作者：安荣芝杨宝林　

摘要本文通过对"球磨机料位监控与制粉系统优化运行"技术在河北衡丰发电有限责任公司#2炉制粉系统的实施情况和运行效果的分析，阐述了影响制粉系统经济性的因素及提高其经济效益的主要途径。
关键词火电厂；制粉系统：球磨机料位监控与制粉系统优化运行；运行经济性
在火力发电厂中，厂用电率是一项重要的经济指标，而锅炉制粉系统又是厂用电量的消耗大户，其用电量约占厂用电总量的1/4~1/3。因此，在生产运行中，通过优化调整制粉系统运行方式，努力降低制粉单耗，是降低厂用电率的重要手段之一。
河北衡丰发电有限责任公司#2炉制粉系统采用350/700型球磨机，2002年10月在#2炉小修期间采用了"球磨机料位监控与制粉系统优化运行"技术改造项目。对制粉系统进行了优化调整，该炉的四套制粉系统通过试运行，现已稳定运行在最佳工况。本文介绍了我厂#2炉制粉系统的磨煤机料位监控技术实施情况和运行效果。
1影响制粉系统经济性的因素
制粉系统电耗可分为磨煤电耗和通风电耗两部分。对于中储式制粉系统，影响其经济性的主要因素有：钢球装载量、钢球规格、载煤量和通风量等。
一般情况下，随着钢球装载量的增多，磨煤出力增加，磨煤单耗稍有增加，通风单耗下降，其制粉单耗有所下降，当钢球装载量超过某一限度时，制粉单耗将有所增加，因此，对于一定的制粉系统和一定的煤种，存在一个最佳的钢球装载量；运行中还应按煤质情况，根据磨煤电耗和金属损耗的总费用为最小的原则来选取合理的钢球直径，一般为30-40mm；随着筒内载煤量增加，磨煤出力相应增加，但增加到一定限度后，磨煤出力反而降低，因此，运行中应维持筒内的最佳载煤量；随着通风量的增加，制粉单耗初始下降，然后又上升，中间也存在一个最佳的通风量。因此，在运行中必须合理调整制粉系统的各项参数，使得磨煤出力、干燥出力、通风出力配合一致，其磨煤风量、干燥风量、一次风量得到平衡，从而使制粉系统处于最佳运行状态。
2技术方案
2.1逻辑功能：由TCS-200送来的信号送到同操器，同操器输出0～10VDC信号至变频器控制给煤机转速，当同操器处自动位置时，由TCS-200自动控制给煤机转速，当同操器处手动位置时，由同操器输出信号手动控制给煤机转速。给煤机转速由控制变频器输出4～20mA信号一路至DCS显示，一路至TCS-200用于跟踪信号。
至DCS显示给煤机转速
2.2系统调试：
2.2.1静态调试：系统上电自检料位音频信号、跟踪控制信号给煤机控制输入、输出信号等是否正常。
2.2.2动态调试：
磨空罐料位标定：标定前，磨应抽空（每台磨大约15分钟）将该磨采集的音频信号，手动输入到料位控制仪表，同时记录磨空载电流。调试完一台后，再相继逐个调试其它三台。
磨满罐料位标定：根据磨空罐的音频信号值，计算出磨满罐的音频信号值，手动输入到料位控制仪表。
最佳料位点定值设定：确定磨料位量程后，逐渐增加料位值，并记录相应值下的磨煤机电流、排粉机电流、磨出口温度、磨入口温度、给煤机转速、磨入口负压、磨出入口差压、排粉机档板开度、热风门开度、冷风门开度、再循环门开度、粉仓粉位、机组负荷值等，进行分析，根据料位增加，而磨电流由大变小，同时满足其他各运行参数要求的情况，确定最佳料位定值。
在最佳料位值确定后，如果磨煤机出力不能满足磨煤出力要求，经分析，如需适当增加钢球量时，应与运行人员协商钢球量增加量。在磨煤机装载钢球量发生变化的情况下，磨的空罐料位、满罐料位及最佳料位点定值则按上述调试方法重新标定。如果是煤粉细度、通风出力或干燥出力影响，则需及时调整运行设备。经过一段时间的运行，如果制粉系统各运行参数优化后不理想，则需重新确定最佳料位点定值。
3改造前、后制粉系统运行情况对比
3.1系统调试前后的运行参数对比
系统调试后，达到了磨煤机的最佳钢球装载量、载煤量和系统通风量，钢球装载量由原来的65吨减少到50吨，磨煤机空载电流减小了25A左右，在保持系统通风量、各风门档板开度、磨出口温度、煤粉细度不变的情况下，运行中磨煤机电流降低30-35A，使得磨煤电耗大幅度降低，通风电耗保持不变，从而降低了制粉单耗。
表一

#2炉制粉系统调试前后的运行参数对比
3.2系统实施前后的制粉耗电率对比
对比2001年和2002年#2炉制粉系统耗电指标可以看出，由于02年随着煤炭市场发生变化，煤质状况变差，煤的灰分增大，其可磨性指数变小，因此制粉电耗普遍呈上升趋势。但是，自#2炉2002年10月实施了磨煤机料位监控系统后，11月和12月份开始其制粉单耗和制粉耗电率已有明显降低，与同期相比，制粉单耗平均降低了3.kWh/t煤，制粉耗电率平均降低了0.14。与#1炉（未改造）相比，制粉单耗平均降低2.4kWh/t煤左右，大大提高了制粉系统的运行经济性。

表二
#2炉制粉系统改造前后经济性对比
1.181.171.211.041.07
4系统改造后的运行效果
该项技术的实施解决了长期以来制粉系统运行调整中存在的难以使其工作在最佳工况的问题，使制粉系统能自动调整在最佳工况。同时实现了制粉系统运行的自动化和规范化，提高了制粉系统的经济效益，具有节能降耗、简化操作、改善环境、文明生产等多方面的综合效益，也有利于生产管理进一步向集约型转变。
4.1自动调节：实现了给煤量的自动调节，同时实现了温度、通风量和负压的稳定运行，简化和减少了运行操作，降低了运行人员的劳动强度。
4.2规范运行：实现了制粉系统的规范化运行，以磨煤机料位监控为基础，对主要运行参数（磨煤机钢球装载量、磨煤机存煤量或载煤量、制粉系统通风量）实行了严格的定量标准和有效的控制手段。系统改造后，通过制定《制粉系统优化运行补充规程》，规范了制粉系统的运行方式。
4.3节能降耗：在没有实施料位监控技术之前，运行人员在实际运行操作时，为使制粉系统能够处于一个较稳定的运行工况，往往采用了比较保守的运行方式，造成能量的浪费，增加了制粉系统设备的维修次数。实施料位监控技术后，通过制粉系统优化调整，不仅减少了钢球装载量，而且保证了制粉系统始终在最大出力、最佳工况下运行，降低了制粉系统的电耗、钢耗，同时延长了设备的使用寿命。
4.4改善环境：实现了磨煤机在高料位运行工况，磨煤机筒体的噪音明显下降，改善了现场的工作环境，降低了对现场环境的噪音污染。
5效益分析
实施球磨机料位监控与制粉系统优化运行技术的经济效益主要体现在节电、节约钢球、降低设备损耗等方面。自从实施该项技术后，实现了制粉系统的优化运行，降低了制粉电耗，提高了磨煤机运行的稳定性和安全性。同时由于避免了运行时钢球的空砸，使得磨煤机钢球的消耗、磨煤机的衬板损耗也明显减少，磨煤机轴瓦运行的可靠性也得到了提高。
通过比较#2炉制粉系统改造前后的制粉单耗指标（2002和2001两年的11月-12月的平均值）可以看出：#2炉加装TCS-200料位监控系统后的制粉单耗为24.99kWh/t煤，比上年同期28.03kWh/t煤降低3.04kWh/t煤，降幅达到10.85。按2002年#2炉年发电量186834万kWh来计算，年耗用天然煤量为78.73万吨，制粉耗电率平均降低0.14，则一年可节约的厂用电量为：186834×0.14=261.57万kWh。若以0.20元/kWh计算，折合人民币为：261.57×0.2=52.3万元；再加上每台磨可减少钢球消耗量20吨，则4台磨全年可节约钢球80吨，按每吨钢球5000元计算，减少钢球可直接产生效益40万元，全年总收益可达90万元以上。因此，此项技术的应用具有显著的经济效益。
参考文献
1.《锅炉原理》南京理工学院范从振主编
2.河北衡丰发电有限责任公司#2炉制粉系统磨煤机料位优化调试报告

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