华能上安电厂一期工程装机容量为2台350MW机组,分别于1990年8月12日和1990年12月5日正式投产。锅炉系统设备由加拿大B&W公司制造,采用正压直吹式制粉系统,每台锅炉配备4台MPS-89K中速辊式磨煤机,每台磨出口有5根一次风管至燃烧器。给煤机采用STOCK-8224A电子计重皮带式给煤机,计量精度为0.5。
MPS磨煤机适于磨制硬质煤,其辊胎直径大、滚动阻力小、磨辊倾角可调,具有耗电省、噪音低、调节灵活的特点,但在运行中也出现了一些影响安全和经济的问题,以下对其运行和调整情况作一简单介绍,供同行参考。
1 煤种特性和磨煤机参数
1.1 煤种特性
设计煤种为75晋中寿阳贫煤和25阳泉无烟煤的混合煤,锅炉在燃用设计煤种的燃煤量为:129.7t/h(ECR工况)、139.7t/h(MCR工况);劣质煤种燃煤量为:139.4t/h(ECR工况)、150.1t/h(MCR工况),煤质特性如表1所示。
表1 混合煤种特性
项 目
数 值碳Car/64.89挥发份Vdaf/16.72±2灰份Aar/21.82±5水份War/6.0±3低位发热量Qnet,ar/kJ.kg-123868.6±1674.4可磨性系数HGI751.2 磨煤机性能参数 磨煤机性能参数见表2。
表2 磨煤机主要性能参数
项 目
ECR工况MCR工况基本出力(设计煤种)/t.h-146.548.3一次风流量/t.h-172.173.6风/煤比1.561.52入口风温/℃270287.8出口温度/℃93.393.3蒸发水份/5.85.8出入口差压/Pa49784978煤粉细度R75/1515原煤粒度/mm0~320~32磨盘转速/r.min-123.523.5磨辊压力/t2525可磨性能力HGI75磨辊数3加载方式液压缸 弹簧电机功率/kW448
2 运行情况
由于无烟煤着火温度高、燃烬时间长,而煤粉细度又是影响着火和燃烬的重要因素,所以要求磨煤机能最大限度地满足锅炉对煤粉细度的要求,以确保安全、经济运行。一般要求200目筛的剩余量不大于15,但机组投运后却发现这一要求很难满足,原因主要有以下几个方面:
2.1 煤质难以保证设计要求
由于我国经济环境正处在计划经济向市场经济的转轨时期,市场运作很不规范,加之供求关系的不稳定因素,进厂原煤煤质难以保证与设计煤种特性一致,即使同一煤矿的煤,煤质也会因矿点和工作面的不同而不同。另外,当发电用煤量大时,还要购进一些小窑煤,这些煤的煤质更是参差不齐、变化不定,而MPS磨煤机对煤质尤其是可磨性系数的变化较为敏感,使得煤粉细度难以保证。当燃用发热量低的劣质煤时,燃煤量就要增加,磨煤机出力常超出其标准出力,煤粉细度进一步下降。根据制造厂家的制造合同有关出力的规定,结合现场运行情况计算得知,磨煤机出力每增加20,煤粉细度R75降低10;煤质可磨性系数HGI每增加10,也使煤粉细度降低10。
2.2 机组负荷变化大且频繁
由于上安电厂在电网中所处的地位和电网负荷的特点,致使机组负荷升降频繁、升降幅度大,常处于调峰状态。对直吹式制粉系统而言,机组负荷变化也就是磨煤机组出力的变化,因此磨组需经常启停或大幅度改变出力,严重影响煤粉细度。
2.3 研磨件磨损的影响
由于经常磨制劣质煤,研磨件磨损较快。磨煤机研磨件磨损后会使标准出力下降,即磨制合格煤粉的能力下降,若维持机组运行所需煤量,煤粉细度必然下降。
2.4 石子煤的影响
根据中国电力行业标准《磨煤机试验规程》DL467-92,中速磨煤机的最大出力将受石子煤的影响,如石子煤量大于磨煤机出力的0.5‰,表明磨煤机处于非正常运行状态,应降低出力。由于上安电厂原煤的特点,石子煤量也很不稳定,有时原煤矸石量大,石子煤量多,致使出力下降,为满足电网对机组负荷的要求,必须加大磨煤机一次风量、提高风速,这将使风煤比提高,煤粉细度大大下降(从而使锅炉效率下降)。
由于以上几个方面原因,影响了磨煤机的正常运行,进而影响机组效率。要保证发电厂运行的经济性,必须保证磨煤机经常处于良好运行状态,煤粉细度必须符合要求。为此可从抓原煤质量和磨煤机维护2个方面入手做工作,本文仅就第2方面加以探讨。
磨煤机的维护包括检修维护和运行维护,前者指利用检修机会修复或更换研磨件及易损件,后者指运行中调节磨辊压力和分离器挡板开度。磨辊压力只能在磨辊磨损量不大时进行定期的适量调整,磨损量达到一定的程度时必须进行补焊或更换。而针对煤质变化这种不定期的、经常性的变化因素,只能通过调节分离器挡板开度来适应,但这种调节并不能完全满足锅炉对煤粉细度的要求,只能起一定改善作用。
3 磨煤机煤粉细度的调整
3.1 磨煤机热力试验
运行中煤粉细度调整是一项繁琐而细致的工作,必须保持经常性和连续性。为确定符合现场实际运行情况的最佳工况点,上安电厂分别于1992年和1993年委托热工研究院对2台锅炉进行了燃烧调整试验,包括磨煤机煤粉细度调整试验。在煤粉细度调整试验中分别进行了分离器挡板开度调节和一次风量调节,结果2台锅炉磨煤机煤粉细度均达不到设计要求。关小分离器挡板开度后,虽细度有所提高,但磨煤机马达电流上升较多,有的超过规定值,有的磨煤机发生震动,无法维持运行。减小一次风量后,细度也提高了,但各粉管之间的粉量分配均匀性大大下降,粗粉较多,锅炉效率下降。
3.2 正常运行调整
2台机组的磨煤机经过几次全面检修维护后,运行状况有所改善。自1994年开始,煤粉细度调节纳入运行定期工作,每月调节一次,煤粉细度每月至少采样分析一次。为保证运行安全,分离器挡板调节一般在磨组出力80左右进行,调节时首先对磨组煤量、风量调节,观察磨煤机差压、震动、石子煤及马达电流变化情况,以确定调节范围,然后保持标准风煤比,依上次调节数据和煤粉细度报告进行调节,并保证调节后磨组不震动、电流和差压不超限、石子煤量适当。调节后稳定1h开始对各粉管进行采样。
经过一段时期的调节,磨煤机很难稳定在合格的煤粉细度上运行,新磨辊运行状况较好。磨组检修后,在研磨件寿命的前期,尤其是前1000h磨组运行稳定,细度可接近要求且较均匀,中后期运行工况恶化,细度下降。煤粉细度数据见表3。
从表中数据可以看出,1号炉煤粉细度比2号炉好,原因是1号炉当时磨煤机研磨件磨损程度低(1号炉A磨分离器挡板机构卡涩,不能满足调节要求)。2号炉A磨研磨件磨损程度较大,煤粉很粗。纵向比较各磨不同时间的数据可见,同一台磨的煤粉细度波动很大,其原因主要是受煤质变化的影响。
表3 煤粉细度数据(200目剩余量)
项 目1号炉2号炉A磨B磨C磨D磨A磨B磨C磨D磨1994年10月21.213.812.5 26.319.9 16.11994年11月 20.716.2 1994年12月26.116.6 30.215.824.116.51995年1月26.221.112.720.131.425.713.815.71995年2月19.516.727.323.037.619.925.521.1平均细度23.317.118.319.831.420.321.117.44 结论
4.1 虽然MPS磨煤机有它的优点,但与我国目前的煤炭市场情况不太适应,要保证其运行状况符合设计要求,必须保证煤质符合要求且相对稳定,这要求煤矿按合同提供符合设计要求的商品煤。因此,在选用MPS磨煤机时应慎重,尤其是燃用劣质煤的锅炉。如不能保证煤质,就无法保证煤粉细度,锅炉效率就会下降,这时应考虑选用其它类型的磨煤机,如球磨机等。
4.2 对已采用MPS磨煤机的机组,则应做到以下几点:
(1)磨煤机的检修和维护工作必须到位,研磨件的更换周期不宜过长,磨辊加载压力要定期调整,以保证良好的研磨效果。一般情况下每运行1000h调整一次为宜,煤质变化较大时要根据运行情况及时调整。同时,要利用检修机会仔细检查和维护分离器挡板调节机构,以便为运行中的调节创造条件。
(2)加强煤质监控,保证煤质尽量稳定,符合或接近设计要求。
(3)煤粉细度化验和运行定期调节要制度化,在保证安全稳定运行的前提下,维持分离器挡板在较小的开度,使煤粉细度尽量接近设计值。定期工作要建立技术档案,以便为磨组状态分析和检修维护提供必要的参考数据。
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