阜新发电有限公司 辽宁省阜新市123000
摘要：随着近年来火电厂新建项目的不断增多以及电煤价格的日益走高, 发电企业面临着巨大的行业竞争压力, 燃料成本居高不下, 导致企业利润下降甚至经营亏损。发电企业只有通过内部深度挖潜, 节能降耗才能提高企业的竞争力。
关键词：制粉系统；燃料成本；优化调整；锅炉效率；
随着火电厂燃煤价格的持续走高, 提高锅炉效率是发电企业深度挖潜且提高企业竞争力的有效途径。制粉系统的优化调整对于提高锅炉效率至关重要。利用电站锅炉相关试验方法对火电厂制粉系统进行了调试, 分析了制粉系统调整对锅炉效率提高的影响, 为火电厂制定合理的技改方案提供依据。
一、火电厂制粉系统
火电厂制粉系统是煤粉锅炉的重要辅助系统,它的启停、运行的安全经济与否, 直接影响着锅炉运行的安全性和经济性, 进而影响整个电厂的安全、经济运行。火电厂制粉系统的主要设备由给煤机、磨煤机、排粉机、给粉机、风机、输粉管等设备构成。磨煤机的运行特性直接影响煤粉燃料特性, 影响锅炉燃烧效率, 因此, 制粉系统优化调试的重中之重就是对磨煤机进行优化调试, 确保其在最佳状态下运行。利用球磨机在不同的负荷状态下工作时, 通过麦克风检测磨煤机内的噪声水平来反映载煤量, 磨煤机内的煤量越多, 噪音越小;通过对磨煤机不同出力下轴承动态振动信号测试, 寻求振动与负荷的对应关系, 实现对磨煤机负荷测量。从实际的使用情况来看, 这两种方式在使用初期且煤种没有太大变化
的情况下, 可以运行得非常稳定, 一旦煤种变化较大时, 原煤种的标定结果就不再适用于新煤种, 制粉系统也就会因此变得不稳定起来。如今大部分燃煤电厂采用配烧方式, 煤种变化比较频繁, 频繁对传感器进行标定是不现实的, 因此, 不少电厂退出了自动寻优方式运行。煤种特性偏差越大, 其系数矩阵偏差就越大。
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二、火电厂制粉系统的优化调整对锅炉效率的影响
1.火电厂制粉系统优化调整试验。煤粉燃料细度直接影响锅炉燃烧效率高低。为了保证磨煤机出力及出粉细度均达到设计要求, 通过调节磨煤机分离器挡板开度、降低磨煤机通风量和调节磨煤机加载油压等方法来测试磨煤机出粉管煤粉细度。观察磨煤机电流的变化情况, 选择最优分离器挡板开度, 再调节煤粉细度。运行稳定后, 利用煤粉等速取样装置在调整磨煤机的出粉管道进行取样, 根据煤粉细度化验结果,对磨煤机的分离器挡板进行适当调整, 使得磨煤机的煤粉细度达到优化目标值。同时, 测算不同煤粉细度下的锅炉效率, 在其他工况条件不变的情况下, 分析了制粉系统的优化调整对锅炉效率的影响。通过优化调整制粉系统，选择磨煤机最佳煤粉细度，提高煤粉燃尽率，可以大大减少锅炉燃烧过程中的Q3，Q4热损失，有效提高锅炉热效率，在保证机组安全运行的前提下，制粉系统的优化调整对锅炉效率的提高有很大影响。综上所述，在关小磨煤机分离器挡板后，虽然能明显降低煤粉细度，提高煤粉均匀性，却使得磨煤机电流升高，磨煤机出力大大降低，在负荷工况下，只有磨煤机全部运行才能维持负荷工况，致使锅炉机组的安全性有所降低，因此，需要找到一个兼顾煤粉细度及磨煤机电耗、机组运行安全的最佳运行工况通过对火电厂制粉系统进行优化调整试验，对比制粉系统不同运行工况下的锅炉效率，分析制粉系统的调整对提高锅炉效率的影响，以确定制粉系统最佳运行工况。
2.给煤机及容量风门的控制。要实现制粉系统的自动控制, 关键在于如何实现给煤量的自动调节。某电厂采用振动式给煤机, 其给煤机电流与给煤量之间并没有一个严格的对应关系, 在相同工作电流的情况下, 给煤量大小因煤种和湿度等因素不同而异,而且该给煤量控制系统是一个纯滞后的大时滞系统, 因此给煤机的自动控制只能保证正确的趋势调整和相对稳定的调整动作, 而不能强求控制给煤量的变化精度。给煤机自动控制的传统方法是采用钢球磨煤机进出口差压信号来近似反映钢球磨煤机载煤量, 由于该信号受到筒内通风量的影响, 而且有延迟大的缺点, 故不能正确、及时地反应实际负荷。而应该采用由磨煤机出口温度、磨煤机进出口差压两冲量构成的闭环控制回路, 以出口温度为控制对象, 通过进出口差压的变化来快速修正给煤指令输出来实现自动控制。同时出口温度也受到热风门、再循环风门开度变化的影响, 但在风门开度不变的情况下, 出口温度的变化就能较有效地反映磨煤机的载煤量。另外, 配烧的各煤种的可磨性、含水量差异等因素都有可能导致系统出现不稳定的情况, 这是目前本控制系统的主要缺陷。当自动调节系统出现明显大幅振荡时, 说明该制粉系统当前设定参数已经与当前煤种特性不匹配了, 这种情况下就要求运行人员退出自动模式, 采用手动方式调整制粉系统至稳定状态或相对最佳状态运行, 再根据当前运行参数进行投自动运行, 然后通过小幅修改设定值来进行人工寻优。由于系统的投入, 磨煤机的负荷稳定性有了显著提高, 热风门及再循环风门也随之稳定, 不需要频繁调整, 从而使我们进行自动调整的基本条件得以实现。根据现有设计, 该控制系统不具备自动寻优功能, 若要寻找最优的出力点, 则需要人为定期破坏当前稳定运行状态, 这样, 该系统将自动达到一个新的稳态, 若该系统不能重新建立新稳态或在新工况下出现周期性振荡, 则表明该系统参数状态已超出制粉系统当前的最大出力范围, 需要人工回调设定参数状态。例如:降低磨煤机出口温度设定值则给煤量增加, 反之, 给煤量减少。运行人员通常采用修改磨煤机出口温度设定值来试探制粉系统在当前煤种情况下的最大出力点。
另外，对于采用双进双出制粉系统的电厂来说，派生的一些问题亟待解决。当发现磨煤机电流明显低于正常运行值，且持续下降，筒体压力逐渐升高时，可以开较大的一次风量对筒体进行吹扫，将产生的煤粉及时带走，直至磨煤机电流和筒体压力恢复正常后，在减少一次风量建立料位，如果磨煤机严重满煤，应停运两台给煤机，以较大的一次风量吹扫，观察电流及出口风压情况；原煤中的杂物是采煤运煤过程中的必然产物。在双进双出球磨机正压直吹式制粉系统中,原煤中的木块炮线杂草破布塑料纤维编织袋等杂物常常挂结在具有篦子功能的煤粉分离器折向挡板处和流通截面积变小的内锥套筒处。久而久之,易造成煤粉通道减小,制粉系统堵塞,流通受阻,出现通风阻力增大,煤粉均匀度下降,制粉系统出力下降,电耗增加,飞灰可燃物增大,煤耗上升,炉膛四角各层送粉不均或断续送粉等情况。如不及时清理堵塞,严重时甚会导致锅炉灭火,严重威胁到机组的安全稳定运行。
随着电力行业改革的进一步深化，今后发电企业的竞争必将更加激烈，而影响发电厂经济效益的是机组发电成本和上网电价。对于火力发电机组，要降低发电成本，必须提高机组的运行水平和热经济性，降低煤耗率，节约能源消耗。这就需要开发出能在线、定量地分析现行各种机组节能潜力大小和分布的系统，从而指导火电发电厂节能降耗。
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论文作者:马冰
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/8
标签：制粉论文; 系统论文; 磨煤机论文; 锅炉论文; 火电厂论文; 煤粉论文; 效率论文; 《当代电力文化》2019年第12期论文;