优化制粉系统运行,有效降低制粉电耗

优化制粉系统运行，有效降低制粉电耗刘毅（东风公司热电厂 442002）中文摘要：东风公司热电厂锅炉制粉系统厂用电率偏高，2011年达到3.001%，12年有所降低但依然达到2.828%，明显高于行业平均水平，使得锅炉运行经济性降低。

针对制粉系统耗电率偏高的情况，车间有针对性从运行、检修及系统优化等方面进行分析，找出不足，进行有针对性的调整，并积极进行制粉系统优化实验，以提高制粉系统运行效率，降低制粉系统耗电率，提高锅炉运行经济性。

经过努力，制粉系统运行效率明显改善，制粉系统耗电率明显降低，截止9月底制粉耗电率仅为2.508%，同比2012年降低0.32%，大大降低了制粉耗电量，提高炉锅炉运行经济性。

关键词：制粉系统耗电率优化1、概述东风汽车公司热电厂现有运行锅炉五台，#1炉至#3炉为武汉锅炉厂生产，于1985年全部投产，球磨机型号：DTM290/470，#4炉与#5炉为哈尔滨锅炉厂生产，分别于1993年和1996年投产，球磨机型号：DTM290/410，五台炉十台球磨机均为中间储仓式制粉系统。

火力发电厂都普遍存在着锅炉制粉耗电偏高的问题，综合考虑中间储仓式制粉系统电耗过高的原因基本相同：制粉系统的运行参数(磨煤机出入口风温、进出口差压、钢球装载量、系统通风量等)偏离最佳值运行，导致系统通风量过大、磨煤机出力不足、运行时间延长，同时制粉系统的运行方式不能即时根据负荷变化进行调整，最终都使得制粉单耗增加。

本文对东风公司热电厂锅炉制粉电耗偏高的原因进行了全面分析，并通过设备改造、试验和优化，重新确定了各控制参数，为运行提供最佳运行规定，改变原来不合理的习惯运行方式，同时制定出相应管理考核对策，从而达到降低制粉单耗的目的。

2、制粉电耗偏高原因分析钢球磨煤机制粉系统运行的经济性，取决于设备的型式、磨内的钢球装载量、系统通风量、磨煤机内的存煤量以及系统漏风、分离器的效率等因素。

同型系统的制粉耗电率耗一般平均在2.6%以内，而我厂制粉耗电率2011年达到3.001%，12年有所降低但依然达到2.828%，明显高于行业平均水平，且随着运行时间的增加，制粉耗电率呈逐年上升趋势通过分析，认为影响锅炉制粉耗电率的因素有以下几个方面：2.1磨煤机压差磨煤机进出口差压反映了磨煤机内存煤量的多少。

在钢球磨煤机中减少给煤量时将减少磨煤机出力，但是制粉电耗并不按比例减少，从而增加了电耗。

增加给煤量可以增加磨煤机中的存煤量，这时磨煤机出力也相应增加，当达到一定极限时，如果继续增加磨煤机中的存煤量，就会出现减少磨煤机出力的现象。

其中必然有一个最佳存煤量，最佳存煤量的差压就是当制粉系统电耗最小时的差压。

确定磨煤机进出口差压还需遵循下列原则：①保证磨煤机出口温度不变(下降)；②排粉机出口风压不变(下降)；③磨煤机出入口不向外跑粉。

经试验各炉磨煤机进出口差压均不相同，#1炉至#3炉应维持在1.4～1.8KPa之间，#4炉至#5炉应维持在2.9～3.1KPa之间，磨煤机出力可达30t/h，磨煤单耗较小。

而实际运行压差均偏低于试验压差200至300Pa，磨煤机出力严重不足，制粉系统的运行台数及运行时间大大增加，必然导致制粉电耗升高。

磨煤机出力不足是制粉单耗高的一个重要原因。

2.2磨煤机出口温度由于磨煤机出口控制温度一般是按有关规程的“磨煤机出口气粉混合物温度”为依据制定的，而这—规定的实质是为了制粉系统安全(防爆)，按技术管理规程要求粉仓温度低于该温度即可。

另一方面，磨煤机出口控制温度还应依据在任何情况下，制粉系统中都应避免水汽结露。

由于制粉系统末端含湿量最大，而温度又最低，所以结露的可能性最大。

因此只要保证系统末端不结露，整个系统就不会结露。

同时还要综合考虑到在实际控制过程中，煤的干湿等各种参数均不断变化，以及系统保温、漏风等多种因素影响，为保证制粉系统的安全，同时避免粉仓煤粉结块，保证磨煤机的干燥出力，经试验计算，控制磨煤机出口温度在70℃～85℃范围内。

实际运行中常常出现磨煤机出口温度在70℃以下运行，磨煤机的干燥出力不足，必然导致磨煤单耗增加。

同时，还会使粉仓温度偏低，粉仓煤粉结块，导致给粉机下粉不畅，影响锅炉的燃烧。

磨煤机入口温度直接影响干燥出力。

实际上为防止磨煤机爆燃应控制磨煤机出口温度，与磨煤机入口温度并没有直接关系，因此提高入口温度、控制出口温度是提高磨煤机运行安全性、经济性的关键。

2.3磨煤机钢球装载量磨煤机钢球装载量G直接影响磨煤出力和电能消耗：G偏大，并不意味磨煤机出力增大、电耗降低。

从磨煤机内部工作情况来分析，磨煤机出力并不随钢球量G正比增加，而是与G0.6成正比，而磨煤机所耗的电功率则与G0.9成正比，基本上呈直线关系。

所以钢球装载量超过最佳值后其磨煤机出力的增加要小于磨煤机功率消耗的增加，磨煤机电耗反而升高。

因此，运行中当磨煤出力能满足需要时，维持钢球装载量在最佳值附近可以提高磨煤机的经济性。

经试验得出我厂制粉系统的磨煤机最佳钢球装载量为35t，磨煤机运行电流应在48～50A 时运行经济性较好。

而在实际运行时，经常出现球磨机电流低于45A的情况，表面钢球装载量已明显不足，严重影响了制粉系统运行效率，造成制粉耗电量的增加。

2.4排粉机容量偏大，运行效率低排粉机容量过大，而实际要求系统最佳通风量较小，导致入口挡板开度过小、阻力大、风速高、设备磨损严重，排粉机运行效率低，排粉机电耗相对增加，造成了制粉电耗的升高。

2.5系统漏风影响由于机组运行时间比较长，且长时间掺烧地煤，制粉系统磨损较为严重，且制粉系统室外布置设备较多，粗细粉分离器极易腐蚀，虽然其外部保温较好，但是泄漏点较为隐蔽，实际以存在较大漏风。

另外锁气器处也存在冒粉情况，存在漏风，另外给煤机大空门、木块分离器等部位也容易漏风。

大量冷风漏入系统，降低了制粉系统的干燥出力。

2.6运行操作问题由于目前制粉系统没有投自动，全靠手动调整操作，参数的好坏与运行人员调整控制密切相关。

在运行人员的习惯运行方式下，磨煤机出口温度达不到要求值运行，磨煤机差压偏低，导致磨煤机出力减小。

而当磨煤机出力满足不了锅炉燃烧需要时，制粉系统需要长时间运行，多台制粉系统长时间、低出力运行，最终导致制粉系统耗电大大升高。

同时制粉系统低出力运行，及时粉位较高时停磨，也会很快因粉位低重新启动，在启停制粉系统过程中造成制粉电耗的浪费。

另外，运行人员捅煤或者检查给煤机时，经常存在给煤机大空门没关好情况，导致大量冷风漏入系统。

另外锁气器检查不到位，其动作应正常，否则将会造成风走短路。

系统运行方式不合理，操作调整不及时都将使制粉系统的单耗上升。

3. 降低制粉耗电率的方策针对之前提出的问题，我们有的放矢的进行了整改，各个方面综合考虑，提高制粉系统运行效率，达到降低制粉电耗的目的。

3.1优化运行方式，提高运行效率根据前文指出的问题，我们综合考虑，首先对各炉球磨机进行了压差极限试验，摸索出各炉球磨机运行经济压差，同时召开制粉系统专题分析会，共同讨论解决方策，并根据大家的意见制定了制粉系统优化运行指导书，将球磨机压差、球磨机出口温度及球磨机电流控制范围具体的告知每位副司炉，要求他们按照指导书规定进行操作，大大减少了球磨机低出力运行时间，提高制粉系统运行效率。

指导书同时对磨煤机启、停及断煤堵煤处理进行了明确的处理规范，以最优的质量保证原煤供应，以最快的速度处理断煤、堵煤，以最大限度减少磨煤机空转时间，以保证磨煤机在最大出力下运行。

3.2制定运行管理对策在按照制粉系统运行指导书进行操作调整的基础上，为了提高运行操作人员的积极性，最大限度地保证制粉系统处于最佳运行工况运行，制定相应的制粉系统运行管理对策,开展制粉系统劳动竞赛，对于执行较好者给予奖励。

竞赛要求在保证设备安全运行和机组带负荷的要求下，严格按照最佳运行指导书进行参数调整，最终达到降低制粉单耗的目的。

通过运用锅炉DCS系统对制粉系统运行中的几个关键控制参数进行记录分析，然后依据参数的好坏对比，给予评分。

由于采用计算机进行数据记录，准确、公平，运行操作人员的积极性大大提高，指导书的执行得到保证。

3.3排粉机改造3.3.1排粉机叶轮直径由2150mm切割到2000mm后，同时对风机外壳进行了改进。

＃5炉排粉机改造后性能试验结果表明，在制粉系统正常运行时，排粉机入口挡板由改造前50%开至目前的85%，排粉机运行电流由25A下降至21A。

从制粉系统的运行状况来看，改造后的排粉机完全可以满足制粉系统的运行要求，且排粉机电耗明显比改造前降低约10%，运行经济性得到提高。

目前其它排粉机已逐步改造完毕。

3.3.2排粉机变频改造。

考虑到引风机高负荷时基本满出力运行，变频器节能效果无法最大体现。

于是试验将一台引风机变频器改造至排粉机上，使排粉机由工频运行改为变频运行。

考虑到变频运行时存在变频器跳闸的风险，因此每台炉只对上层排粉机进行了变频改造，以保证整台炉的安全稳定运行。

排粉机变频运行后，运行电流进一步降低，由23A下降至17A，同时排粉机转速也有所降低，只要能保证燃烧一次风及制粉系统运行即可。

排粉机变频运行后，能够满足正常燃烧需要及制粉系统出力，有效降低了排粉机耗电，从而降低了制粉电耗。

目前五台炉五台上层排粉机均已改造完毕，排粉机电耗下降显著，制粉电耗也得以降低。

3.4球磨机钢球换型除了在运行方式和检修方式的改善，为了进一步降低制粉电耗，我们还不断了解降低制粉电耗的新方法。

其中安徽润辉耐磨材料有限公司生产的磨煤机用高铬合金耐磨钢球引起了我们的关注，通过厂家了解了其工作原理后，我们的兴趣更加浓厚，积极采取措施联系进行相关试验。

经过努力，终于对#1炉甲磨和#3炉乙磨钢球进行了更换。

采用高铬合金耐磨钢球后，钢球装载量由35T/台磨降低至18T/台磨，钢球直径也由60mm降至30mm，球磨机电流由50A降至38A。

经过满负荷试验，更换钢球后能够保证制粉出力及锅炉正常运行，且制粉出力有一定提升，制粉电耗降低明显，效果显著。

表14.结束语通过对制粉系统设备和运行操作上存在的问题分析，找到了降低锅炉制粉单耗的对策：在建立制粉系统最佳运行指导书的基础上，严格按照最佳运行指导书进行参数的调整、控制，改变运行人员原来不合理的习惯运行方式，加强管理，充分调动运行人员的积极性，同时不断进行设备改造，从而达到大大降低制粉耗电率的目的。

经过分析，截止到2013年9月，截止9月底制粉耗电率仅为2.508%，同比2012年降低0.493%，2013年目标发电9.2亿kwh，总计可节电454万kwh，经济效益十分显著。

相信经过进一步的摸索与实验，制粉系统耗电率会继续降低，大大提高锅炉运行经济性。

作者简介：刘毅，男，1985年8月出生，2008年6月毕业于河北工程大学水电学院热能与动力工程专业，学士学位，东风汽车公司热电厂锅炉车间助理工程师。