對制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的探討

1、淺析中儲式制粉系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 編 寫：黃敬澤 淺析中儲式制粉系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行摘要：本文通過對影響中儲式制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原因的分析，提出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的方式，為中儲式制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了科學(xué)的依據(jù)。前言：目前，我國火力發(fā)電廠廣泛應(yīng)用著中儲式制粉系統(tǒng)，約占全國電廠中儲式制粉系統(tǒng)總數(shù)的80%，它具有可磨煤種多，控制簡單等特點(diǎn)，但也普遍存在著鋼球消耗量大、系統(tǒng)運(yùn)行自動化程度低、維護(hù)維修力度差等問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，制粉系統(tǒng)用電量占廠用電量的15%25%，是電廠的耗電大戶之一，同時(shí)也是潛在的節(jié)能大戶之一。 本文只對設(shè)備及運(yùn)行方式進(jìn)行分析，煤質(zhì)對制粉系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性影響暫不分析。1、 影響中儲式制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的

2、原因1.1鋼球裝載量。 鋼球磨煤機(jī)的鋼球裝載量在一定程度上影響磨煤機(jī)的出力和電耗。在通風(fēng)量一定時(shí)，鋼球磨煤機(jī)出力最初隨著鋼球重量增加而增加，這時(shí)磨煤機(jī)所需的功率是隨著鋼球量增加而增加，由于磨煤機(jī)出力增長速率大于功率增長速率，單位電耗下降，但鋼球裝載量增加到一定數(shù)量后，磨煤機(jī)出力增長速率小于功率增長速率，單位電耗上升。1.2鋼球尺寸及比例鋼球的單位磨耗量與鋼球的直徑成反比，即鋼球直徑越大，鋼球磨耗量越小。對于同一臺磨煤機(jī)，當(dāng)鋼球直徑變化時(shí)，其磨煤機(jī)出力與鋼球直徑的平方根成反比，即鋼球直徑越大，磨煤機(jī)出力越小。1.3護(hù)甲磨損影響磨煤出力在鋼球磨中一般都采用波紋形護(hù)甲，它們較平滑型護(hù)甲的碾磨經(jīng)濟(jì)性高

3、，隨著護(hù)甲的磨損其工作性能逐漸變化，鋼球在筒內(nèi)的平均上升高度降低，出力也逐漸下降。1.4原煤粒度及煤粉細(xì)度原煤粒度與磨煤機(jī)出力成反比，即原煤粒度越大，其滯留磨煤機(jī)筒內(nèi)的時(shí)間越長，磨煤機(jī)出力越低。煤粉細(xì)度與磨煤機(jī)出力成正比，即煤粉細(xì)度越大，回粉管會粉量越小，磨煤機(jī)出力越大。1.5通風(fēng)量的影響 為了從鋼球磨中把制成的煤粉帶出去，必須保證足夠的的通風(fēng)量。通風(fēng)量過小，一方面使燃料大部分集中在筒體的進(jìn)口端，而鋼球沿筒體的長度分布基本是均勻的，這樣在筒體的出口端，由于燃料很少，鋼球能量沒有被充分利用；另一方面只能帶出細(xì)粉，有些合格煤粉仍留在筒內(nèi)被磨成更細(xì)的煤粉時(shí)磨煤機(jī)出力降低。通風(fēng)量過大時(shí)，會把不合格的煤

4、粉帶出去，經(jīng)分離器分離后，又返回磨煤機(jī)內(nèi)重磨造成無益的循環(huán)，以致使單位通風(fēng)電耗增加。8、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)量大，經(jīng)過測試雖然沒有超過30%，但是超過了部頒標(biāo)準(zhǔn)，部頒標(biāo)準(zhǔn)為10%。1.6干燥出力 干燥劑初溫在允許的情況下越高，干燥進(jìn)行的越強(qiáng)烈，磨煤機(jī)的出力相應(yīng)提高，根據(jù)熱平衡所得到的磨煤機(jī)干燥出力一般大于磨煤出力。2、我公司制粉系統(tǒng)運(yùn)行狀況分析2.1鋼球裝載量我公司磨煤機(jī)型號為DTM-350/600，設(shè)計(jì)鋼球裝載量為64t，工作電流在100A左右；實(shí)際運(yùn)行電流為8590A，實(shí)際鋼球裝載量約為50t左右，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定筒內(nèi)鋼球量每增加1t，電流增加1A。通過磨煤機(jī)運(yùn)行電流可以判定，每臺球磨機(jī)的鋼球裝載量是

5、不同的，在對磨煤機(jī)實(shí)際鋼球裝載量檢查來看，也驗(yàn)證了通過電流判斷磨煤機(jī)內(nèi)鋼球裝載量的準(zhǔn)確性。表1球磨機(jī)筒內(nèi)鋼球裝載量檢查情況表：爐號磨煤機(jī)號鋼球裝載情況電流22比#4磨煤機(jī)少8524比#2磨煤機(jī)多8912比#1磨煤機(jī)少8611比#2磨煤機(jī)多88 經(jīng)計(jì)算我公司球磨機(jī)的最佳鋼球裝載量是47.35噸。反映到磨煤機(jī)空載電流為77A左右。通過最佳鋼球裝載量試驗(yàn)確定的最佳鋼球裝載量為48.6t左右，這與計(jì)算最佳鋼球裝載量的結(jié)果極為接近。通過我公司現(xiàn)磨煤機(jī)運(yùn)行電流（見表2）情況可以看出，我公司球磨機(jī)的鋼球裝載量大多偏高，這種運(yùn)行方式不經(jīng)濟(jì)。表3 磨煤機(jī)電流 A項(xiàng)目1號爐14號磨煤機(jī)2號爐14號磨煤機(jī)3號爐14

6、號磨煤機(jī)空載808080818081818280808075加載938788868789889488919386項(xiàng)目4號爐14號磨煤機(jī)5號爐14號磨煤機(jī)6號爐14號磨煤機(jī)空載638165808480808584798080加載758879909186849790868888備注：4號爐#1、3磨煤機(jī)電流低是由于正在做“尋優(yōu)試驗(yàn)”。表4 磨煤機(jī)出力項(xiàng)目一號爐二號爐三號爐14號磨煤機(jī)出力14號磨煤機(jī)出力14號磨煤機(jī)出力實(shí)測值47.343.440.636.639.448.246.141.140.948.147.939.9項(xiàng)目四號爐五號爐六號爐14號磨煤機(jī)出力14號磨煤機(jī)出力14號磨煤機(jī)出力實(shí)測值42

7、.439.137.538.142.734.340.834.740.236.837.134.22.2、鋼球尺寸及比例我國鋼球磨煤機(jī)所用的鋼球尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，我廠現(xiàn)用鋼球直徑是60mm，但是根據(jù)蘇聯(lián)鋼球磨煤機(jī)所用鋼球規(guī)格的規(guī)定，我廠磨煤機(jī)筒體直徑大于3m應(yīng)該用30mm和40mm鋼球搭配使用。我國鋼球磨煤機(jī)所用的鋼球尺寸尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，如：我公司現(xiàn)用鋼球直徑是60mm，但是根據(jù)原蘇聯(lián)鋼球磨煤機(jī)所用鋼球規(guī)格的規(guī)定，我公司磨煤機(jī)筒體直徑大于3米應(yīng)該用30mm和40mm鋼球搭配使用，搭配比例為30mm鋼球占35、40mm鋼球占65。經(jīng)過就地觀察鋼球情況，每套制粉系統(tǒng)鋼球大小的比例不一樣，下面是部分磨煤機(jī)鋼球檢

8、查情況表：表5 部分磨煤機(jī)鋼球檢查情況表爐號磨煤機(jī)號鋼球情況結(jié)論42全是小鋼球不合格32全是小鋼球不合格33全是小鋼球不合格64大鋼球極少不合格根據(jù)蘇聯(lián)鋼球磨煤機(jī)大小鋼球的比例規(guī)定，對于我廠磨煤機(jī)而言，30mm鋼球占35%、40mm占65%。即：30mm鋼球保持16.6噸; 40mm鋼球保持30.75噸。規(guī)程中規(guī)定：制粉系統(tǒng)運(yùn)行25003000小時(shí)后篩選鋼球。從#1爐四臺磨煤機(jī)鋼球磨損情況看：3月12日檢查時(shí)，這四臺磨煤機(jī)鋼球大、中、小各占1/3，可以繼續(xù)使用，到5月10日在檢查時(shí)，磨煤機(jī)的鋼球已經(jīng)不能繼續(xù)使用（#4磨煤機(jī)較輕）表6 1鍋爐14磨煤機(jī)運(yùn)行小時(shí)數(shù)磨煤機(jī)號運(yùn)行時(shí)間（小時(shí)）17782

9、38937574115以上統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)是從3月19日開始的，推算到3月12日，各臺磨煤機(jī)的運(yùn)行時(shí)間沒有超過1000小時(shí)。因此應(yīng)該篩選鋼球的時(shí)間遠(yuǎn)低于規(guī)定的時(shí)間。原因是鋼球耐磨性差。所以應(yīng)加質(zhì)量好的鍛壓鋼球，以恒定制粉系統(tǒng)出力，減小鋼球維護(hù)量并且要縮短篩選鋼球的時(shí)間。以觀察電流的方式添加鋼球簡單易行，好管理，但是當(dāng)磨煤機(jī)電流從90A下降至85A這段時(shí)間內(nèi)，鋼球的數(shù)量、大小及比例是逐漸變化的，相應(yīng)的磨煤機(jī)出力、煤粉細(xì)度、均度、飛灰隨之而變化。因此為了解決這個(gè)問題，磨煤機(jī)每天都應(yīng)該補(bǔ)加鋼球，根據(jù)以往鋼球的磨損量，制定補(bǔ)加鋼球的數(shù)量，按制粉系統(tǒng)每運(yùn)行1小時(shí)，補(bǔ)加鋼球10公斤，以穩(wěn)定磨煤出力。2.3球磨機(jī)

10、護(hù)甲磨損情況每套制粉系統(tǒng)磨損的程度不同，影響磨煤出力也不同，根據(jù)東北電力試驗(yàn)研究院的試驗(yàn)表明：接近平滑形護(hù)甲時(shí)出力逐漸下降，甚至可降低20%的出力。下面是部分磨煤機(jī)鋼瓦情況檢查表：表7 部分磨煤機(jī)鋼瓦情況檢查表爐號磨煤機(jī)號鋼瓦情況31筒體出口第三圈有6塊鋼瓦波浪磨沒了33有9塊鋼瓦砸壞，個(gè)別地方鋼球直接砸筒體64前半部分鋼瓦已經(jīng)接近報(bào)廢球磨機(jī)底部的鋼瓦受條件限制沒有檢查，運(yùn)行爐的制粉系統(tǒng)沒有檢查。以上的檢查雖不全面，但通過這次檢查也可以反映出其他磨煤機(jī)的磨損的大致情況。2.4 煤粉細(xì)度情況為了解各爐制粉系統(tǒng)的實(shí)際煤粉細(xì)度情況，熱力試驗(yàn)組對我公司16鍋爐24套制粉系統(tǒng)的煤粉細(xì)度進(jìn)行了測試，結(jié)果如

11、下：表8 煤粉細(xì)度值如下：#1爐#1制粉系統(tǒng)#2制粉系統(tǒng)#3制粉系統(tǒng)#4制粉系統(tǒng)R2003.863.702.573.19R9027.0226.6723.9025.24#2爐#1制粉系統(tǒng)#2制粉系統(tǒng)#3制粉系統(tǒng)#4制粉系統(tǒng)R2002.551.583.683.53R9019.6417.4124.6321.76#3爐#1制粉系統(tǒng)#2制粉系統(tǒng)#3制粉系統(tǒng)#4制粉系統(tǒng)R2004.47.67.22R9025.23231.220.4#4爐#1制粉系統(tǒng)#2制粉系統(tǒng)#3制粉系統(tǒng)#4制粉系統(tǒng)R2005.115.743.31.74R9027.1125.6824.0917.07#5爐#1制粉系統(tǒng)#2制粉系統(tǒng)#3制粉系

12、統(tǒng)#4制粉系統(tǒng)R20010.46.464.47.2R903230.042430#6爐#1制粉系統(tǒng)#2制粉系統(tǒng)#3制粉系統(tǒng)#4制粉系統(tǒng)R2001.543.222.663.6R9022.3122.8119.7725.22.5制粉系統(tǒng)的通風(fēng)出力情況為了解各爐制粉系統(tǒng)的實(shí)通風(fēng)出力情況，熱力試驗(yàn)組對我公司16鍋爐24套制粉系統(tǒng)的煤粉細(xì)度進(jìn)行了測試，結(jié)果如下：表9 制粉系統(tǒng)通風(fēng)量m3/h項(xiàng)目1號爐14號制粉系統(tǒng)2號爐14號制粉系統(tǒng)3號爐14號制粉系統(tǒng)實(shí)測值516405524547264519155641150814521975253248629499334829443847項(xiàng)目4號爐14號制粉系統(tǒng)5號爐1

13、4號制粉系統(tǒng)6號爐14號制粉系統(tǒng)實(shí)測值613975702259470541976071952697521985401353948536635096248934通過表9可以看出，制粉系統(tǒng)通風(fēng)出力最大的是#5爐的#1磨煤機(jī)，通風(fēng)量為61397 m3/h。通過計(jì)算，現(xiàn)用煤種最佳磨煤通風(fēng)量是61820.92m3/h。沒有一臺制粉系統(tǒng)能達(dá)到最佳通風(fēng)出力。造成通風(fēng)量低的原因有：低負(fù)荷穩(wěn)燃的需要，減小一次風(fēng)速和風(fēng)量，降低了通風(fēng)出力，再循環(huán)停止使用也是通風(fēng)出力低的另一個(gè)原因。2.6 制粉系統(tǒng)干燥出力情況由下表可以看出，在原煤水份相差不多的情況下，各臺磨煤機(jī)入口溫度相差卻很多。表10 磨煤機(jī)入口溫度 項(xiàng)目1號爐

14、14號磨煤機(jī)2號爐14號磨煤機(jī)3號爐14號磨煤機(jī)溫度 260201237.25190177256276178260246245222水分10.969.389.3810.9610.8610.8610.8610.8611.5911.5911.5911.594號爐14號磨煤機(jī)5號爐14號磨煤機(jī)6爐14號磨煤機(jī)溫度 231240207222188208240217169231213254水分11.0511.0511.0511.0513.6913.6913.6913.6910.210.210.210.23、我公司制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理方式及措施3.1 制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理方式綜合上述分析制粉系統(tǒng)所存在的問

15、題，我公司對制粉系統(tǒng)進(jìn)行了全面的試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定了最佳鋼球裝載量、最佳通風(fēng)量、最佳煤粉細(xì)度，建立健全加鋼球制度，利用各種停爐機(jī)會加強(qiáng)了球磨機(jī)護(hù)甲磨損情況的檢查，發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重或掉鋼甲，及時(shí)更換。發(fā)電分廠根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)論制定出運(yùn)行卡片，規(guī)范制粉系統(tǒng)運(yùn)行操作。表11 制粉系統(tǒng)運(yùn)行卡片序號項(xiàng)目符號單位控制范圍1磨煤機(jī)出力Bmmth45482煤粉細(xì)度R9028303磨煤機(jī)入口負(fù)壓P'mmkPa0.20.44磨煤機(jī)出、入口壓差P'myckPa2.02.55排粉機(jī)出口風(fēng)壓P'pfjkPa5.06.0（二期：2.53.0）6磨煤機(jī)出口溫度tm65707磨煤機(jī)空載電流ImkjA78

16、808磨煤機(jī)加載電流ImjjA88909排粉機(jī)電流ImjjA48503.2 應(yīng)用球磨機(jī)尋優(yōu)控制技術(shù)3.2.1 球磨機(jī)尋優(yōu)控制技術(shù)原理采用噪聲音頻電耳傳感器將球磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)變化時(shí)球磨機(jī)筒體振動音頻和噪聲轉(zhuǎn)換成信號的頻率和幅值變化，根據(jù)球磨機(jī)“筒體振動音頻與運(yùn)行特性之間的特定算法”建立數(shù)學(xué)模型，通過智能柔性控制理論將其轉(zhuǎn)換成電訊號，最終實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)料位在線標(biāo)定、測量及自動優(yōu)化控制。 3.2.2 尋優(yōu)控制技術(shù)在我公司的應(yīng)用為考察尋優(yōu)控制技術(shù)在我公司的應(yīng)用前景，公司決定在4鍋爐1、3制粉系統(tǒng)安裝尋優(yōu)控制系統(tǒng)。#4爐#1、3磨煤機(jī)尋優(yōu)控制裝置在2003年4月份經(jīng)廠家調(diào)試完畢后，5月份連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，現(xiàn)將其運(yùn)

17、行耗電情況總結(jié)如下。（見表12）表12 四號爐球磨機(jī)運(yùn)行耗電情況表時(shí) 間#1磨煤機(jī)#2磨煤機(jī)#3磨煤機(jī)#4磨煤機(jī)5月31日24時(shí)表碼299331147145843431164月30日24時(shí)表碼29020109234500143032計(jì)算耗電量43824026304040416040320計(jì)算磨煤量63530計(jì)算磨煤單耗17.220.817.221.12003年5月份機(jī)組發(fā)電量122857200KW.h，發(fā)電煤耗344.84g/KW.h，機(jī)組消耗的標(biāo)煤量為42366噸，5月份爐前煤的發(fā)熱量為4668cal/kg，折算應(yīng)消耗的原煤量為63530噸。4月份發(fā)電分廠熱試組對4爐進(jìn)行制粉系統(tǒng)性能試驗(yàn)時(shí)#

18、2、4磨煤機(jī)的單耗分別為20.8、21.1 kw.h/t，折算5月份#2磨煤機(jī)所磨制的原煤量為12646.15噸；折算5月份#4磨煤機(jī)所磨制的原煤量為1910.9噸；用4鍋爐5月份原煤消耗量減去2、4磨煤機(jī)磨制的原煤量，#1、3磨煤機(jī)所磨制的原煤量為48973噸，計(jì)算#1、3磨煤機(jī)的平均單耗為17.2kw.h/t。3.3 結(jié)論：通過1個(gè)月的觀察試驗(yàn)，1、3磨煤機(jī)磨煤平均單耗耗為17.2kw.h/t，比未安裝尋優(yōu)控制系統(tǒng)的2、4磨煤機(jī)磨煤平均單耗20.95 kw.h/t低3.75 kw.h/t，可見其節(jié)能效果顯著。3.4 制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成效通過制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)整和尋優(yōu)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，我公司6臺鍋爐24套制粉系統(tǒng)，2003年磨煤機(jī)平均單耗為18.66kw.h/t，比2002年磨煤機(jī)平均單耗為