PDF《660 MW 机组锅炉制粉系统优化调整试验研究》

第27 卷第

5 期电站系统工程Vol.

27 No.5

2011 年9月Power System Engineering

22 文章编号:1005-006X(2011)05-0022-03

660 MW 机组锅炉制粉系统优化调整试验研究 江苏方天电力技术有限公司 邹磊梁绍华 岳峻峰 张恩先 黄磊摘要:针对某电厂

660 MW 超超临界锅炉排烟温度偏高的问题,进行了制粉系统优化调整试验,分析了磨煤机通风量、动态分离器 转速和液压油加载力对磨煤机工作特性的影响.同时定量分析了一次风量和磨煤机出口温度对排烟温度的影响.通过适当降低一次风量 和提高磨煤机出口温度,锅炉排烟温度偏高的问题得到了缓解. 关键词:制粉系统;

煤粉细度;

排烟温度 中图分类号:TK223.25 文献标识码:A Optimized Experimental Study of Pulverizing System for the 660MW Ultra Supercritical Boiler ZOU Lei, LIANG Shao-hua, YUE Jun-feng, et al. Abstract:In view of the problem of high exhaust gas temperature on the 660MW ultra-supercritical boiler in a power plant, optimized experiments of pulverizing system were conducted. The influence of some major factors such as the primary air flow rate, classifier rotation speed and the loading force on the operation characters of coal pulverizer had been studied. After that, the influence of the primary air flow rate and the outlet temperature of coal pulverizers on exhaust gas temperature had been analyzed quantitatively. The exhaust gas temperature could be decreased by reducing the primary air flow rate and improving the mill outlet temperature. Key words: pulverizing system;

coal fineness;

exhaust gas temperature 制粉系统是锅炉燃烧系统中的重要组成部分, 其运行状 况的好坏直接影响锅炉燃烧工况及锅炉热效率[1] .本文结合 某660 MW 超超临界锅炉制粉系统优化试验, 分析各因素对 制粉系统运行工况的影响,通过制粉系统的调整,使制粉系 统的运行工况趋于合理,同时降低锅炉的排烟温度,提高锅 炉运行的经济性.

1 研究对象 某电厂

1 号锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三菱 重工技术设计制造的 660MW 超超临界参数变压运行П型直 流炉,型号为 HG-2030/26.15-YM3,单炉膛、墙式切圆燃烧 方式.锅炉底渣采用干式排渣系统.制粉系统为正压直吹式 系统,配6台北京电力设备总厂引进德国 Babcock 公司技术 开发的 ZGM113G 配动态分离器型中速磨煤机;

BMCR 工况

5 台投运,1 台备用.ZGM113G 磨煤机主要特性参数见表 1. 表1ZGM113G 型磨煤机特性参数 项目设计数据 磨煤机实际出力(BMCR)/t・h-1 46.4 磨煤机最大计算出力(不考虑磨损)/t・h-1 62.63 磨煤机磨损后期保证出力/t・h-1 59.51 磨煤机磨损后期最小出力/t・h-1 14.88 磨机最大空气流量/kg・s-1 30.66 磨机最小空气流量/kg・s-1 20.43 通风阻力/kPa ≤6.54 磨煤机单位电耗/(kW・h)・t-1 6~10 该厂

1 号锅炉自投运以来一直存在排烟温度高的问题, 夏季

168 h 期间,高负荷时修正后[2] 排烟温度更是在

150 ℃ 以上,严重影响锅炉运行的经济性,同时对脱硫系统的安全 收稿日期:2011-04-21 邹磊(1985-),男,工程师,硕士.南京,211102 运行构成威胁. 在国内其它电厂同类型的锅炉上也存在着类 似的问题[3,4] .为掌握 ZGM113G 型中速磨煤机的工作特性 并定量分析磨煤机出口温度、 一次风量等参数变化对排烟温 度的影响,进行了制粉系统优化调整试验研究.试验煤种特 性见表 2. 表2煤种特性 项目试验煤种 设计煤种 全水分/% 18.5 13.93 灰分/% 9.65 7.39 挥发分/% 36.77 35.78 全硫/% 0.4 0.3 碳/% 60.19 64.33 氢/% 3.25 3.65 氮/% 0.88 0.64 氧/% 7.13 9.76 哈氏可磨系数

51 55 低位发热量/kJ・kg-1

21560 24450

2 试验结果分析 2.1 磨煤机通风量特性试验 磨煤机通风量的变化是通过改变对煤粉的携带能力和 干燥出力来影响磨煤机的运行特性[5] .合理的通风量为锅炉 安全稳定的运行提供了保障, 过大的通风量会使输粉管内风 速较高,煤粉着火推迟,燃烧不稳定,同时通风量过大,其 中掺入的冷风量也会增多,对锅炉排烟温度产生不利影响. 通风量偏小则可能会造成一次风粉管内煤粉的沉积. 试验过程中控制磨煤机出力为

48 t/h,动态分离器转速 置于 40%,液压加载力维持在

10 MPa,磨煤机进口显示一 次风量分别控制在

115 t/h、100 t/h 和93 t/h,磨煤机出口温 度控制在

75 ℃左右,试验结果如图

1 所示. 第5期邹磊等:660 MW 机组锅炉制粉系统优化调整试验研究

23 17

19 21

23 25

27 90

95 100

105 110

115 120 通风量/t?h-1 煤粉细度R

90 /% 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 煤粉均匀性指数 煤粉细度 煤粉均匀性指数 图1通风量与煤粉细度的关系 从图

1 看出,通风量对煤粉细度影响较大,在分离器转 速一定的情况下,煤粉细度 R90 随磨煤机进口一次风量增加 而明显变大.由于一次风量增加后,风环喷口处射流对煤粉 的携带能力提高,煤粉变粗.风量增加约

20 t/h,煤粉细度 R90 上升约 8%.煤粉均匀性指数随通风量的增加变化不大. 4.5 4.9 5.3 5.7 6.1 6.5

90 95

100 105

110 115

120 通风量/t?h-1 磨煤机阻力/kPa

40 42

44 46

48 50

52 54 磨煤机电流/A 磨煤机阻力 磨煤机电流 图2通风量与磨煤机阻力和电流的关系 从图

2 看出,磨煤机流动阻力随通风量的增加而减小, 但变化的幅度不明显. 通风量变化主要从两个方面影响磨煤 机阻力:一方面通风量增加,提高了磨煤机通风速度,增大 了风粉混合物的流动阻力;

另一方面由于风速的提高,增加 了风环喷口射流对煤粉的携带能力,使磨环上的煤层减薄, 从而减小了磨煤机阻力. 两方面对磨煤机流动阻力起到相反 的作用,从试验结果可以看出,后者的作用略大于前者.由 于磨环上的存煤厚度减小,磨辊的碾压能量降低,表现为磨 煤机电流随通风量的增加而降低. 2.2 动态分离器调节特性试验 试验过程中手动控制磨煤机出力为

48 t/h,液压加载力 维持在

10 MPa,磨煤机进口一次风量控制在

100 t/h 左右, 调整动态分离器转速分别为 31%、41%、52%和58%进行试 验.试验结果如图

3 所示. 由图

3 可见,动态分离器转速对煤粉细度调节作用明 显,煤粉细度随着动态分离器转速的升高而变小.动态分离 器转速从 31%增加到 58%时,煤粉细度 R90 从28.09%降为 13.68%,煤粉细度变化幅度较大. 从图

4 看出, 磨煤机阻力和电流均随着动态分离器转速 的升高而增大.这是由于动态分离器转速升高,分离出的粗 煤粉粒子增加,使得磨环上的煤层厚度增加,从而致使磨煤 机阻力和电流增加;

同时动态分离器转速升高后,风粉混合 物流经转子分离区域的流动阻力增加也会导致磨煤机通风 阻力增大. 从图

4 还可以看出, 当动态分离器转速从 51%增 加到 58%时,磨煤机阻力略有下降, 这可能是因为煤质的变 化引起了磨内煤层厚度减少所致.

12 14

16 18

20 22

24 26

28 30

30 35

40 45

50 55

60 动态分离器转速/% 煤粉细度 R

90 /% 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 煤粉均匀性指数 煤粉细度 煤粉均匀性指数 图3动态分离器转速与煤粉细度的关系 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

30 35

40 45

50 55

60 动态分离器转速/% 磨煤机阻力/kPa

43 45

47 49

51 53

55 磨煤机电流/A 磨煤机阻力 磨煤机电流 图4动态分离器转速与磨煤机阻力和电流的关系 2.3 液压加载力特性试验 磨煤机液压加载力的变化对煤质变化、 煤粉细度和磨煤 机出力等有一定的调节作用. 但若液压加载力过大会加速部 件的磨损和增加磨煤机电耗,过小又会影响磨煤机出力.合 适的加载力对于磨煤机安全稳定运行非常重要.试验过程 中,控制磨煤机出力为

48 t/h,磨煤机进口一次风量控制在

100 t/h 左右, 动态分离器转速置于 40%, 调整磨煤机液压加 载力分别为

10 MPa、

11 MPa 和12 MPa. 液压加载力与煤粉 细度的关系曲线如下图所示.

19 20

21 22

23 24 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 液压加载力/MPa 煤粉细度R

90 /% 图5液压加载力与煤粉细度的关系 4.2 4.3 4.3 4.4 4.4 4.5 4.5 4.........