直吹式制粉系统制粉单耗偏高原因分析及对策

郭立强

【摘 要】 直吹式制粉系统是火力电厂发电中非常重要的环节，但是长期以来直吹式制粉系统在制粉的过程中存在单耗偏高的问题，本文重点对直吹式制粉系统制粉过程中单耗偏高的原因和解决对策进行了探讨，供相关电力人员参考。

【关键词】 直吹式制粉；单耗；偏高；对策

一、前言

能源节约已经成为我国生产中非常关注的问题，我国在火力发电过程中，长期以来都存在制粉单耗偏高，找到单耗偏高的原因，从而制定出相应的解决对策是目前很多电厂亟待解决的问题。

二、直吹式制粉系统制粉单耗特性分析

直吹式制粉系统一般选用中、高速磨，不选用低速磨，原因是变负荷和低负荷时制粉单耗偏高，所以只有长期带满负荷的锅炉的直吹式制粉系统才选用低速磨。也就是说低速球磨机直吹式制粉系统只有在能够长期带满负荷或较高负荷时才经济，显然，这种经济性与仓储式制粉系统相比还是存在差距的。

直吹式锅炉燃烧器与制粉系统是一一对应的，从燃烧稳定的角度上讲，任何负荷下“π”型炉选择合适的磨煤机运行台数，可以有效降低制粉单耗及机组厂用电率。但现在随着标煤单价的提高，为降低发电企业运营成本，入炉煤由工程煤、煤泥、高硫煤、低硫煤等多煤种及热值不同掺配燃烧，与此同时锅炉制粉系统在同等负荷条件下总煤量偏大，造成制粉系统单耗升高。

根据某厂3，4号锅炉说明书以及试验确认，在180Mw负荷以上推荐维持4套制粉系统运行，180Mw负荷以下负荷推荐维持3套制粉系统运行。

某厂2005年在煤质好且稳定时做过经济型对

比试验，即：机组在185Mw负荷下运行，试验时间1天，3台磨运行，节约用电23200kW·h，可节约用电费用8584元，但由于煤粉细度变粗，导致飞灰可燃物由4.34上升到8.37，增加耗煤费用约17668.5元。因此该厂决定，在煤质变差且不稳定时，180Mw以上负荷维持4套制粉系统运行。

三、直吹式制粉系统制粉单耗偏高原因

制粉系统的耗电占厂用电的25%左右，显然，在保证制粉系统出力，控制合理煤粉细度的前提下，降低制粉系统单耗是重要的节能途径。

1、中速磨装载量直接影响磨煤机出力和电能消耗

磨煤机中速磨过程中装载量直接影响煤粉的研磨和研碎能力，速度需要在一定的范围内，如果速度太慢，对煤的研磨能力作用太小，出粉率低；反之，如果速度太快，同样会影响磨煤的出力，增加电耗。因此速度不是越大，其节约能耗。制粉系统采用中速磨正压直吹系统，每炉配5台磨煤机，燃用设计煤种时，四台运行一台备用；燃用校核煤种时，五台运行；煤粉细度为R90≤18%，均匀性指数n=1.0。烟风系统采用平衡通风方式，空气预热器采用三分仓回转式空气预热器，一、二次风加装暖风器。排渣方式采用风冷式干渣机直接进。磨煤机冷风调整门跟随热风调整门变化，调节磨煤机出口温度；DCS中一次风炉膛差压自动控制函数在0～350MW输出均为10.0kpa，运行中值班人员凭经验根据负荷与煤质变化手动设置一次风压偏置进行跟踪修正。

2、煤质对制粉单耗的影响

煤质对制粉单耗的影响主要决定于煤的可磨性（原煤被研制成粉的难易程度）和煤的主要性能指标（发热量、挥发份），不同质的煤种，其可磨性系数不同，燃烧工况也不同。前者，直接反映制粉单耗的大小，而后者需要通过一系列的调整来决定制粉单耗的大小。然而，原煤的采购往往不以人的意志为转移，也就是只能在有效的范围内选择，即可控性很小。对我们厂而言，原因就是原煤采购的可操作性很小，可选择的范围受限制，基本上是混杂煤。

3、设备自身的问题

磨煤机套瓦的磨损对磨煤出力会有很大的影响，套瓦磨损严重时，会大幅度降低磨煤出力，可檢查波纹套板的磨损情况，当套瓦的凸峰磨损达到2/3时，应更换套瓦。

消除制粉系统较大的漏风量，也是提高磨煤出力减小电耗的必要措施。制粉系统就是磨制煤粉和煤粉输送的一套体系，磨损是免不了的。当系统漏风时，系统负压小不能形成有效的带粉能力，制粉效率明显下降。炉的制粉电单耗在六个月中均有偏高的现象。

4、运行参数的调整对单耗的影响

有很多运行参数的调整会影响制粉单耗，如煤粉细度、热风开度、再循环开度，均匀给煤等。通风量的大小决定煤粉细度，过大和过小都是不利的，通风量太大，系统内风速增加，煤粉磨制一次合格率降低，经粗粉分离器，粗粉被分离出来，经回粉管回到磨煤机，作无益的循环，同时风速过大还会增大管道的磨损，电耗增大；反之若风量过小，不仅使磨煤出力下降，还使干燥能力下降。当通风量很小时，燃料大部分集中在筒体的进口端，由于钢球沿筒体长度是近似均匀分布的，因而在筒体的出口端钢球的能量没有充分被利用，很大一部分能量消耗在金属的磨损和发热上。同时因为筒内风速不高，出口端部分合格煤粉不能被气流带走，带出的仅仅是少量的细煤粉，使得磨煤出力降低。我们知道煤粉细度与燃烧工况有很大的关系，煤粉越细，煤粉在炉膛内燃烧的越充分，反之，煤粉越粗，煤粉在炉膛内燃烧会越不完全，飞灰可燃物所占比例越大，就越不经济。可是，煤粉粗制粉单耗就低，反之，煤粉细制粉单耗就高。这是一对矛盾体，所以，煤粉细度要根据煤质的变化进行不断地调整。要根据炉内的燃烧情况、制粉单耗的大小情况综合考虑，也就是煤粉细度应该控制在煤耗加制粉单耗的最佳经济值上。

四、降低制粉单耗的建议

1、低负荷时减少制粉系统投运套

电厂采用的“炉前掺混、炉内掺烧”手段，虽解决了燃烧稳定性的问题，但为保证燃烧稳定和经济，低负荷下制粉系统投运套数多，制粉单耗严重偏高。建议试行“分磨磨制，炉内混烧”的混煤掺烧方法，即2—3套磨煤机磨好煤、1—2台磨煤机磨差煤，各套磨煤机根据煤的可磨性和燃烬特性确定各自出力、细度、钢球配比等，并使对应的燃烧器采用相应的配风方式。然后根据燃烧状况，逐步停掉1—2套磨差煤的制粉系统，这样既保证了低负荷下的燃烧稳定性，又保证煤粉细度和出力，降低制粉单耗。

2、加强对入炉煤的管理，确保人炉煤的稳定

对燃煤掺配工作实施精细化管理，提高人炉煤质的稳定性，确保制粉系统在一种稳定的、经济的工况运行，降低制份单耗。

3、加强技术攻关，解决制粉系统存在的问题

磨煤机料位失效以及下煤管、落煤管、回粉管、分离器挡板等堵塞造成的空罐堵罐，都是影响制粉单耗和：谋粉细度的重要因素，建议加强技术攻关，解决制粉系统存在的这些难题。

例如通过对送风机叶轮改型，加大送风机的风量，提高了锅炉出口氧量，减少了飞灰可燃物，提高了锅炉效率。经常检查受热面的积灰情况，发现积灰严重时，及时进行冲洗，以提高传热效果。对空气预热器漏风整治。空气预热器及与其相连的烟、风道、伸缩节打开保温后查漏、补漏；空气预热器前、后所有人孔门采用密封焊接，管箱内漏管两端采用堵头闷堵等措施，减少了空预器漏风。对真空系统进行查漏、堵漏。更换凝结器铜管，有利完善凝汽器真空、端差、过冷度，以及提高凝结水的品质。加大对废水回收再利用，对废水系统进行改造，防止水塔的溢流等，同时利用变频技术对泵与风机驱动电源进行变频改造。变频调速控制节能原理是通过改变频率F来改变电机转速。理论上这种调速方式调节范围宽，且线性度很好，变频器设备本身能耗很低，无论是轻载还是满载都有很高的效率。此外其运行可靠性，调节精度及线性度（可达99%）都是其他调速方法无法相比的。因此，应推广先进的电机调速系统在热电厂中的应用。

4、积极推进运行技术的创新

积极学习、掌握燃烧优化运行方案。运行人员积极组织燃烧、加强燃烧调整，合理配风，做到初参数压红线运行。一切都以提高发电量为出发点，因为负荷上升，锅炉热负荷加强，炉膛温度提高，燃烧稳定性得到提高，相应的熄火、燃油、厂用电率、供电煤耗就能相应地得到好轉。带不起负荷的原因，主要原因是煤质差、制粉出力的限制等。提高运行人员技术水平和责任心。运行值班人员，是运行岗位中最辛苦和技术要求高的岗位，上班前休息好，保持心情好，提高责任心，学习燃烧技术，将有助减少人为因素；各运行岗位要密切合作，减少操作上失误等。降低煤耗，锅炉效率是关键，提高锅炉效率只有降低飞灰，在燃劣质煤时，要求操盘人员，将自己的工作经验与试验数据相结合，从主观到客观全方位进行分析。

五、结束语

总之，本文对直吹式制粉系统制粉单耗偏高的原因就行了详细的分析，在这个过程中电厂要针对自身的特点针对性的找到原因，从而制定相关的解决策略，降低制粉过程中的单耗。

参考文献：

[1]段学农，雷霖，朱光明等.直吹式制粉系统设计中存在的问题与对策[J].中国电力，2011，（7）：57-60.

[2]李希国，薛纪超，刘国斌.直吹式制粉系统单耗控制措施[C].//"信铬钢杯"热电厂锅炉专业暨锅炉燃烧与防腐节能技术交流研讨会.2012.