径减小,钢球的撞击力减弱。因此,一般采用的钢球直径为30~40mm,当磨制硬煤或大块煤时,则选用直径为50~60mm的钢球。但由于当前煤价上涨,煤质随时发生改变,钢球直径的选择不能满足煤质的要求,再因钢球质量达不到要求,使钢球磨损加剧等,都使磨煤出力下降。

2.3 给煤量达不到最佳

当磨煤机内载煤量较少时,钢球下落的动能只有一部分用于磨煤,另一部分白白消耗与钢球的空撞磨损。随着载煤量的增加,磨煤出力相应增大。但载煤量过大时,由于钢球下落高度减小,钢球间煤层加厚,部分能量消耗于煤层变形,磨煤出力反而降低,严重时将造成筒体入口堵塞。因此,每台磨煤机在钢球装载量不变时,都有一个相应的最佳载煤量,此时磨煤出力最大。

2.4 与煤质的好坏及原煤的可磨性系数大小、粒度大小有关

煤的性质对磨煤出力影响较大。煤的挥发份含量不同,对煤粉细度的要求不同。低挥发份煤要求煤粉磨得细一些,则消耗的能量增多,磨煤出力因此而减小。

煤的可磨性指数Kkm愈大,从相同粒度磨制成相同细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,磨煤过程由脆性变形过渡到塑性变形,改变了煤的可磨性,额外增加了磨煤能量消耗,磨煤出力因而降低。

进入磨煤机的原煤粒度愈大,磨制成相同细度的煤粉所消耗的能量也愈多,磨煤出力则愈低。

2.5 磨煤机衬板磨损情况是否严重

形状完善的衬板,可增大钢球与衬板的摩擦系数,有利于提升钢球和煤,磨煤出力得以提高。磨损严重的衬板,钢球与衬板间有较大的相对滑动,将有较多的能量消耗在钢球与衬板的摩擦上,未能用来提升钢球,磨煤出力明显下降。

2.6 与球磨机通风量及干燥通风量有关

磨煤机内磨好的煤粉,需要一定的通风量将其带出。由于煤沿筒体长度分布不均,当通风量太小时,筒体通风速度较低,仅能带出少量细粉,部分合格煤粉仍留在筒内被反复磨制,致使磨煤出力降低。适当增大通风量可改善煤沿筒体长度的分布情况,提高磨煤出力,降低磨煤单位电耗。但是,当磨煤通风量过大时,部分不合格的粗粉也被带出,经粗粉分离器分离后,又返回磨煤机再磨,造成无益的循环,以致通风单位电耗及制粉单位电耗增加。在钢球装载量一定时,制粉单位电耗最小值所对应的磨煤通风量,称为最佳磨煤通风量。

2.7 磨煤机入口冷风漏入量太大

磨煤机入口漏风,使通过磨煤机的风量增多,为保持正常的入口负压势必要减少热风,使磨煤机的干燥出力下

降,从而造成磨煤机出力降低。

2.8 煤粉细度太细,回粉管内的回粉量大。

煤粉细度太细,回粉管内的回粉量大,煤粉反复通过回粉管回到磨煤机中进行磨制,会在系统内造成无益的循环,同时流动阻力也增大,使输粉消耗能量提高,通风单位电耗提高。同时为保证磨出入口压差,保证磨煤机中固定的给煤量,就必须减小磨煤机入口的给煤,降低了磨煤出力,而且易造成粉仓温度高。

3 针对制粉系统出力低采取的治理措施

3.1 首先将不合格钢球甩出,然后按一定比例加装合格钢球,启动磨煤机以后发现电流由46A增大为50A,但制粉出力增加很少。

3.2 停磨后对钢球磨煤机中的衬板进行了检查,没有磨损严重及变形的衬板,因此制粉系统出力低不是由于磨煤机衬板不合格造成的。

3.3 将磨煤机中的给煤量调整到最佳值,煤质也采用接近设计煤种的煤,但通过调整制粉系统出力不明显。

3.4 为判别#3炉制粉系统是否存在漏风问题,对该制粉系统进行了冷态风量测试,测试结果表明:系统漏风量很小,因此系统漏风不是造成出力低的主要因素。

3.5 按照同型制粉系统调整#3炉系统通风量,增加磨煤机内的通风量,提高干燥出力及磨煤出力,但效果不大。

采取以上控制措施,制粉系统出力低的问题仍然存在。从以上原因分析中可以看到,无论是粉仓温度高还是制粉系统出力低都与煤粉细度过小有关。

4 煤粉过细的危害

从煤燃烧的角度看,煤粉磨得越细,燃烧越充分,燃烧效率越高。但当煤粉磨的太细时,而且制粉系统又是储仓式乏气送粉就会造成一次风中细粉量增多,在一次风中湿度大,氧气量少加之离炉膛出口的形成短,而且细颗粒的煤粉与烟气之间的相对速度小,传质条件较差,反而造成机械不完全燃烧热损失增大。煤粉越细,磨煤成本就越高,而且还容易引起煤粉爆炸。制粉系统煤粉细度小使制粉出力降低,粉仓温度变高,制粉电耗增加,影响锅炉出力,少发电、降低经济效益。

5 造成煤粉过细的原因分析

由于煤粉细度的调整与粗粉分离器的挡板开度及系统通风量有关。一般煤粉细度的调整都采用调节粗粉分离器挡板,因此,首先对#3炉制粉系统的粗粉分离器挡板进行了调整,然后对煤粉细度进行了测试,测试的结果是#3炉制粉系统煤粉细度最高值R90在11%,最低值R90在7%,无论怎样调整粗粉分离器挡板,#3炉制粉系统煤粉细度也不会超过上面的值。调整粗粉分离器挡板后煤粉细度没有改变,只有采用增加制粉系统通风量的方法来调整煤粉细度。

通过以上对煤粉细度的调整都不能使煤粉变粗,就要从制粉系统各设备的结构上下功夫,粗粉分离器是影响煤粉细度的重要设备,同时也是出现问题较多的设备。经过有关表报、数据与同型设备进行对比发现:#3炉粗粉分离器运行中的阻力高于同型的粗粉分离器的阻力500pa左右。从此可知:#3炉制粉系统煤粉细度小的主要原因是由粗粉分离器的结构造成的。

6 粗粉分离器改造

#3炉粗粉分离器采用的是新型轴向型粗粉分离器,由于#3炉粗粉分离器调节挡板在全开的位置时的煤粉细度最大值为R90=11%,通风阻力达1000pa左右,为降低粗粉分离器的通风阻力,提高煤粉细度,提高磨煤出力,将粗粉分离器内锥体的固定挡板按比例割掉几片。

7 粗粉分离器改造后的效果

粗粉分离器结构改造后,粗粉分离器的通风阻力比改进前降低300pa左右,磨煤机出力由改进前的18.23吨/时提高到23.5吨/时,达到磨煤机的额定出力,磨煤机单耗从原来的21.56千瓦时/吨煤降低到14.1千瓦时/吨煤,粗粉分离器改进后粉仓温度再没有超过80度。