制粉系统优化运行分析

制粉系统优化运行分析

摘要:本文从影响制粉系统出力的因素出发结合实际情况,分析探讨如何提高制粉系统出力,达到节约厂用电的目的。

关键词:制粉出力优化

1 前言

在电力市场竞争日益激烈的情况下,不但要求多发电,而且在节能降耗方面也提出了更高的要求。某发电厂深入挖掘自身潜力,在节能降耗提高效率方面作出了极大的努力。对锅炉而言节约厂用电的主要手段即为提高制粉系统出力,减少制粉系统的运行时间。本文以#4炉为例对如何提高制粉系统出力,节约厂用电进行探讨。

下面是#4炉制粉系统设备概况:#4炉制粉系统为中间储仓式热风送粉,两台DTM290/420型低速钢球磨磨煤机,配两台滚筒式给煤机,用热风做干燥剂,部分乏气经磨煤机再循环作为干燥剂送入磨煤机,另一部分作为三次风送入炉膛。

磨煤机的规范及参数(如表1)。

2 影响制粉出力的因素

影响制粉出力的因素有很多,并且很复杂,因该系统是一个典型的多输入、多输出、强耦合、非线性、大惯性的系统。在实际运行我们

发现要想得到最佳制粉出力必须协调好磨煤出力、干燥出力、通风出力三者关系。主要涉及到以下几个参数:

(1)磨煤出力:在运行中主要控制量有钢球控制(钢球装载量、钢球规格、磨煤机空载电流)、负荷控制(存煤量、磨煤机运行电流)。

(2)通风出力:在运行中主要控制量有排粉机运行电流、煤粉细度(R90)、粗粉分离器挡板角度、排粉机入口挡板开度、磨入口负压、磨出入口压差。

(3)干燥出力:在运行中主要控制量磨出口温度、磨热风门开度、再循环门开度、磨冷风门开度。

3 最佳制粉出力的确定

最佳制粉出力就是指单位能耗最小的制粉出力,单位能耗是指单位电耗以及其它损耗,而其中最大的是电耗。制粉系统的三大耗电设备是给煤机、磨煤机、排粉机,三大设备耗电总量与制粉总量比值就是所谓的制粉单位电耗,在实际运行中,要力求制粉单位电耗最小,从而做到最佳。决定制粉单位电耗的因素有二个,分别是耗电量和制粉量,而这两个量都和磨煤机的工作特性有关,分别对应磨煤机的钢球量(空载电流)、存煤量(运行电流)。

4 钢球磨煤机工作特性分析

影响磨煤机制粉能力大小的两个主要的因素是钢球量及磨内存煤量,下面进行具体分析。

4.1 如何确定钢球装载量与钢球规格

在一定范围内,随着筒内钢球量Gq的增大,磨煤出力BM增加,磨煤功率NM也增加,磨煤单位电耗EM也会稍有增加。同时由于增加了钢球量,必须加强通风来及时带走磨制的煤粉,但通风单位电耗Etf 是下降的。综合起来,制粉单位电耗ΣE有所下降,但当钢球装载量增加到一定程度后,由于钢球充满程度大,使钢球落下的有效空间减小,撞击作用减弱,而使磨煤机出力增加缓慢,而这时磨煤机功率增加并不减缓,因而磨煤单位电耗将有显著增加。所以当钢球装载量超过一定限度,制粉单位电耗ΣE将增加。其关系如图1。

由此可见,对应一定煤种及一定型号磨煤机有一最佳钢球装载量,对于#4炉来说为30吨。钢球直径的选择应以电耗和金属损耗的总费用最小为原则,在运行中钢球逐渐被磨损,直径变小,因此必须定期补加钢球,以免降低钢球装载量影响出力。此外,每隔一段时间应筛选筒内钢球,把直径小于15mm的钢球换掉。

4.2 如何确定载煤量

钢球磨煤机在燃煤电厂中应用非常广泛,不同的钢球磨结构上存

在一定的不同,但它们之间都存有一定的共性。一般情况下增加筒内载煤量,磨煤出力也相应增加,但增加到一定限度后,磨煤出力不再增加反而降低,同理对钢球磨煤机工作特性的深入分析我们发现磨煤机音频信号是随着磨煤机内存料量的增加而递减的,为了方便起见,在音频变送器中对信号进行了简单的处理,把递减的音频特性曲线转换成递增的曲线,这时信号大就表示磨煤机内的存料量多。

其关系如图2。

曲线1为功率特性,曲线2为出力特性,曲线3为音频特性,曲线4为处理后音频特性。由图2的可以得到以下一些结论:(1)磨煤机的最大出力点就是图中的f2点;(2)在磨煤机的运行中,当其存料量较少时,钢球相互碰撞导致磨煤机噪音信号较强,随着存料量不断增加,钢球间的空隙逐渐被物料填满,因而磨煤机噪音信号逐渐减弱,当磨煤机出力达到最大时(即f2点),钢球间填满了物料,噪音信号也就基本不变了,反映在图中曲线3,噪音信号变得非常平坦,反映了达到最大出力点后变换率很小这一特性;(3)磨煤机的运行范围可以划分为3个区间,即图中显示的I、II、III区间。可以发现II区间是最佳的运行区域,并且应该尽量使磨煤机的工作点向f2点靠拢。

5 制粉系统运行优化措施

针对以上的分析,我们对#4炉制粉系统进了相应的优化,主要是安装了磨音传感系统,并且对其它的相关参数及操作进行了规范,实现了制粉系统的自动控制。具体如表1所示。

5.1 制粉系统优化运行参数表

5.2 制粉系统优化运行操作说明

(1)制粉系统运行参数新增加了磨煤机负荷值(料位),磨煤机负荷表示磨煤机筒体内的存煤量水平,该值越大表示磨煤机实际存煤量越多,用百分数形式表现。(2)制粉系统给煤自动的投入方法:制粉系统正常运行过程中,随时可以投入给煤自动,当负荷实际值与设定值偏差较大时,给煤机转速会有较大调节波动,接近于60%～75%定值水平时、

运行状态逐渐保持稳定。(3)制粉系统磨机负荷控制定值为60%～75%,投入给煤自动控制后,将根据煤质变化影响制粉出力的情况下,自动调整给煤机给煤量,始终处于最佳磨煤出力运行工况。(4)在磨内存煤量保持稳定的情况下,磨煤机运行电流的变化反映钢球的磨损情况。制粉系统投入给煤自动控制,稳定运行时的磨煤机电流平均值为49A左右,当磨电流比平均值低于1A时,及时添加800～1000个(1吨)直径60mm的钢球,恢复49A的运行水平,平时不用进行钢球的添加。(5)热风门的作用是维持磨出口温度保持稳定。磨煤机出口温度控制范围为70℃±5℃,制粉系统正常运行过程中,根据煤质变化影响干燥出力的情况下,运行人员应及时手动调整热风门开度,改变磨入口温度来维持磨出口温度保持在控制范围内,确保系统的干燥出力始终处于最佳水平。(6)再循环风门的作用是维持磨入口负压保持稳定。磨煤机入口负压控制范围为－250Pa－450Pa,制粉系统正常运行过程中,根据热风门开度变化影响系统通风量的情况下,运行人员应及时手动调整再循环风门开度,以维持磨入口负压保持稳定。(7)冷风门的作用是当磨煤机停止运行时,冷风门全开,热风门关闭,起导风降温的作用,正常运行过程中冷风门不参与调节,处于完全关闭的状态。(8)排粉机运行电流的大小,反映制粉系统通风量的水平,目前调整为26A,正常运行过程中不需要进行调整,以保证系统通风量的稳定。(9)粗粉分离器挡板调节的作用是当制粉系统通风量保持稳定的条件下,用来控制煤粉细度的。当煤质发生较大变化时,可适当进行调整。(10)控制系统设置了越限保护回路,磨机出入口压差上限为4500Pa,当出现越限保护动作