制粉系统出力不足试验分析

2010-07-11李天光陈增春

山东电力技术 2010年3期

李天光，陈增春

（1.华电国际电力股份有限公司，山东济南 250011；2.安徽华电宿州发电有限公司，安徽宿州 234101）

0 引言

某电厂3号炉制粉系统存在制粉出力低、单位电耗高等问题，为降低制粉电耗，减少厂用电率，提高3号炉运行的经济性，在3号炉1号制粉系统上进行了全面的制粉系统调整试验，摸清了制粉系统存在的主要问题，确定了磨煤机的钢球量、通风量和制粉系统的运行方式。

1 设备概况

电厂3号锅炉是武汉锅炉厂设计制造的WGZ-670/140-Ⅱ型超高压、一次中间再热、自然循环汽包炉，制粉系统为钢球磨中间储仓温风送粉，每台锅炉配置2台DTM380/720－Ⅲ型筒式磨煤机。

1.1 设计煤质

锅炉设计煤种为晋北混烟煤，主要特性见表1。

1.2 制粉系统主要设备规范

给煤机：2台，刮板式MG-100型，出力110 t/h，长度5.35 m。

磨煤机：2台，低速钢球磨，DTM380/720-Ⅲ型，出力61.4 t/h，筒体转速17 r/min，设计最大装球量85 t，配1 400 kW 电机。

表1 设计煤质特性

排粉机：2台，单吸离心式，M5-36-11NO21D型,风量 147 113 m3/h，风压 13 694 Pa，风温 11.6℃，配850 kW电机。

2 制粉系统试验

2.1 冷态标定试验

试验前对测量乏气风量和三次风量的靠背管进行了冷态标定，结果见表2。

2.2 钢球装载量与磨煤机空载电流关系试验

3号炉大修期间，从1号磨煤机内取出旧钢球69.5 t，对旧球进行了筛选，选去直径小于30 mm的小钢球和严重失圆的钢球，剩余54.8 t钢球被重新加入，另加入直径60 mm的新球21.7 t，最终加入钢球共76.5 t。从磨煤机空载开始，每加一次钢球，都记录磨煤机电流，一直加到65 t。记录有煤和无煤两种情况下的磨煤机电流，结果见图1、图2。

表2 靠背管流量系数标定结果

图1 磨煤机电流和钢球装载量的关系

图2 给煤机出力与表盘转速的关系

从试验结果可以看出，磨煤机的电流与钢球装载量的关系基本上是线性的，有煤曲线和无煤曲线相差9 A左右。有煤曲线可做为运行中补充钢球的依据，以使磨煤机装球量经常维持在最佳装球量附近，在钢球装载量75 t时，空载电流为148.5 A，有煤时为158 A。无煤曲线可以用来鉴定和比较磨煤机的检修质量。

2.3 给煤机特性试验

记录给煤机电机实际转速、表盘转速及相应转速下的给煤量，可得到给煤机出力和表盘转速的关系，如图2所示。其关系

式中：B—给煤机出力，t/h；n—表盘显示给煤机转速，r/min。

2.4 钢球装载量试验

钢球装载量试验共进行了6个工况，钢球装载量分别为 69 t、70.5 t、72 t、73.5 t、75 t、76.5 t。试验期间，保持分离器挡板开度40%不变，制粉风量维持在理论最佳通风量160 000 m3/h附近，磨煤机出力与钢球装载量的关系见图3，制粉电耗、磨煤机电耗、排粉机电耗和钢球装载量的关系见图4。从试验结果可以看出，在保持煤粉细度和制粉通风量稳定的前提下，随着钢球装载量的增加，磨煤机出力增大，制粉单位电耗逐渐降低，当磨煤机钢球装载量超过75 t后，磨煤机出力略有下降，制粉电耗反而增加，由此可知，磨煤机在钢球装载量为75 t时，制粉电耗最低为25.6 kW·h/t，磨煤机最大出力为79.56 t/h。在此钢球装载量下，磨煤机实测空载电流为150.5 A，表盘电流为148.5 A，最大出力下，磨煤机实测电流为159 A，表盘电流为158 A。

图3 磨煤机出力与钢球装载量的关系

图4 制粉电耗与钢球装载量的关系

2.5 最佳通风量试验

该试验通过改变排粉机入口挡板开度，使系统通风量分别在 143 000 m3/h、154 000 m3/h、163 000 m3/h、177 000 m3/h共4个工况下进行的。试验期间，维持钢球装载量73.5 t，粗粉分离器挡板开度40%，得到了系统通风量与磨煤机出力和制粉电耗的关系，试验结果见图5～7。

试验结果表明，随着制粉通风量的增加，磨煤机出力是逐渐增加的，当增加到一定程度后，制粉出力反而减小。在制粉通风量为165 000 m3/h左右时，磨煤机出力最大，制粉电耗最低，所以该制粉系统的最佳通风量为165 000 m3/h。

随着制粉通风量的增加，煤粉细度R90由30%增加到33.6%，增加幅度不大，对于该制粉系统，风量对细度的影响不大。

图5 磨煤机出力与通风量的关系

图6 成粉细度与通风量的关系

图7 制粉电耗与通风量的关系

2.6 粗粉分离器特性试验

该试验在粗粉分离器挡板开度为30%、35%、40%、45%共4个工况下进行，试验时保持钢球装载量为73.5 t及制粉风量为160 000 m3/h左右，磨煤机出力为相应挡板开度下的磨煤机最大出力。取成粉样和回粉样进行细度化验。试验结果见图8～13。

图8 粗粉分离器阻力与挡板开度的关系

图9 成粉细度与挡板开度的关系

图10 粗粉分离器挡板开度与分离效率的关系

图11 循环倍率与粗粉分离器挡板开度的关系

图12 磨煤机出力与粗粉分离器挡板开度的关系

图13 制粉系统电耗与粗粉分离器挡板开度的关系

试验结果表明：

1）随着粗粉分离器挡板开度的增大，阻力下降，煤粉变粗，成粉细度与挡板开度基本上呈线性关系。当挡板开度由30%增大到45%时，成粉细度R90由27.6%增加到36.8%，可见，挡板开度对煤粉细度的影响较大。挡板开度越大，煤粉气流旋转的强度越小，分离效果就越差，成粉越粗，但粗粉分离器阻力会减少，回粉量减少，回粉变粗。

2）随着粗粉分离器挡板开度的增大，分离器效率逐渐降低，循环倍率也降低。当分离器挡板开度为45%时，分离器效率下降明显，由64.95%下降到58.72%。

3）随着粗粉分离器挡板开度的增大，磨煤机出力增大，制粉电耗降低，开度大于35%后，出力和制粉电耗变化不大。

综合上述，该制粉系统在最佳通风量下，最佳粗粉分离器挡板开度为35%～40%，能满足入炉煤煤粉细度要求，同时分离器效率又较高，系统阻力也较小。