（河北西柏坡发电有限责任公司 河北石家庄 050400）
摘要：火力发电厂都普遍存在着锅炉制粉单耗偏高的问题，但综合考虑中间储仓式制粉系统单耗过高的原因基本相同：制粉系统的运行参数(磨煤机出入口风温、进出口差压、钢球装载量、磨煤机钢瓦磨损量大、系统通风量、制粉系统漏风等)偏离最佳值运行，导致系统通风量过大、磨煤机出力不足、运行时间延长，同时制粉系统的运行方式不能即时根据负荷变化进行调整，最终都使得制粉单耗增加。本文对河北西柏坡发电有限责任公司#3锅炉制粉系统单耗偏高的原因进行了全面分析，并通过检修改造、定期工作、热力试验和计算，重新确定了各控制参数，为运行提供最佳运行操作卡片，改变原来不合理的习惯运行和检修方式，同时制定出相应管理考核对策，从而达到降低制粉单耗的目的。
关键字：锅炉制粉；单耗偏高；原因分析；对策；
1设备概况
河北西柏坡发电有限公司#3锅炉为北京巴布科克•威尔科克斯（B&WB）有限公司生产的B&WB—1025/18.3—M型、亚临界参数、一次中间再热、单汽包、自然循环、半露天、单炉膛、∏型布置、平衡通风、固态排渣煤粉炉。锅炉燃烧系统采用冷一次风机热风送粉、对冲燃烧方式，24只美国B&W公司标准的EI—DRB双调风旋流燃烧器，分三层对称布置在矩形燃烧室的前、后墙上。
设计煤种为山西晋中贫煤，校核煤种为山西晋北烟煤，具体煤质指标见下表。
公司设计及校核煤质
公司制粉系统采用钢球磨中间储仓(每台锅炉2个分仓)式制粉系统，每锅炉配四台洛矿产YTM350/700––Ⅲ型磨煤机；四台JG––80型给煤机；四台M5––36––20D№型排粉机；四台HW––––Ⅱ型轴向粗粉分离器，Φ4700mm；四台HN––XB––Ⅰ防爆型细粉分离器，Φ3500mm。
2锅炉制粉单耗偏高的原因分析
2.1运行参数偏离最佳值运行
2.1.1钢球装载量
磨煤机钢球装载量的多少直接影响磨煤出力和电能消耗：钢球装载量偏大，并不意味磨煤机出力增大、电耗降低。磨煤机出力并不随钢球量正比增加，钢球装载量超过最佳值后其磨煤机出力的增加要小于磨煤机功率消耗的增加，磨煤机电耗反而升高。因此，运行中当磨煤出力能满足需要时，维持钢球装载量在最佳值附近可以提高磨煤机的经济性。
2.1.2煤种变化与煤质的好坏
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。
2.1.3系统通风量
磨煤机筒体内的通风工况直接影响磨煤机的出力。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。随着磨煤机通体内通风量的增加，使磨煤机出力增加，磨煤机的电耗相对降低。然而通风电耗是随着风量的增加而增加的，当过量地增加筒体通风时，粗粉分离器的回粉也会相应的增加，将在系统内造成无益的循环，使制粉单耗相应增加。综上所述，当磨煤机筒体内通风量合适时，可以达到磨煤和通风总电耗最小，这也就是磨煤机的最佳通风量。
2.1.4磨煤机进出口差压
磨煤机进出口差压反映了磨煤机内存煤量的多少。在钢球磨煤机中减少给煤量时将减少磨煤机出力，但是制粉电耗并不按比例减少，从而增加了电耗。增加给煤量可以增加磨煤机中的存煤量，这时磨煤机出力也相应增加，当达到一定极限时，如果继续增加磨煤机中的存煤量，就会出现减少磨煤机出力的现象。其中必然有一个最佳存煤量，最佳存煤量的差压就是当制粉系统电耗最小时的差压。
2.1.5磨煤机出口温度
由于磨煤机出口温度一般是控制磨煤机出口温度在80℃～100℃范围内。实际运行中常常出现磨煤机出口温度在80℃以下运行，磨煤机的干燥出力不足，必然导致磨煤单耗增加。同时，还会使粉仓温度偏低，粉仓煤粉结块，导致给粉机下粉不畅，影响锅炉的燃烧。磨煤机入口温度直接影响干燥出力。实际上为防止磨煤机爆燃应控制磨煤机出口温度，与磨煤机入口温度并没有直接关系，因此提高入口温度、控制出口温度是提高磨煤机运行安全性、经济性的关键。
2.2制粉系统设备性能影响
2.2.1钢球尺的影响
随着磨运行时间的推移,钢球会磨损,钢球量逐渐下降,必须补加新钢球,一般运行 2000-3000 小时后,应筛选、称量滚筒内不合格的钢球,通常钢球磨损超过40%即可视为不合格。还有大小钢球配比也非常关键,一般情况下小钢球占总量的1/4--1/5效果最佳。这样既能减少钢球之间的空间,同时也可保持钢球一定质量下的冲击力。 钢球量与钢球尺寸对磨煤机的出力影响比较大，也是降低制粉系统钢耗的重点。钢球尺寸要保持合理比例，要定期补入大球、清理出小球。
2.2.2细粉分离器效率低
细粉分离器效率低，乏气带粉率相对较高，制粉系统启、停时对炉内燃烧工况影响较大，甚至会影响锅炉机组运行的安全性。由于三次风布置在火嘴上部，当制粉系统运行时，三次风携带的煤粉在炉内停留时间较短，易造成锅炉排烟温度升高，飞灰可燃物增加；另外，三次风带粉严重，也加剧了排粉机叶轮的磨损。
2.2.3系统漏风影响
系统漏风对系统出力影响很大，因为是在磨煤机出口以后，会排挤进入磨煤机的热风，使磨煤机出入口负压变小。使热风加不进来，携带能力下降，磨煤机出力下降。并且进入系统的是冷风，会影响到系统的温度水平。我公司重点的漏风部位为：粗、细粉分离器，各防爆门，磨煤机出入口螺旋套、木块分离器、木屑分离器等，还有磨煤机入口冷风门关闭不严、给煤机盖板没盖好，导致大量冷风漏入系统。大量冷风漏入系统，降低了制粉系统的干燥出力。
2.2.4磨煤机衬瓦的形状
衬瓦的材质及完整性，直接影响磨煤机出力的大小。煤种不同对应的衬瓦材质要求也有差别，这主要是考虑到磨损周期性。对于耐磨煤质，衬瓦的磨损周期性短，消耗量大。磨损严重的衬瓦表面比较平缓、提升力差，带动筒内工质转动能力不强，导致制粉能力下降。当衬瓦的凸峰磨损达到 2/3 时，应更换套瓦。
3降低锅炉制粉单耗的对策
3.1确定最佳钢球装载系数
由于磨煤过程中能量主要消耗于转动筒体和提升钢球上，因此在磨煤机出力够用的条件下，在一定范围内降低钢球装载量是提高磨煤机运行经济性的有效手段；如果要提高磨煤机出力，在增加钢球装载量的同时，也应增加磨煤机的通风量并提高干燥剂的初温。
可先由经验公式得到磨煤电耗最小时的最佳钢球装载系数(ψ)为0.12/(n/nlj)1.75，其中n为磨煤机筒体工作转速，nlj为磨煤机筒体临界转速；然后通过调整试验确定最佳装球量。
最佳钢球装载量试验应在最佳通风量下进行，试验前先通过计算确定出最佳通风量和最佳钢球装载量。试验时钢球量以计算值为基准点，上下取几个装载量进行试验，找出磨煤机出力最大、制粉电耗最低的钢球装载量即为最佳装载量。最终确定#3锅炉YTM350/700––Ⅲ型磨煤机最佳钢球装载量为50吨。
3.2定期更换磨煤机钢瓦
磨煤机内的衬瓦形状已经不能满足制粉要求，经过长时间的磨损，厚度变薄，波形变平。没有足够的能量来带动，钢球转动，达不到预期的高度，形成不了抛物线。其动能和势能均减弱，对煤的撞击能力也减弱。使磨煤机内存在大量不合格的煤粉，制粉出力下降。
磨煤机经过长期运行，并经常出现空砸现象，其内部钢球消耗磨损较大。钢球尺寸也不能达到要求，碎球偏多。煤质变化对钢球的消耗也显著增加，加球次数和量也明显增加。
3.3合理的干燥剂温度
干燥剂温度直接影响到制粉系统的出力及对锅炉燃烧造成影响, 故必须调整在一个较为合适的范围。当R90一定时，提高干燥剂初始温度，由于干燥过程得到改善，开始可以增大磨煤机出力，降低磨煤机单耗，但当达到某一温度时，磨煤机出力、单耗将不再随初温的提高而变化，所以应正确地选择干燥剂量及温度以提高磨出力和制粉系统的经济性。
3.4检修时增加磨煤机筛选钢球项目
发电厂磨煤机设备检修时均要根据不同情况对部分磨煤机钢球进行筛选，从筛选情况看直径20 mm以下钢球多达15吨以上，磨煤机内钢球比例情况失调。而这些小钢球对煤颗粒的撞击作用基本消失，如大量堆积在磨煤机里，将严重影响磨煤机的出力和经济运行。
3.5控制磨煤机进出口差压
控制磨煤机进出口差压还需遵循下列原则：①保证磨煤机出口温度不变(下降)；②排粉机出口风压不变(下降)；③磨煤机出入口不向外跑粉。经试验计算磨煤机进出口差压应维持在1.4～1.6KPa之间，磨煤机出力可达44t/h，磨煤单耗较小。而实际运行差压在1.1kpa以下，磨煤机出力严重不足，制粉系统的运行台数及运行时间大大增加，必然导致制粉单耗升高。磨煤机出力不足是制粉单耗高的另一个重要原因。
3.6优化运行方式，缩短制粉系统运行时间
钢球磨煤机的最大缺点是不易低负荷运行，因此应避免磨煤机长期低负荷运行，只要磨煤机运行就应使其在最大出力下运行，当粉仓粉位满足要求时，可停掉相应制粉系统，不采用以减少磨煤机出力来维持制粉系统连续运行方式，避免磨煤机长期低负荷运行。
机组负荷较低，单套或两套制粉系统运行能满足机组负荷要求时，可以在维持运行磨煤机最大出力的同时，开启输粉机以保证各粉仓粉位。当机组负荷升高后，根据情况启动另一套制粉系统。试验证明，当煤质相对较好，在制粉系统最大出力运行条件下，3台制粉系统就足以满足我公司#3机组满负荷的要求。
同时可以利用中间储仓式制粉系统具有较大储粉能力这—特点，使磨煤机经常维持在满出力下运行，在满足锅炉正常燃烧的前提下尽量提高粉仓粉位，当粉仓处于高粉位时，可全停制粉系统，利用粉仓储粉来供锅炉正常燃烧。
磨煤机启动时，应预先提前做好暖磨准备，另外也要防止磨煤机长时间空转。保证原煤的正常供应量，防止给煤机断煤、原煤仓堵煤，以保证磨煤机在最大出力下运行。通过这样合理安排运行方式，可进一步降低制粉单耗。
4结束语
通过对制粉系统设备和运行操作上存在的问题分析，找到了降低锅炉制粉单耗的对策：改变运行人员原来不合理的习惯运行方式，加强管理，充分调动运行人员的积极性，同时加大对制粉系统设备检修和维护的力度，就能达到大大降低制粉单耗的目的。
本文对于制粉系统单耗偏高的问题分析与对策，对于解决其它机组存在的类似问题也起到一定的指导作用。
参考文献
《锅炉机组运行规程》河北西柏坡发电有限责任公司
《锅炉原理》 范从振 主编 水利电力出版社 1989
论文作者:邓磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/25
标签：制粉论文; 磨煤机论文; 钢球论文; 系统论文; 装载量论文; 锅炉论文; 电耗论文; 《电力设备》2018年第25期论文;