降低制粉系统电耗

降低煤粉炉制粉系统电耗的措施
李建
摘要：本文针对热电公司480T/H煤粉炉的制粉系统电耗较高的问题，基于对制粉系统的深刻研究以及对制粉系统设备运行的客观分析，从运行参数控制和现场设备管理等方面入手，最大限度的找出造成制粉系统电耗高的原因，从而制定降低煤粉炉制粉系统电耗的有效措施并加以实施，以提高电厂效益。

关键词：分析降低制粉系统电耗措施
正文：
1 论文选题背景
唐山三友集团热电公司为集团的汽电能源基地，备有2台480t/h的煤粉炉，共有四套中间储仓式制粉系统，长期以来，制粉系统电耗高的问题一直制约着电厂效益的提高。

因此，本文以降低制粉系统电耗为主题，与读者共同探讨降低制粉系统电耗的方法。

2 制粉系统及相关设备简介
2.1 制粉系统的主要任务为锅炉制备合格的煤粉以供锅炉进行燃烧。

2.2 制粉系统简图
2.2 制粉系统主要设备介绍
2.2.1 原煤仓：储存原煤；
2.2.2 给煤机：为磨煤机提供原煤，保证原煤均匀的送入磨煤机中，热电公司煤粉炉配有四台皮带给煤机；
2.2.3 磨煤机：将原煤磨制成煤粉，热电公司配有四台筒形球磨机。

工作原理为：磨煤机通体转动时，桶内钢球和煤在离心力和摩擦力的作用下被提升到一定高度，由于重力作用而跌落，桶内原煤受到下落钢球的撞击作用以及钢球与钢球之间、钢球与护甲之间的挤压和碾磨作用而被破碎磨制成具有一定细度的煤粉；
2.2.4 粗分离：利用重力、惯性力、离心力的作用将合格的煤粉与不合格的煤粉分离，将不合格的煤粉通过回粉管送回磨煤机中继续磨制，还可以调节煤粉细度；
2.2.5 细分离：将煤粉与热风分离，将煤粉送到粉仓中储存，部分风粉混合物由排粉机送入炉膛中燃烧；
2.2.6 排粉机：为整个制粉系统提供动力，保证系统负压运行。

3 制粉系统电耗的定义及计算方法
3.1 制粉系统电耗即通常所说的吨汽磨电耗，是指锅炉每产生一吨蒸汽，磨煤机所耗费的电量，计算公式为：
吨汽磨电耗=一段时间内磨煤机的耗电量/该时间内的产汽量单位：度/吨汽
因为外界用汽量的多少决定锅炉的产汽量，为不可控因素，因此，降低制粉系统电耗的方法为降低磨煤机的耗电量。

4 制粉系统电耗高的原因分析及解决
4.1 问题分析
4.1.1 问题转化
由上可知，制粉系统电耗高的原因为磨煤机的耗电量高，即单位时间内制粉量少导致磨电耗升高，因此，解决制粉系统电耗高的问题可以转化为如何提高制粉效率。

4.1.2 问题汇总
通过实际生产及相关文献【1】【2】可知影响制粉系统制粉效率的因素主要有以下几点：磨煤出力、通风出力、干燥出力、煤粉细度、分离器效率低。

接下来，本文将结合热电公司4#炉制粉系统对以上几项问题展开分析。

4.2 实际问题分析
4.2.1 磨煤出力低的原因分析：
磨煤出力是指在单位时间内，在保证一定的煤粉细度的前提下，磨煤机磨制的原煤量。

磨煤出力与很多因素都有关系，包括磨煤机的型号、筒体转速、钢球装载量及钢球规格、磨煤机内部载煤量以及煤质等有关，其中运行中人为可控因素为钢球装载量及钢球规格、载煤量。

因此我们从实际运行中对以上两点进行控制性试验。

4.2.1.1 钢球装载量及钢球规格的确定
钢球的装载量直接影响磨煤机的墨磨煤效率，磨煤机内部钢球量多少通常用钢球的装载系数表示，其计算方法为：
钢球的装载系数Ψ=所装载钢球体积/磨煤机筒内容积
从磨煤出力与功率消耗两方面考虑，磨煤机单位电耗与Ψ0.3成正比，因此，在保证磨煤机出力够用的前提下，减少钢球装载量，可以提高运行的经济型。

钢球规格以及不同尺寸的搭配对磨煤出力也有较大的影响，因此在运行过程中，每个一段时间应加入一定量的新钢球。

我们通过试验以及与磨煤机厂联系确定，我公司钢球消耗率应为110g/吨煤，据此，我们对钢球的消耗率进行控制。

主要方法为，每隔一段时间，用钢球的出库量与该时间内的耗煤量作对比，得出结果逐渐向标准的110g/吨煤靠近。

4.2.1.2 载煤量的确定
磨煤机内部存煤量过少，会使噪声增加，磨煤机出力降低，并且还会加速钢球和钢瓦的消耗量；磨煤机内部存煤过多，会导致磨煤机出入口压差上升，系统通风量不足，造成磨煤机满煤事故。

为确定磨煤机的载煤量，我们通过实际操作发现，当磨煤机出力最大时，磨煤机出入口压差平稳，且磨煤机电流较高，继续加大给煤量时，磨煤机压差逐渐升高，继而迅速升高，磨煤机电流逐渐降低。

通过对四台磨煤机不同连续均匀给煤量的控制确定了磨煤机最大出力时的电流。

4.2.2 通风出力的确定
磨煤机磨制好煤粉后，需要大量的风量将煤粉携带走。

因此，制粉系统的通风量的大小，对制粉系统的出力有相当大的影响，在保证粗分离满足所需的煤粉细度的前提下，加大通风量可以携带更多的煤粉；如果通风量较低，尽管磨煤机能够磨制合格的煤粉，但没有足够的风量携带，磨煤机的实际出力还是降低了，制粉效率也不会升高。

因此我们必须要控制好制粉系统的通风量。

通过对制粉系统的研究可知，排粉机提供整套制粉系统的动力。

因此，控制好排粉机的出力以及磨煤机入口的负压，就能控制系统的通风量。

经运行调整试验以及锅炉相关设计数据【3】得到我公司磨煤机入口负压控制标准为-200Pa。

另外，制粉系统的漏风以及制粉系统管道、锁气器、木块分离器等部位的卡堵也会导致
通风出力的降低。

因此，消除制粉系统漏风和卡堵，保证系统的严密通畅运行，也是提高通风出力的必要措施。

4.2.3 干燥出力的确定
干燥出力是指磨煤系统在单位时间内，能将多少煤由最初的水分干燥到煤粉水分，影响干燥出力的因素主要有原煤的水分、热风温度以及干燥风量，其中原煤水分不考虑，而干燥风量在通风出力确定时已经确定，因此确定此点的关键在于控制好热风温度。

热风温度过低是时，会使煤粉湿度大大增加，继而导致制粉系统管道屋内温度低于露点温度，使煤粉黏在管道上，长时间积累不但会加大系统通风阻力，还容易引起煤粉自自燃；热风温度过高时，整个制粉系统内温度升高，当磨制挥发分较高的煤时，容易引起制粉系统爆燃。

因此，确定好热风温度范围，对整个制粉系统的安全运行有至关重要的作用。

根据实际运行情况以及相关规定的查询，最终确定我公司磨煤机出口风温应保持在60℃至72℃之间（褐煤不超过70℃）。

4.2.4 煤粉细度的确定
煤粉细度通常用R90表示，其数值越大表示煤粉越粗，反之表示越细。

一般来讲，煤粉细度大时，制粉系统的效率较高，但数值过大时影响燃烧。

因此，每台锅炉都对煤粉细度有较严格的规定，我公司制粉系统要求煤粉细度R90=18%-20%，按要求定期检查煤粉细度，勤调粗分离挡板，保证煤粉细度在正常范围内，在不影响燃烧的前提下，尽量提高煤粉细度，可提高制粉系统效率。

4.2.5 分离器效率低
制粉系统中包括粗粉分离器和细粉分离器，长时间的运行有可能使分离器的挡板、套筒等部位磨损或者卡到异物，使分离效率降低。

因此，在检修停炉期间，要及时对分离器内部进行检查，确保分离器正常运行。

5 采取措施后的效果对比
措施实施之后，为验证效果，本文引用了热电公司2014年煤粉炉每月平均吨汽磨电耗进行对比，统计结果如下：
2014年每月吨汽磨电耗统计表
月份 1 2 3 4 5 6
吨汽磨电耗（度/吨汽） 2.97 2.76 2.83 2.8 2.77 2.74
由上表可已看出，通过措施的制定和实施，2014年上半年的吨汽磨电耗大体呈下降趋势，数值由一月份的2.97度/吨汽降低至2.74度/吨汽。

6 结论
造成制粉系统电耗高的原因很多，本文通过对实际生运行的调节以及参考相关文献，找出了部分造成制粉系统电耗高的原因，针对性的制定并加以实施了一些对策，在降低制粉系统电耗的方面起到了很好的作用，使吨汽磨电耗降低了0.23度/吨汽，在节能降耗的道路上迈进了一大步。

参考文献
【1】于临秸等，锅炉运行值班员，中国电力出版社，2006，第二版，60-63
【2】甘肃电力工业局等，锅炉设备运行技术，中国电力出版社，1995，第一版，232-236
【3】李树瑞等，锅炉运行操作规程，2013，186。