張憲東，劉建航，劉玉亮

（國家能源集團山東菏澤發(fā)電有限公司，山東 菏澤 274032）

0 引言

雙進雙出磨煤機是火力發(fā)電廠廣泛采用的一種制粉設備，具有生產(chǎn)效率高、研磨煤種范圍廣和不受異物影響等優(yōu)勢［1］。但是磨煤機運行過程中存在一定的問題，有時出力不均勻，低負荷富裕余量大，功耗大，摻燒其他煤種時經(jīng)常發(fā)生堵煤等現(xiàn)象，磨煤機運行中應保持合適的料位，如果料位過高，會造成磨煤機滿磨冒粉。因此，優(yōu)化“W”型火焰鍋爐磨煤機運行方式，對深挖機組節(jié)能潛力、降低機組輔機耗電率具有十分重要的意義。

1 基本概況

某電廠兩臺機組為300 MW“W”型火焰燃燒方式鍋爐。鍋爐為單爐膛、平衡通風、一次中間再熱、亞臨界參數(shù)自然循環(huán)鍋爐，蒸發(fā)量為1 025 t/h，鍋爐設計煤種為85%無煙煤及15%半無煙煤。鍋爐燃燒系統(tǒng)由制粉及分離裝置、燃燒器及噴口、風煙系統(tǒng)及輔機、爐膛及燃燒室等組成。鍋爐配備正壓直吹式制粉系統(tǒng)，由2臺密封風機、2臺離心式一次風機、3臺雙進雙出磨煤機、6臺皮帶式給煤機組成，每臺磨煤機的一端分別對應一組燃燒器，3臺磨煤機的制粉能力為鍋爐MCR時所需煤量的120%。磨煤機、煤粉燃燒器的布置和結構如圖1所示。

圖1 磨煤機和燃燒器布置

2 存在問題及分析

原直吹式雙進雙出鋼球磨煤機料位測量使用電耳噪音測量系統(tǒng)，其原理為通過測量噪聲水平，利用電耳產(chǎn)生音頻信號，由于內(nèi)部噪音與煤的硬度、鋼球的大小、一次風速、一次風量等外部環(huán)境有關，與內(nèi)部煤粉量的多少并不成線性關系，容易造成高負荷帶不上去，低負荷降不下來，因機組負荷脫離AGC指令曲線而受到調(diào)度細則考核［2］。在深入研究磨煤機料位檢測的基礎上，提出了料位差壓法與噪聲電耳法相結合的計算料位綜合檢測方法。低負荷低料位階段投用電耳料位測量，差壓法測量值作為參考，高負荷高料位階段采用差壓自動，電耳測量值作為參照。采用計算料位綜合檢測后，磨煤機出力自動投入率大幅度提高，使磨煤機料位工作在較為理想的狀態(tài)下，實現(xiàn)了磨煤機低功耗、低磨損［3］。

目前，正常情況下該機組3臺磨煤機全部運行，低負荷時段通過降低料位和一次風壓來滿足燃燒需要，滿足AGC投入條件，以減少“兩個細則”的考核。但在實際運行中發(fā)現(xiàn)，磨煤機電耳料位一直存在顯示不準確的問題，一旦實際料位高于電耳料位靈敏區(qū)，就會出現(xiàn)料位顯示值不變或者稍微降低的情況，導致在給煤量自動投入的情況下給煤量一直增加，出現(xiàn)磨煤機滿磨冒粉污染環(huán)境的問題。2018年5月28日，4號爐C磨煤機給煤量投料位自動運行，實際料位上升，電耳顯示料位下降，在料位定值不變的情況下，給煤量一直自動增加，導致磨煤機滿磨，給生產(chǎn)現(xiàn)場較大的污染，嚴重影響生產(chǎn)運行。

3 解決方法與措施

在磨煤機投入自動運行程序后，采用計算料位進行輔助監(jiān)測，以避免滿磨現(xiàn)象在發(fā)生。計算料位就是把磨煤機從空磨到滿磨的變化過程看作一個調(diào)節(jié)門從全開到全關的過程。這樣，對應每一個料位值，一個一次風壓就對應一個一次風流量，在一次風壓和一次風流量坐標中就能得到一條最佳等料位曲線［4］。以運行人員長期運行經(jīng)驗為基礎，通過加強對磨煤機料位相關參數(shù)的研究以及料位變化所呈現(xiàn)出來的磨煤機電流、一次風量風壓等相關系列參數(shù)變化分析，根據(jù)一次風流量與磨煤機入口風壓等參數(shù)的關系，通過一系列公式模擬計算出磨煤機料位最佳水平。

圖2 磨煤機運行滿磨時電耳料位變化

通過對大量歷史數(shù)據(jù)分析，找到一條接近滿磨的一次風流量與一次風壓力關系曲線作為100%料位曲線，一條空磨時的一次風流量與一次風壓力關系曲線作為0%料位曲線。

圖3 料位與一次風壓力、一次風流量關系

根據(jù)圖3中等料位曲線數(shù)據(jù)，運行中實時的一次風流量和一次風壓力就對應一個料位值，代入數(shù)學模型，得出最佳運行料位近似計算公式：

式中：Z為料位，%；X為磨煤機一次風流量，kg/h；Y為磨煤機入口一次風壓力，kPa。

4 效果分析

經(jīng)過兩個多月的運行數(shù)據(jù)優(yōu)化調(diào)整分析，磨煤機計算料位運行效果較好，基本上解決了磨煤機滿磨現(xiàn)象的發(fā)生。例如，在實際運行過程中，4號爐B磨煤機隨著給煤量不斷增加，計算料位同步升高，磨煤機出口溫度同步降低，電耳料位幾乎不變后期還有降低，說明計算料位更能反映磨煤機真實料位變化趨勢，磨煤機計算料位測算見圖4。

通過計算料位在磨煤機中的應用：1）機組負荷響應能力得到大大提升，機組AGC投入率得到大幅度提高；2）一次風流量降低，煤粉細度變細，保證了鍋爐著火穩(wěn)定，同時降低了飛灰可燃物，提高了鍋爐效率，降低了供電煤耗；3）料位精準控制后，同等工況下一次風流量降低20%，制粉系統(tǒng)管路磨損率降低，制粉系統(tǒng)設備檢修周期可適當延長，為機組安全穩(wěn)定運行提供了安全保障［5］。

從五值小指標競賽情況看，制粉系統(tǒng)耗電率比計算料位應用前平均降低了0.2%，按二期單機組年發(fā)電量16.5億kWh，供電上網(wǎng)價格0.38元/kWh計算，為公司產(chǎn)生經(jīng)濟效益125.4萬元。

圖4 B磨煤機計算料位測算

5 結語

計算料位作為磨煤機料位監(jiān)測的補充手段，對于磨煤機料位測量有重要意義。不僅能在正常增減工況下出現(xiàn)的料位測量失準做出及時修正；而且在增減負荷的過程中，能夠有效地對料位過調(diào)做出準確判斷，作為磨煤機的料位測量補充。在實際運行中，通過合理控制調(diào)節(jié)，精心監(jiān)視和操作，對鍋爐乃至整個機組的安全運行有重要意義。

通過磨煤機計算料位的應用后，二期兩臺機組6臺磨煤機基本避免了磨煤機滿磨冒粉現(xiàn)象的發(fā)生，在很大程度上減輕了生產(chǎn)環(huán)境的污染，提高了機組的環(huán)保水平；尤為重要的是，在很大程度上減少了運行人員對磨煤機料位的時刻關注程度，把更多的精力用在對其他運行設備的優(yōu)化調(diào)整上，提高了機組安全經(jīng)濟穩(wěn)定運行水平。