謝衛(wèi)國

(山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司，太原市030206)

0 引言

山西興能發(fā)電有限責(zé)任公司二期工程安裝2臺600 MW 機組，配套 HG—2000/25.4-YM12型、一次中間再熱、超臨界壓力變壓運行、帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動系統(tǒng)、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、Π型布置的本生直流鍋爐。30只低NOx軸向旋流燃燒器前后墻布置，采用對沖燃燒方式。配置正壓直吹制粉系統(tǒng)，6臺HP1003/Dyn型中速磨煤機前后墻布置，前墻從上至下布置B、D、F磨煤機，后墻從上至下布置A、C、E磨煤機。每1臺磨煤機帶1層燃燒器，任何5臺磨煤機能長期帶額定負(fù)荷運行。煤粉細(xì)度(設(shè)計煤種)R90=17%，磨煤機采用彈簧加載方式，并選用電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)分離器。

機組投入商業(yè)運行后，未進行系統(tǒng)、全面的鍋爐制粉及燃燒系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整試驗，存在干渣機落紅渣、渣溫高、碎渣機常被卡停運等問題。爐底渣為炙熱的紅渣，渣溫最高時為300℃左右，干渣機本體溫度達70～90℃(鋼帶爬坡處)，導(dǎo)致干渣機輸送帶發(fā)生高溫變形，干渣機停運。同時，由于渣量大、渣溫高，易產(chǎn)生大渣塊，經(jīng)常發(fā)生碎渣機被渣塊卡住而停運的情況。干渣機和碎渣機故障嚴(yán)重影響機組安全、穩(wěn)定運行。經(jīng)分析，認(rèn)為磨煤機分離器電機轉(zhuǎn)速(試驗前在任何出力下轉(zhuǎn)速均為35% ～40%)和煤粉細(xì)度控制是問題的關(guān)鍵。鍋爐燃用煤粉越細(xì)，對煤的著火和燃盡越有利，煤粉細(xì)度直接影響飛灰和爐渣可燃物的含量［1］。為此，必須進行煤粉細(xì)度調(diào)整試驗，以掌握二期工程鍋爐制粉系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)運行特性，為鍋爐及制粉系統(tǒng)日常運行操作提供科學(xué)依據(jù);通過試驗發(fā)現(xiàn)設(shè)備或設(shè)計方面存在的問題［2］，并給出解決方案。

1 磨煤機原始運行狀態(tài)測試

分別對4號爐的4B、4E和4F磨煤機進行原始運行狀態(tài)測試，為制粉和燃燒系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整提供依據(jù)［3］。各磨煤機均在給煤機出力為55 t/h、風(fēng)量為110～130 t/h、煤粉分離器電機轉(zhuǎn)速約為40%的條件下進行測試。測試結(jié)果如表1所示。

表1 4B、4E和4F磨煤機原始運行狀態(tài)測試Tab.1 Tests of 4B，4E and 4F mills under original operating condition

從表1可以看出，各磨煤機原始運行狀態(tài)下，煤粉細(xì)度均很大，R200達到了10.44% ～14.60%，煤粉中大顆粒很多，R90為33.48% ～39.92%，遠遠超出設(shè)計值(17%);煤粉均勻性指數(shù)很差，為0.85～0.94，遠低于旋轉(zhuǎn)分離器均勻性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)(大于1.2)，未能體現(xiàn)旋轉(zhuǎn)分離器的優(yōu)勢。

煤粉細(xì)度大對鍋爐運行會產(chǎn)生以下影響［4］:

(1)飛灰、爐渣可燃物含量高，不完全燃燒熱損失高，鍋爐熱效率低;

(2)爐渣排放量增大，不利于干渣機內(nèi)的爐渣冷卻［5］;

(3)不利于燃燒。

2 煤粉細(xì)度試驗

試驗前將每臺磨煤機5個出口粉管的一次風(fēng)速調(diào)至基本一致(偏差為±5%)［6］。在制粉系統(tǒng)熱態(tài)試驗中選擇4E磨煤機進行全特性試驗，將得出的相關(guān)特性應(yīng)用于其他磨煤機，分別對4A～4D和4F磨煤機進行校核。

2.1 磨煤機變風(fēng)量試驗結(jié)果

4E磨煤機的變風(fēng)量試驗在給煤量為55 t/h、分離器電機轉(zhuǎn)速為55.5%左右的條件下進行，風(fēng)量分別調(diào)整至118、99.1和91.5 t/h，風(fēng)量和煤粉細(xì)度R90的關(guān)系如圖1所示。

圖1 磨煤機風(fēng)量和煤粉細(xì)度R90的關(guān)系Fig.1 Relationship between air volume of mill and fineness R90of pulverized coal

2.2 分離器電機轉(zhuǎn)速和煤量關(guān)系曲線

根據(jù)在不同出力下變分離器電機轉(zhuǎn)速試驗可以得出分離器電機轉(zhuǎn)速和煤量關(guān)系曲線，如圖2所示(4E磨煤機)。當(dāng)磨煤機出力大于65 t/h后，在設(shè)備能夠滿足的條件下，分離器電機轉(zhuǎn)速和煤量曲線可以線性延伸。

圖2 磨煤機分離器電機轉(zhuǎn)速和煤量關(guān)系曲線Fig.2 Relationship curve between separator motor speed of mill and amount of coal

4C磨煤機煤粉細(xì)度較小，分離器電機轉(zhuǎn)速在現(xiàn)有分離器電機轉(zhuǎn)速和煤量關(guān)系曲線的基礎(chǔ)上降5%運行;4D磨煤機煤粉細(xì)度較大，分離器電機轉(zhuǎn)速在現(xiàn)有分離器電機轉(zhuǎn)速和煤量關(guān)系曲線的基礎(chǔ)上升5%運行，但需要考慮分離器電機電流。

2.3 各磨煤機校核試驗

各磨煤機校核試驗結(jié)果如表2所示。

表2 各磨煤機校核試驗結(jié)果Tab.2 Checking test results of mills

3 變煤粉細(xì)度試驗

當(dāng)機組負(fù)荷為600 MW時，將各磨煤機分離器電機轉(zhuǎn)速從55%降至47%左右，煤粉細(xì)度由17%改變至25%左右，進行變煤粉細(xì)度試驗［7］，試驗結(jié)果如表3所示。

從表3可知，煤粉細(xì)度變大后，主蒸汽減溫水量維持為0 t/h，主蒸汽溫度從557.6/570.0℃變?yōu)?68.4/563.1℃;再熱蒸汽減溫水量從10.1 t/h變?yōu)?2.3 t/h，再熱蒸汽溫度從 561.0/568.6℃變?yōu)?67.4/568.3℃;鍋爐效率從92.49%降為91.96%，降低0.53%［8］。未進行煤粉細(xì)度調(diào)整前，磨煤機煤粉細(xì)度均為32%～40%，根據(jù)變煤粉細(xì)度試驗結(jié)果，未調(diào)整前，鍋爐效率應(yīng)比調(diào)整后低1.47%左右。煤粉變粗后渣溫從51.2℃上升至74.5℃［8-10］。

4 結(jié)論

(1)將磨煤機煤粉細(xì)度控制在R90=17%左右，煤粉均勻性指數(shù)達到1.20，煤粉中粗顆粒大量減少，有利于煤粉燃盡。

表3 變煤粉細(xì)度試驗結(jié)果Tab.3 Results of pulverized coal fineness changing tests

(2)煤粉細(xì)度調(diào)整后落到干渣機輸送帶上的紅渣少了，干渣機本體溫度為30～40℃(鋼帶爬坡處)，沒有出現(xiàn)較大渣塊，保證了干渣機和碎渣機運行的可靠性。

(3)煤粉細(xì)度調(diào)整后渣溫、渣量下降，提高了機組的安全性和經(jīng)濟性。

［1］袁鎮(zhèn)福，田子平.電站鍋爐原理［M］.北京:中國電力出版社，2002.

［2］湯曉舒，彭紅文，談琪英.引進型煤粉鍋爐爐膛防內(nèi)爆設(shè)計壓力研究［J］.電力建設(shè)，2010，31(2):81-85.

［3］DL/T 467—2004電站磨煤機及制粉系統(tǒng)性能試驗［S］.

［4］岑可法.鍋爐燃燒試驗研究方法及測量技術(shù)［M］.北京:水利電力出版社，1987.

［5］張光純.大型電站鍋爐事故分析及預(yù)防措施［M］.北京:機械工業(yè)出版社，1990.

［6］徐通模.鍋爐燃燒設(shè)備［M］.西安:西安交通大學(xué)出版社，1990.

［7］岑可法，周昊，池作和.大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運行技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2002.

［8］范從振.鍋爐原理［M］.北京:水利電力出版社，1986.

［9］GB 10184—88電站鍋爐性能試驗規(guī)程［S］.

［10］韓才元.煤粉燃燒［M］.北京:科學(xué)出版社，2001.