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        雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)整研究

        2023-11-27 13:08:10劉希健張中正
        機電信息 2023年22期

        劉希健 張中正 申 旭

        (山東中實易通集團(tuán)有限公司,山東濟(jì)南 250000)

        0 引言

        家用電器及新能源汽車的普及,促使用電需求量越來越大,這有效促進(jìn)了電廠的發(fā)展。目前火電裝機容量占到全部發(fā)電裝機容量的52%,我國火電廠主要為燃煤機組,本文主要介紹了燃煤機組配備的雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機的靜態(tài)調(diào)整工作。

        1 雙進(jìn)雙出磨煤機技術(shù)參數(shù)

        燃用低揮發(fā)分貧煤時,宜選用雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)[1]。本工程燃用山西沁水煤田的貧煤,采用雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統(tǒng),其技術(shù)性能參數(shù)如表1所示。

        表1 技術(shù)性能參數(shù)表

        2 雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機保護(hù)設(shè)置

        熱工保護(hù)系統(tǒng)是設(shè)備主要組成部分,其可靠性會影響到設(shè)備運行安全性、可靠性[2],根據(jù)磨煤機設(shè)備說明書、系統(tǒng)圖等,由業(yè)主、調(diào)試、設(shè)備廠家共同討論制定如下邏輯保護(hù)條件。

        2.1 磨煤機啟動允許條件

        潤滑油系統(tǒng)正常、大齒輪密封風(fēng)機運行、吹掃風(fēng)電動擋板門全關(guān)、任一一次風(fēng)機、密封風(fēng)機允許、磨慢傳電機未運行、MFT已復(fù)位且無磨跳閘條件、磨軸承和電機溫度正常、給煤機全停且給煤機出口門全關(guān)、磨煤機容量風(fēng)門和旁路風(fēng)門開度合適、磨出口煤粉管道快關(guān)門已開、煤層點火允許、磨點火能量滿足、磨煤機冷熱一次風(fēng)電動門全開。

        2.2 磨煤機跳閘條件

        MFT動作、一次風(fēng)機全停、潤滑油系統(tǒng)供油壓力低低、低壓潤滑油泵全停、磨煤機運行10 s主減速機潤滑油系統(tǒng)供油壓力低、磨煤機主電機定子溫度高高、分離器出口溫度高高、磨投運煤層火焰喪失、磨煤機運行3 min內(nèi)點火能量不滿足、磨煤機投運分離器出口門關(guān)。

        3 靜態(tài)調(diào)整試驗要點

        靜態(tài)調(diào)整主要包括:系統(tǒng)閥門、聯(lián)鎖、報警、保護(hù)、啟停等傳動試驗;磨煤機滅火防爆系統(tǒng)調(diào)試;磨煤機干油噴射系統(tǒng)調(diào)試;最佳鋼球加裝量計算及加裝;潤滑油系統(tǒng)油壓油量確認(rèn);分離器工作轉(zhuǎn)速核對;各部位的通風(fēng)阻力校正;磨煤機入口容量風(fēng)及旁路風(fēng)風(fēng)量測量元件、一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速測量元件系數(shù)校驗標(biāo)定;測定出口風(fēng)粉管道內(nèi)風(fēng)量均勻性及調(diào)平試驗;進(jìn)行給煤機轉(zhuǎn)速及煤稱量裝置校驗。

        3.1 一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)量均勻性測定與調(diào)平試驗

        在冷態(tài)下調(diào)節(jié)一次風(fēng)管上的縮孔,使各一次風(fēng)管最大風(fēng)量相對偏差(相對平均值的偏差)值≤5%[3]。最大風(fēng)量相對偏差值計算公式如下:

        式中:ΔQmax為最大風(fēng)量相對偏差;Qt,max(min)為偏差最大(最?。┑囊淮物L(fēng)管風(fēng)量;為風(fēng)量平均值。

        圖1為A磨煤機調(diào)平試驗結(jié)果,冷態(tài)調(diào)平前一次風(fēng)管最大風(fēng)量相對偏差為16.18%,通過調(diào)節(jié)安裝在各一次風(fēng)管上的縮孔開度分配調(diào)整各粉管風(fēng)量,調(diào)整后一次風(fēng)管最大風(fēng)量相對偏差為2.32%。

        圖1 A磨煤機一次風(fēng)粉管調(diào)平試驗

        3.2 最佳鋼球加裝量計算及加裝

        根據(jù)表1所示MGS4366雙進(jìn)雙出筒式磨煤機技術(shù)參數(shù)進(jìn)行如下計算:磨煤機體積V(m3):

        式中:D為磨煤機直徑;L為磨煤機長度。

        計算得V=95.57 m3。

        磨煤機筒體的臨界轉(zhuǎn)速ncr(r/min):

        計算得ncr=20.52 r/min。

        最佳鋼球裝載系數(shù)φb,opt:

        計算得φb,opt=0.19。

        最佳鋼球裝載量Bb,opt(t):

        式中:ρb為鋼球堆積密度,對篩選過的鋼球取4.9 t/m3。

        計算得Bb,opt≈88.98 t。

        根據(jù)計算結(jié)果,與業(yè)主、磨煤機廠家進(jìn)行研討,決定加入90 t直徑為φ30、φ40、φ50的1:1:1比例混合后的鋼球,每次加入15 t后進(jìn)行試轉(zhuǎn),記錄磨煤機電流,并畫出鋼球裝載量與電流的關(guān)系曲線,結(jié)果如圖2所示。

        圖2 A磨煤機鋼球裝載量與電流關(guān)系曲線

        后期磨煤機運行中鋼球由于磨損質(zhì)量不斷減小,應(yīng)定期補充鋼球至最佳鋼球量,以恢復(fù)磨煤機的磨制能力[4]。

        對于大多數(shù)煤種(HGI在50左右),鋼球磨損速度一般為0.03 kg/(h·t)左右[5],建議采取少量多次的加鋼球方式,當(dāng)R200偏大時,需要加一定量的小鋼球,保證磨煤機空載電流保持平穩(wěn),確保鋼球的裝載量始終保持在最佳水平。

        3.3 磨煤機回轉(zhuǎn)式分離器轉(zhuǎn)速核對

        本爐配備了新型低氮旋流煤粉燃燒器,低氮燃燒器是通過分級配風(fēng)來降低NOx排放量的,其抑制NOx的方法是通過減少燃燒器噴口的理論空氣量,在燃燒器噴口附近形成濃燃料燃燒區(qū),降低燃燒區(qū)的氧濃度,也就降低了燃燒區(qū)的溫度,從而在燃燒區(qū)使NOx的生成量減少[6]。

        主燃燒區(qū)域欠氧燃燒會導(dǎo)致煤粉顆粒不能完全燃盡,造成飛灰可燃物含量升高。為使煤粉更容易燃燒,就要控制煤粉細(xì)度合理,此時回轉(zhuǎn)式分離器的調(diào)試至關(guān)重要。靜態(tài)調(diào)試時繪制分離器轉(zhuǎn)速與頻率關(guān)系曲線如圖3所示,為磨煤機投運后煤粉細(xì)度的調(diào)整奠定基礎(chǔ)。

        圖3 A磨煤機分離器轉(zhuǎn)速與頻率關(guān)系曲線

        磨煤機啟動初期分離器轉(zhuǎn)速控制在150~160r/min,正常運行后控制在130~150 r/min為宜,根據(jù)燃燒狀況、飛灰含碳量進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

        3.4 磨煤機一次風(fēng)量控制方案

        磨煤機一次風(fēng)量為進(jìn)入磨煤機的容量風(fēng)量和旁路風(fēng)量之和。根據(jù)負(fù)荷,保證磨出力的同時保證粉管煤粉速度,因此磨一次風(fēng)、容量風(fēng)、旁路風(fēng)風(fēng)量要成適當(dāng)比例控制。

        一次風(fēng)量與磨煤機出力的對應(yīng)關(guān)系應(yīng)符合圖4,一次風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速在20~25 m/s,磨煤機入口溫度保證在205~285 ℃,磨煤機分離器出口溫度根據(jù)煤的揮發(fā)分進(jìn)行調(diào)整,溫度控制在105~115 ℃。

        圖4 一次風(fēng)與磨煤機出力關(guān)系曲線

        雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機可以在給煤機斷煤、堵煤、故障及磨煤機一側(cè)堵煤等設(shè)備異常情況下使用,并根據(jù)機組負(fù)荷調(diào)整的需要進(jìn)行不同的組合匹配,具有較強的適應(yīng)能力[7]。磨煤機單進(jìn)雙出、單進(jìn)單出運行時,可適當(dāng)調(diào)節(jié)兩側(cè)容量風(fēng)及旁路風(fēng)擋板的位置,避免兩側(cè)分離器出口溫度偏差過大,盡快恢復(fù)正常運行方式。

        4 制定雙進(jìn)雙出磨煤機啟動與停運步驟

        4.1 磨煤機啟動步驟

        1)檢查磨煤機開機許可條件已具備,確認(rèn)磨煤機一次混合風(fēng)、冷一次風(fēng)、熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板、分離器出口擋板、煤粉管道吹掃風(fēng)電動插板門、燃燒器入口煤粉管道氣動插板門、給煤機出入口電動閘板門均在關(guān)閉狀態(tài)。磨煤機高、低壓潤滑油系統(tǒng)運行正常。

        2)啟動磨煤機螺旋分離器電機,調(diào)整磨煤機螺旋分離器電機轉(zhuǎn)速至正常范圍。

        3)打開磨煤機1、2、3、4、5、6燃燒器入口煤粉管道手動插板門。

        4)打開磨煤機出口1、2、3煤粉管道吹掃風(fēng)電動插板門,吹掃1 min后關(guān)閉;打開磨煤機出口4、5、6煤粉管道吹掃風(fēng)電動插板門,吹掃1 min后關(guān)閉。

        5)置磨煤機1、2、3、4、5、6分離器出口氣動插板門開位。

        6)置磨、給煤機密封風(fēng)門開位,檢查確認(rèn)入口容量風(fēng)壓力與密封風(fēng)壓差>2 kPa。

        7)啟動磨煤機大齒輪密封風(fēng)機、大齒輪噴油裝置。

        8)打開磨煤機混合前冷一次風(fēng)、熱一次風(fēng)氣動隔絕門,調(diào)節(jié)磨煤機冷一次風(fēng)和熱一次風(fēng)氣動調(diào)節(jié)擋板,旁路風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)門在全開位置,調(diào)整一次風(fēng)量、風(fēng)溫,進(jìn)行暖磨。

        9)磨煤機出口溫度達(dá)到設(shè)定溫度80 ℃以上后,完成暖磨。

        10)啟動磨煤機主電機,延時5 min檢查兩臺高壓潤滑油泵自停。

        11)磨煤機冷一次風(fēng)和熱一次風(fēng)氣動調(diào)節(jié)擋板投入自動,維持容量風(fēng)門在最小開度。

        12)依次開啟給煤機出、入口電動閘板門,啟動給煤機并增加給定轉(zhuǎn)速,維持給煤量大于30 t/h,磨煤機建立差壓料位≤1 000 Pa。料位建立后,投入磨煤機料位自動。

        13)調(diào)節(jié)容量風(fēng)、旁路風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)擋板,提高磨煤機出力,滿足機組負(fù)荷需要。

        4.2 磨煤機正常停運步驟

        1)將磨煤機料位控制置手動,手動將給煤機轉(zhuǎn)速降低至最小值。

        2)關(guān)閉給煤機入口閘板門,在給煤機皮帶上沒有存煤后停止給煤機,關(guān)閉給煤機出口閘板門。

        3)將磨煤機熱/冷一次風(fēng)、入口容量風(fēng)氣動調(diào)節(jié)擋板置手動,根據(jù)磨煤機出口溫度,關(guān)小磨煤機熱一次風(fēng)氣動調(diào)節(jié)擋板至完全關(guān)閉,開大磨煤機冷一次風(fēng)氣動調(diào)節(jié)擋板維持風(fēng)量。

        4)磨煤機料位下降后,逐漸關(guān)小磨煤機入口容量風(fēng)氣動調(diào)節(jié)擋板,開大磨煤機旁路風(fēng)氣動調(diào)節(jié)擋板,控制一次風(fēng)量在正常范圍內(nèi)。根據(jù)容量風(fēng)量關(guān)小對應(yīng)燃燒器二次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板。

        5)磨煤機吹空后,停運磨煤機主電機,聯(lián)跳分離器電機、變頻器。

        6)檢查磨煤機高壓潤滑油泵自啟。

        7)關(guān)閉冷一次風(fēng)氣動調(diào)節(jié)擋板、混合風(fēng)關(guān)斷擋板、分離器出口擋板。

        8)分別將磨、給煤機密封風(fēng)門關(guān)閉。

        9)將磨煤機單個煤粉管道吹掃風(fēng)電動插板門依次打開吹掃管道。

        10)延時60 s關(guān)閉磨煤機煤粉管道吹掃風(fēng)電動插板門。

        11)停大齒輪罩密封風(fēng)機及噴油裝置。

        4.3 磨煤機急停步驟

        1)磨煤機主電機停運后,聯(lián)跳給煤機,停運磨煤機螺旋分離器電機。

        2)啟動兩臺磨煤機高壓潤滑油泵。

        3)分別將磨煤機熱/冷一次風(fēng)、入口容量風(fēng)氣動調(diào)節(jié)擋板置手動,將磨煤機熱一次風(fēng)氣動調(diào)節(jié)擋板全部關(guān)閉。

        4)關(guān)閉磨煤機各分離器出口擋板/冷一次風(fēng)、混合風(fēng)關(guān)斷擋板。

        5)非MFT工況下,置磨煤機出口1、2、3煤粉管道吹掃風(fēng)電動插板門全開,吹掃2 min后關(guān)閉;置磨煤機出口4、5、6煤粉管道吹掃風(fēng)電動插板門全開,吹掃2 min后關(guān)閉。

        6)兩臺高壓油泵啟動運行3 min后停止運行。

        7)停運磨煤機旋轉(zhuǎn)分離器、大齒輪罩密封風(fēng)機、大齒輪噴油裝置。

        5 制粉系統(tǒng)運行監(jiān)視與調(diào)整

        磨煤機作為主要輔機,投運后應(yīng)重點監(jiān)視其運行情況,調(diào)整運行參數(shù)在正常值內(nèi)。

        1)監(jiān)視磨煤機電機運行電流、各風(fēng)量、一次風(fēng)速、各處風(fēng)壓、料位差壓、出口溫度等各重要參數(shù),綜合判斷制粉系統(tǒng)運行狀態(tài)是否良好并采取相應(yīng)措施。

        2)加強就地巡視,檢查制粉系統(tǒng)無跑、漏粉的情況,發(fā)現(xiàn)制粉系統(tǒng)的異常情況采取相應(yīng)措施。

        3)定期檢查集控原煤斗料位與燃料主控室煤斗料位是否相符,原煤斗消防蒸汽系統(tǒng)各閥門方式正常。

        4)檢查給煤機無異常振動、噪聲,溫度正常,皮帶無撕裂跑偏現(xiàn)象。

        5)磨煤機潤滑油油箱油位介于高低限之間,油溫保持在25~35 ℃;磨煤機大瓦溫度低于60 ℃;檢查大齒輪噴油裝置工作正常,油量正常;大齒輪密封風(fēng)機運轉(zhuǎn)正常。

        6)定期對差壓、電耳料位進(jìn)行比較,如有較大偏差,應(yīng)及時聯(lián)系檢修吹掃磨煤機控制系統(tǒng)測量管線。

        6 結(jié)束語

        對雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機設(shè)置保護(hù)、進(jìn)行靜態(tài)調(diào)整試驗,可為磨機的啟動運行奠定基礎(chǔ),為機組并網(wǎng)發(fā)電創(chuàng)造有利條件。

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