煤粉细度的合理选择

中 国 电 力
)*& ! 它们在运行中都保持相当高的锅炉热效率 $ 大
于 ’%&%和很低的飞灰可燃物含量 $小于 -&%&
参考文献 ’
() ) 电站磨煤机及制粉系统选型导则 $ 报批稿 %./01 国电热工研究院 !
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(- ) 在役低挥发分煤锅炉燃烧制粉系统运行技术评价报告 .302 国电 热工研究院 !-**-2
颗粒群粗细程度的反映 & 煤粉细度是指 $ 把一定量的 煤粉在筛 孔 尺 寸 为 ! 微 米 的 标 准 筛 上 进 行 筛 分 % 称 重 ! 煤粉在筛子上的剩余量占总量的质量百分数定 义为煤粉细度 "!& 在我国 ! 电厂锅炉煤粉细度常用 筛 孔 尺 寸 为 %## 和 -# !1 的 % 种 筛 子 来 表 示 ! 即
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锅炉 !&’ 实测 $$% 锅炉 !*’ 实测 $$%
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降低煤粉细度运行的综合经济性是人们关注的 焦点 * 从以下 + 个燃用低挥发分煤种电厂的试验结 果看 * 可得出肯定的结论 + 表 & 列举了比较结果 * 在 & 比 较 中 * 取 电 价 )/, 元$ ’45 6 $* 钢 球 价 * ))) 元$7 * 煤价 *)) 元$7*这些价格是适中的 + 燃料量按 ,)) C5 机组锅炉 &,) 7$6 选取 + 由以上计算可明显看到 * 由于锅炉热效率提高 所带来的效益均大于因磨煤电耗和钢球消耗量增加 而提高的制粉成本 + 需说明的是 * 在以上经济分析中 还没有考虑由于飞灰可燃物下降而使飞灰品质提高
厂 投 运 了 ,* 台 (5 ) 火 焰 锅 炉 * 总 容 量 约 &) @5 * 另 有 &) 余台处于在建 中 * 因 此 * 这 种 炉 型 在 我 国 应 用 的数量处于世界首位 + 然而 * 在应用中也发现 * 该炉 型的燃烧效率普遍低于期望值 * 尤其在燃用 !!"# 小 于等于 &*8 的煤种时 * 飞灰可燃物含量大于 &’8 * 影响机组运行的经济性和飞灰的综合利用 + 另外 * 随着我国加大环境保护的力度 * 出台了
&+(&, &*/0) 2/0 &&/0 &’/1 2/2) &0/0+ &’) &0-/) )/-+ &-/) ,0/1 +/+&/0 -)/’, -*/&0 &/0, +*,/2 +0/&)
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
性对煤粉细度的要求与制粉系统费用 % 者进行综合
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提高锅炉燃烧效率一直是电厂锅炉工作者追求 的目标 ! 降低飞灰可燃物含量是其重要手段之一 & 近 年来 ! 由于环保意识不断强化 ! 飞灰的综合利用得到 重视 & 飞灰能否得到利用 ! 其可燃物含量又是一个重 要的控制指标 & 然而 ! 从国内大容量火电机组运行状 况看 ! 一些燃用低挥发分煤种的锅炉飞灰可燃物含 量一直居高不下 ! 往往大于 "#> 乃至更 高 & 一 些 采 用 先 进 的 低 ./! 燃 烧 器 的 燃 用 中 等 挥 发 分 煤 种 锅 炉的飞灰可燃物含量也往往大于 ,> ! 降 低 了 飞 灰 的等级 ! 影响了其利用 & 从近年从事燃烧优化的实践 中发现 ! 燃用的煤粉细度适度变化 ! 能显著降低飞灰 可燃物含量 ! 解决上述问题 &
%,&的神木和大同烟煤的混煤 !也选用煤粉细度 "’*!
发电技术
中 国 电 力 )*)+,-.+ /01)-
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毕玉森 !陈国辉
" 国电热工研究院 ! 陕西 西安
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摘
要 $ 针对当前燃用低挥发分煤种锅炉普遍存在的飞灰可燃物高 % 影响运行经济性及飞灰综合利用的情
况 ! 根据多年来对此问题的研究和实践 ! 指出降低煤粉细度是解决问题的最好方法 ! 并提出煤粉细度新的 推荐公式 ! 该推荐公式已列入新修订的行业标准 & 关键词 $ 锅炉燃烧 ’ 煤粉细度 ’ 合理选择 中图分类号 $ &’%%!(" 文献标识码 $ ) 文章编号 $ !""#$%&#% "’""* (#"$""*#$"$
所产生的效益 * 对一台 ,)) C5 机组 * 此效益年可达 千万元左右 +
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对于在役的火电机组 * 降低煤粉细度运行的主
要障碍在于制粉系统出力能否满足机组在满负荷下 长期连续运行 + 因为降低煤粉细度必然会导致磨煤 机出力下降 + 这一问题一般可通过制粉系统的优化 调整来解决 + 对于燃用低挥发分煤粉锅炉通常配备 的钢球磨煤机 * 调整其钢球装载量 * 使其达到额定值 是十分有效的手段之一 + 此外 * 通过试验调整不同直
% ./+,01*23
%# 世纪 +# 年代末 ! 华能国际电力公司率先引
进了 A 台 $,# BC 容量等级的 *C + 火焰锅炉 & 运行 实践表明 ! 这种燃用低挥发分煤种的新炉型在燃烧 稳定性 % 低负荷稳燃能力 % 变负荷能力和可用率方面 显示了巨大的优越性 ! 大大提高了电力生产部门燃 用低挥发分煤种的信心 & -# 年代初国内制造商引进 了这种炉型的设计制造技术 ! 大大推动了该炉型在 国内的应用 & 截至 %##% 年 ! 全国已陆续有 "" 个火电
&,’/&’ &)2/)) -+/’) 20/+)
’ 中等 $ ’ 极难 $
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或
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上述公式已列入新近修订的行业标准 , 电站磨 煤机及制粉系统选型导则 -* 并有望近期颁布执行 +
注 !& $ 因 为 采 用 大 的 钢 球 装 载 量 * 磨 煤 电 耗 较 高 D * $ 磨 煤 电 耗 $3* 按 计 算 得 出 E$3*$$3&.FG ’&))$#-)* $)/’$FG ’&))$#-)& $)/’D , $ 钢 球 消 耗 量 %3* 按计算得出 E%3*$%3&.FG ’&))$#-)* $ $FG ’&))$#-)& $+
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炉膛高度 ’$3 & 容积热负荷 (>$45 3 煤燃尽率 &?$8
9, 9&
,&1/* ’,/1) &&)/,) $
&)8 降至 +8 左右 $* 飞灰可燃物从 28&&’8 减少到 08 左右 + 在对众多类似的工作总结后 * 推出如下煤
粉细度新的推荐公式 !
"-#?#(,#92@(* "-#?#(,$#92@(*
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"" ( "% (
若进一步考虑煤粉的均匀性 ! 上式可修改为 $ 式中 !#92@ 为煤的干燥无灰 基 挥 发 分 !> ’$ 为 煤
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#$%&’()*+,煤粉细度是煤粉最重要的特性之一 ! 它是煤粉
粉的均匀性系数 & 以上推荐公式数十年来一直应用 于我国电厂锅炉的制造 % 设计 % 运 行 ! 指 导 我 国 电 厂 锅炉的设计和运行 ! 并写入了有关的标准中 &
AB) 排放的国家标准 * 控制电厂 AB) 排放引起了高
度重视 + 从国情出发 * 目 前 我 国 电 厂 锅 炉 AB) 的 控 制是采用空气分级燃烧技术 * 其根本原理是控制空 气与燃料的混合 * 降低炉内过剩空气系数 + 该技术投 资少 " 使用方便 * 但缺点是使燃烧过程推迟从而导致 飞灰可燃物上升 + 其 次 * 飞 灰 利 用 在 近 &) 年 内 引 起 了 国 内 火 电 厂 的 重 视 *飞 灰 利 用 变 废 为 宝*既 可 减 少 电 厂 修 建 灰 场 的 投 资 *减 轻 其 对 环 境 的 污 染 *又 可 为 电 厂 增 加一部分额外收入+ 但飞灰的利用对其可燃物有 一 定 的 限 制 * 通 常 要 求 飞 灰 可 燃 物 低 于 28 * 最 好 低 于 ’8 + 上述新情况对电厂锅炉设计 " 制造和运行提出 了更高要求 * 也成为锅炉工作者面临的新问题 + 国电 热工研究院在近年的燃烧优化实践中发现 * 对于一 些燃用中 " 低挥发分煤种的锅炉 * 燃用更细一些的煤 粉比优化配风对降 低 飞 灰 可 燃 物 含 量 的 效 果 更 好 + 如某厂一台 *&) C5 机组锅炉在实施低 AB) 燃烧技 术改造后 *AB) 排放显著降低 * 低负荷运行的能力显 著提高 * 但遗憾的是飞灰可燃物居高不下 * 经优化配 风 后 仍 无 变 化 * 但 经 大 幅 度 改 变 煤 粉 细 度 后 ’#-) 从
!!"#$%
表#
降低煤粉细度试验结果及经济性比较
湛江电厂 德州电厂 西柏 坡电厂 晋中 贫煤 珞璜 电厂 松藻 无烟煤
项
目
晋东南 无烟 煤 " 贫煤混
阳泉贫煤
&’()) &&/’) 1/’ &&/+ &1/) ’/&+ *)/)) &’) *)’/) ,/)) ’’/)
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"%## 和 "-#! 而 "-# 又是电厂锅炉运行最常用的控制
指标 & 煤粉细度 "-# 不仅对煤粉气流的着火 ! 而且对 焦炭的燃尽都有直接影响 & 从燃烧的观点看 ! 煤粉磨 的愈细愈好 ! 但磨制煤粉的制粉电耗将会增加 ! 因此 锅炉实际选用的煤粉细度是根据不同煤种的燃烧特 收稿日期 $ ’""$$#+$#, ’ 修回日期 $ ’""$$#-$",
技术经济比较后确定的 ! 通常把机械不完全燃烧损 失与制粉电耗之总和为最小值时所对应的 "-# 称为 经济细度 " 或最佳细度 (& 影响煤粉细度的因素主要 有 $"" ( 燃料的燃烧特性 & 挥发分高 % 发热量高 % 活性 强 % 活化能低的燃料一般容易 燃 烧 ! 煤 粉 可 粗 一 些 ’ "% ( 磨煤机和分离器的性能 & 性能好的磨煤机和分离 器可使成粉的均匀性好 ! 即使煤粉粗一些也能燃烧 得比较完全 ’"$ ( 燃烧方式 & 对于燃烧热负荷很高的 锅炉 ! 如液态排渣炉 % 旋风炉 ! 煤粉可适当放粗 & 我国锅炉工作者通过多年实践 ! 摸索出适应我 国煤种的经济细度的推荐公式 ! 即 $
按 +")(’"!!"# 计算 #-)# 取 ".&/) $$% 按 )/’"!!"# 计算 #-)# 取 ".&/) $$%
#-) & # 实测 $$%
磨煤电耗 $3&# 实测 $ % $45 6& 7#&
#-) * ’ 实测 $$8
磨煤电耗 $3*’ 计算 $ & $45 6& 79& 钢球消耗 %3&’ 取值 $ $: & 79& 钢球消耗 %3*’ 计算 $$: & 7 & !$3.$3*9$3&$45& 6 79&
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发电技术
径钢球的比例 ! 也是有效手段之一 " 降低煤粉细度后 ! 有必要对锅炉燃烧状况做适 当调整 " 因为细煤粉的着火会提前 ! 若处理不当 ! 有 可能因着火距离过近而烧坏燃烧器喷口 " 对于燃用 挥发分较高的采用中速 磨 直 吹 式 系 统 的 电 厂 锅 炉 ! 降低煤粉细度运行的经济性也是显而易见的 ! 这可 从国内引进的一些大容量煤粉锅炉的运行实践得到 证实 ! 如华能福州电厂设计燃用 !!"#$%%& 的大同烟 煤 ! 选用煤粉细度 "’(!)*+ # 外高桥电厂燃用 !!"#!
作者简介 $ 毕玉森 )"-*!! (! 男 ! 河南潢川 人 ! 高 级 工 程 师 " 教 授 级 (! 从 事 大 容 量 机 组 锅 炉 燃 烧 优 化 及 低 ./! 燃 烧 技 术 研 究 工 作 &
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毕玉森等 ! 煤粉细度的合理选择
发电技术