龐開宇， 董建勛, 王學欣， 陳 坤， 蔡文琦, 李永華

(1. 遼寧中電投電站燃燒工程技術(shù)研究中心有限公司， 沈陽 110179；2. 華北電力大學 動力工程系， 河北保定 071003)

隨著我國科技的發(fā)展，電力技術(shù)水平不斷提高，用電量不斷增大，電網(wǎng)晝夜供電量差距逐漸增大，對火電機組調(diào)峰能力的考驗不斷加強[1]。隨著火電機組的總裝機容量不斷增大，煤炭市場的供應(yīng)煤種也不斷變化，鍋爐燃燒煤質(zhì)偏離設(shè)計煤種給發(fā)電機組帶來一系列問題，電廠應(yīng)不斷提高清潔燃煤技術(shù)水平，響應(yīng)我國節(jié)能減排、環(huán)境與資源保護政策。筆者對某1 000 MW火電機組中速磨煤機直吹制粉系統(tǒng)進行了調(diào)整試驗，在兼顧鍋爐效率的前提下，研究了調(diào)整制粉系統(tǒng)出力與磨煤機轉(zhuǎn)速對機組負荷適應(yīng)性的影響[2-5]。

1 制粉系統(tǒng)調(diào)整試驗

1.1 冷態(tài)一次風速測量及調(diào)平試驗

在機組大修期間機組處于停運狀態(tài)，啟動送風機、引風機及一次風機，維持鍋爐爐膛負壓(-100 Pa左右)穩(wěn)定，開啟磨煤機入口冷風門，調(diào)節(jié)磨煤機入口風質(zhì)量流量，使用標準皮托管按照等截面圓環(huán)法在每臺磨煤機出口4根一次風管道上對一次風速進行測量，結(jié)果見表1[偏差因數(shù)=(實測一次風速-平均一次風速)/平均一次風速]。

表1 冷態(tài)一次風速偏差結(jié)果

表1表明：D磨煤機一次風速偏差因數(shù)較大，D3偏差因數(shù)為+20.86%，D4偏差因數(shù)為-15.46%；A、B、C、E、F磨煤機一次風速基本是持平的，偏差因數(shù)均在±5%。鑒于D磨煤機一次風速偏差因數(shù)較大，因而利用可調(diào)縮孔對其進行了調(diào)整，調(diào)平后試驗結(jié)果見表2。

表2 D磨煤機冷態(tài)一次風調(diào)平試驗結(jié)果

表2表明：D磨煤機一次風速經(jīng)過調(diào)平，最大一次風速偏差因數(shù)為-6.33%，略顯偏大，由于D4可調(diào)縮孔卡澀，不能進一步調(diào)整?？傮w上，經(jīng)過一次風調(diào)平試驗，鍋爐各臺磨煤機一次風速偏差因數(shù)相差不大，能夠滿足鍋爐熱態(tài)運行要求。

1.2 熱態(tài)一次風量標定試驗

在磨煤機投煤運行狀態(tài)，對各臺磨煤機入口風質(zhì)量流量進行了測量，得出了各臺磨煤機風量的標定系數(shù)(表盤質(zhì)量流量與實測質(zhì)量流量之比)，試驗結(jié)果見表3。

表3 磨煤機入口風質(zhì)量流量標定試驗結(jié)果

1.3 磨煤機加載油壓特性試驗

在C、F磨煤機上分別進行了磨制宜南煤和濟源煤時的變加載油壓特性試驗，試驗時維持磨煤機的出力、分離器轉(zhuǎn)速和入口風質(zhì)量流量不變，改變磨煤機加載油壓，試驗結(jié)果見表4(R200、R90為煤粉分別通過孔徑為200 μm、90 μm的標準篩，殘留在篩子上煤粉的質(zhì)量與篩分前煤粉總質(zhì)量的百分比)、表5。

表4 C磨煤機加載油壓特性試驗結(jié)果

表5 F磨煤機加載油壓特性試驗結(jié)果

C磨煤機在磨制宜南煤時，隨著加載油壓由6.4 MPa逐漸下降至5.5 MPa、4.8 MPa，R90由8.0%上升到8.2%、8.4%，變化不大；磨煤機單耗分別為10.3 kW·h/t、10.0 kW·h/t、9.8 kW·h/t，呈逐漸降低趨勢。F磨煤機在磨制濟源煤時，隨著加載油壓由6.7 MPa逐漸下降至6.0 MPa、5.5 MPa，R90分別為7.6%、9.2%、11.0%，煤粉細度有所升高；磨煤機單耗分別為9.0 kW·h/t、8.8 kW·h/t、8.4 kW·h/t，也呈逐漸降低趨勢。

根據(jù)上述試驗結(jié)果可以看出：加載油壓變化對煤粉細度影響不大，提高加載油壓，磨煤機單耗增大，從降低磨煤機單耗角度考慮，應(yīng)該適當降低加載油壓。加載油壓過高，容易引起磨煤機振動；但加載油壓太低，會對磨煤機的最大出力有一定影響。綜合考慮，建議磨煤機出力在75 t/h左右時，將磨煤機加載油壓控制在5.50 MPa左右。

2 電負荷變化的煤粉細度調(diào)整試驗

2.1 1 000 MW電負荷

在1 000 MW電負荷下、鍋爐燃用試驗煤1時，為考察R90變化對鍋爐運行經(jīng)濟性的影響，分別設(shè)置各運行磨煤機的分離器轉(zhuǎn)速為500 r/min、450 r/min和400 r/min進行了一組煤粉細度調(diào)整試驗，結(jié)果見表6(磨煤機投運方式為A、B、C、D、E、F)。

根據(jù)上述試驗，R90為11.0%左右時，鍋爐效率僅能達到92.76%，將R90降低至8.3%時，鍋爐效率可達到93.19%。因此，為使鍋爐具有效率達到94.0%的能力，R90還應(yīng)適當降低。試驗過程中，提高磨煤機分離器轉(zhuǎn)速會影響到磨煤機出力和鍋爐穩(wěn)定帶負荷能力，故未進行進一步降低R90的試驗。

表6 1 000 MW電負荷煤粉細度調(diào)整試驗結(jié)果

2.2 750 MW電負荷

在750 MW電負荷下、鍋爐燃用試驗煤2時，為考察R90變化對鍋爐運行經(jīng)濟性的影響，分別設(shè)置各運行磨煤機的分離器轉(zhuǎn)速為500 r/min、450 r/min和400 r/min進行了一組煤粉細度調(diào)整試驗，結(jié)果見表7(磨煤機投運方式為A、B、C、D、F)。

表7 750 MW電負荷煤粉細度調(diào)整試驗結(jié)果

表7(續(xù))

根據(jù)上述試驗，R90為10.0%左右時，在中等電負荷下，由于鍋爐的運行O2體積分數(shù)較滿負荷時提高約0.5百分點，鍋爐效率已能達到93.85%，將磨煤機分離器轉(zhuǎn)速保持在較高的500 r/min左右仍是必要的。

2.3 500 MW電負荷

在500 MW電負荷下、鍋爐燃用試驗煤3時，為考察R90變化對鍋爐運行經(jīng)濟性的影響，分別設(shè)置各運行磨煤機的分離器轉(zhuǎn)速為500 r/min、450 r/min和400 r/min進行了一組煤粉細度調(diào)整試驗，結(jié)果見表8(磨煤機投運方式為A、D、F)。

表8 500 MW電負荷煤粉細度調(diào)整試驗結(jié)果

表8(續(xù))

根據(jù)上述試驗，R90為10.0%左右時，由于鍋爐的運行O2體積分數(shù)較滿負荷時提高約2.0百分點，鍋爐效率能達到93.69%，接近設(shè)計值，在低電負荷時，磨煤機分離器轉(zhuǎn)速保持450 r/min左右即可達到較高的鍋爐效率，較中、高電負荷時有所下降。

3 結(jié)語

筆者對制粉系統(tǒng)的各項指標進行了特性試驗，確定了最佳工況，在此基礎(chǔ)上對不同電負荷下的煤粉細度對鍋爐各項運行參數(shù)的影響進行測量，確定鍋爐良好的運行工況，所得主要結(jié)論如下：

(1) 在不同電負荷下，隨著R90下降，鍋爐效率升高、脫硝入口NOx質(zhì)量濃度下降，在中、高電負荷時R90變化對鍋爐效率的影響較大。在磨煤機分離器轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，R90能夠降低至設(shè)計值以下，但從鍋爐效率達標的角度考慮，不要過度降低R90。

(2) 考慮到運行中的煤質(zhì)波動，為保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟性，建議磨煤機應(yīng)該具有使R90達到6%的能力，建議選取性能優(yōu)良的磨煤機并加強檢修維護，以保證煤粉細度。