600 MW机组配置旋转分离器的中速磨碟机碟粉细度调整试脸

2013-02-13谢卫国

电力建设 2013年2期

谢卫国

(山西兴能发电有限责任公司，太原市030206)

0 引言

山西兴能发电有限责任公司二期工程安装2台600 MW 机组，配套 HG—2000/25.4-YM12型、一次中间再热、超临界压力变压运行、带内置式再循环泵启动系统、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、Π型布置的本生直流锅炉。30只低NOx轴向旋流燃烧器前后墙布置，采用对冲燃烧方式。配置正压直吹制粉系统，6台HP1003/Dyn型中速磨煤机前后墙布置，前墙从上至下布置B、D、F磨煤机，后墙从上至下布置A、C、E磨煤机。每1台磨煤机带1层燃烧器，任何5台磨煤机能长期带额定负荷运行。煤粉细度(设计煤种)R90=17%，磨煤机采用弹簧加载方式，并选用电机驱动旋转分离器。

机组投入商业运行后，未进行系统、全面的锅炉制粉及燃烧系统优化调整试验，存在干渣机落红渣、渣温高、碎渣机常被卡停运等问题。炉底渣为炙热的红渣，渣温最高时为300℃左右，干渣机本体温度达70～90℃(钢带爬坡处)，导致干渣机输送带发生高温变形，干渣机停运。同时，由于渣量大、渣温高，易产生大渣块，经常发生碎渣机被渣块卡住而停运的情况。干渣机和碎渣机故障严重影响机组安全、稳定运行。经分析，认为磨煤机分离器电机转速(试验前在任何出力下转速均为35% ～40%)和煤粉细度控制是问题的关键。锅炉燃用煤粉越细，对煤的着火和燃尽越有利，煤粉细度直接影响飞灰和炉渣可燃物的含量［1］。为此，必须进行煤粉细度调整试验，以掌握二期工程锅炉制粉系统和燃烧系统运行特性，为锅炉及制粉系统日常运行操作提供科学依据;通过试验发现设备或设计方面存在的问题［2］，并给出解决方案。

1 磨煤机原始运行状态测试

分别对4号炉的4B、4E和4F磨煤机进行原始运行状态测试，为制粉和燃烧系统优化调整提供依据［3］。各磨煤机均在给煤机出力为55 t/h、风量为110～130 t/h、煤粉分离器电机转速约为40%的条件下进行测试。测试结果如表1所示。

表1 4B、4E和4F磨煤机原始运行状态测试Tab.1 Tests of 4B，4E and 4F mills under original operating condition

从表1可以看出，各磨煤机原始运行状态下，煤粉细度均很大，R200达到了10.44% ～14.60%，煤粉中大颗粒很多，R90为33.48% ～39.92%，远远超出设计值(17%);煤粉均匀性指数很差，为0.85～0.94，远低于旋转分离器均匀性指数标准(大于1.2)，未能体现旋转分离器的优势。

煤粉细度大对锅炉运行会产生以下影响［4］:

(1)飞灰、炉渣可燃物含量高，不完全燃烧热损失高，锅炉热效率低;

(2)炉渣排放量增大，不利于干渣机内的炉渣冷却［5］;

(3)不利于燃烧。

2 煤粉细度试验

试验前将每台磨煤机5个出口粉管的一次风速调至基本一致(偏差为±5%)［6］。在制粉系统热态试验中选择4E磨煤机进行全特性试验，将得出的相关特性应用于其他磨煤机，分别对4A～4D和4F磨煤机进行校核。

2.1 磨煤机变风量试验结果

4E磨煤机的变风量试验在给煤量为55 t/h、分离器电机转速为55.5%左右的条件下进行，风量分别调整至118、99.1和91.5 t/h，风量和煤粉细度R90的关系如图1所示。

图1 磨煤机风量和煤粉细度R90的关系Fig.1 Relationship between air volume of mill and fineness R90of pulverized coal

2.2 分离器电机转速和煤量关系曲线

根据在不同出力下变分离器电机转速试验可以得出分离器电机转速和煤量关系曲线，如图2所示(4E磨煤机)。当磨煤机出力大于65 t/h后，在设备能够满足的条件下，分离器电机转速和煤量曲线可以线性延伸。

图2 磨煤机分离器电机转速和煤量关系曲线Fig.2 Relationship curve between separator motor speed of mill and amount of coal

4C磨煤机煤粉细度较小，分离器电机转速在现有分离器电机转速和煤量关系曲线的基础上降5%运行;4D磨煤机煤粉细度较大，分离器电机转速在现有分离器电机转速和煤量关系曲线的基础上升5%运行，但需要考虑分离器电机电流。

2.3 各磨煤机校核试验

各磨煤机校核试验结果如表2所示。

表2 各磨煤机校核试验结果Tab.2 Checking test results of mills

3 变煤粉细度试验

当机组负荷为600 MW时，将各磨煤机分离器电机转速从55%降至47%左右，煤粉细度由17%改变至25%左右，进行变煤粉细度试验［7］，试验结果如表3所示。

从表3可知，煤粉细度变大后，主蒸汽减温水量维持为0 t/h，主蒸汽温度从557.6/570.0℃变为568.4/563.1℃;再热蒸汽减温水量从10.1 t/h变为12.3 t/h，再热蒸汽温度从 561.0/568.6℃变为567.4/568.3℃;锅炉效率从92.49%降为91.96%，降低0.53%［8］。未进行煤粉细度调整前，磨煤机煤粉细度均为32%～40%，根据变煤粉细度试验结果，未调整前，锅炉效率应比调整后低1.47%左右。煤粉变粗后渣温从51.2℃上升至74.5℃［8-10］。