白 岩，郭风波，汪 伟，吴 炬 冷 杰

(1.中电投东北新能源发展有限公司，辽宁 沈阳 110181;2.中电投蒙东能源集团公司赤峰热电厂，内蒙古 赤峰 024000;3.辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

某电厂锅炉直吹式制粉系统问题治理

白 岩1，郭风波2，汪 伟2，吴 炬3冷 杰3

(1.中电投东北新能源发展有限公司，辽宁 沈阳 110181;2.中电投蒙东能源集团公司赤峰热电厂，内蒙古 赤峰 024000;3.辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

某火电厂直吹式制粉系统磨煤机存在出力不足、石子煤排放量大等问题，通过分析，采用设备改造与运行调整相结合的治理措施，将磨煤机风环结构进行改造，对磨煤机出口风管进行风速调平，并对煤粉细度进行优化调整。治理后磨煤机出力增大，石子煤排放量减少，锅炉燃烧及运行状况有所改善，机组经济性相应提高。

锅炉;直吹式制粉系统;中速磨煤机;风环;治理

随着国家对能源利用的重视，各火电厂逐步开展针对自身设备特点的节能降耗措施，以改善锅炉运行状况，提高机组经济性。制粉系统作为煤粉锅炉最主要的辅助系统，对锅炉的安全、经济运行起着重要作用。

目前，采用中速磨煤机正压直吹式制粉系统的锅炉逐渐增多，运行中经常出现磨煤机出力不足、石子煤量增多、煤粉变粗等问题，严重影响锅炉正常运行。某发电公司针对350 MW机组锅炉直吹式制粉系统存在的问题，采用多项治理措施，使制粉系统达到设计出力要求，满足锅炉运行要求。

1 锅炉和制粉系统设计参数

350 MW机组锅炉为单炉膛、平衡通风、固态排渣煤粉炉，采用全钢架、全悬吊结构，呈“П”型布置，炉膛上部布置有墙式再热器、分割屏及后屏过热器。炉膛出口水平烟道中布置有后屏再热器、末级再热器、末级过热器和立式低温过热器。过热蒸汽温度采用二级喷水调节。再热汽温的调节主要依靠燃烧器摆动，再热器进口导管上装有2台雾化喷嘴式喷水减温器，主要用作事故喷水。锅炉设计燃用煤种为烟煤。制粉系统为中速磨煤机冷一次风机正压直吹制粉系统，采用热风+冷风干燥方式。每台炉配5台上海重型机械厂制造的HP863中速磨煤机，每台磨煤机出口的一次风供同层煤粉喷嘴，额定负荷下4台运行，1台备用。锅炉主要参数、设计燃料特性和磨煤机设计参数如表1～表3所示。

表1 锅炉主要参数

表2 设计燃料特性

表3 磨煤机设计参数

2 制粉系统存在的问题

2.1 磨煤机出力不足

磨煤机的最大出力试验确定，A、D和E磨的最大出力分别为 41.1 t/h、41.3 t/h 和 42.2 t/h，略高于设计出力 (40.95 t/h)，B、C磨最大出力为38.6 t/h、35.9 t/h，未达到设计出力，均远低于最大出力 (55 t/h)。由于锅炉燃用煤质热值经常低于设计煤种热值，如果锅炉带大负荷运行，制粉系统难以满足锅炉出力要求。

2.2 磨煤机石子煤排放不正常

a. 石子煤排放量多。正常情况下，中速磨煤机石子煤排放量不超过额定出力的0.5%［1］，而5台磨的石子煤排放量达到其出力的 1.74% ～6.74%，均超出正常值。石子煤排放量最少的是A磨，为1.74%，最多的是B磨，达到6.74%，C、D和E磨分别为2.45%、4.63%和4.45%。

b. 磨煤机石子煤热值高。中速磨煤机排放石子煤的热值应在4 200 kJ/kg以下，而5台磨排放石子煤的热值在4 661～8 841 kJ/kg，均超过了4 200 kJ/kg。对石子煤取样观察，石子煤中存在许多粒径在40～70 mm的小石块，同时还有部分较大的燃煤颗粒。

c. 磨煤机石子煤损失高。通过对锅炉热效率计算可知，如果磨煤机石子煤量由平均1 500 kg/h降至正常排放量，石子煤热值控制在4 200 kJ/kg，锅炉固体未完全燃烧热损失可降低1.69%，因此石子煤排放损失已经严重影响锅炉热效率。

2.3 磨煤机研磨件磨损较重

通过对磨煤机内部检查，E磨3个磨辊磨损量在20～25 mm，A磨3个磨辊磨损量在25～40 mm，其它3台磨煤机磨辊的磨损量也约在20 mm。根据中速磨煤机运行检修经验，磨辊磨损量达到20 mm左右碾磨出力会明显下降［2］。

2.4 磨煤机运行工况不合理

由于锅炉的燃用煤质经常变化，其热值在15 000～20 000 kJ/kg，磨煤机出力达不到锅炉大负荷运行要求，造成锅炉长期以来一直5台磨煤机运行，没有备用磨煤机。这种运行方式加剧了磨制部件的磨损，造成进入锅炉的煤粉变粗及煤排放量多，锅炉燃烧效率降低;5台磨运行，制粉系统总体电耗增加;相比4台磨的运行方式，其故障发生率、备件更换率及检修维护次数等都相应增加，运行安全性降低。

2.5 磨煤机石子煤经常出现自燃现象

磨煤机排出的石子煤采用人工清运方式，清运期间，如果石子煤排放气动闸板关闭时间过长，就会有较多石子煤停留在磨煤机石子煤斗内。由于锅炉经常在燃用的煤质中掺烧部分褐煤，其特点是水分和挥发分较高，易自燃。为了维持干燥出力，运行中提高磨煤机入口热空气温度，导致磨煤机内存留的石子煤在高温条件下易发生自燃，这对磨煤机安全运行造成极大隐患。

3 制粉系统的综合治理

3.1 对磨辊和磨碗进行检修

在停炉检修期间，对所有磨煤机进行内部检查，清除残留在磨煤机内部的杂物，对磨损较重的磨辊与磨碗进行堆焊和补焊，对经常脱落和断裂的刮板进行处理。磨辊和靡碗补焊后，在磨煤机重新启动前对磨辊与磨碗的间隙进行调整，维持在3～5 mm，达到磨煤机运行要求。

3.2 对磨煤机风环进行改造

磨煤机在运行中的石子煤是通过风环自上而下落至石子煤收集箱，一次风是通过风环由下至上进入研磨区，在风环喉口处流向相反的热风与石子煤进行激烈碰撞，把混在石子煤中较细的煤粉分离出来重返磨盘，以防过多的煤粉排出磨煤机，所以磨煤机风环处的风速是影响磨煤机运行中的通风阻力和磨煤机石子煤排放量的关键参数［3］。

原磨煤机风环采用增加两圈节流环降低喉口面积，结构如图1所示。此次改造拆除了加装在叶轮上的节流环，采用在风环叶片上加装楔形导风板，使风环喉口面积减小，出风角度增大，结构如图2所示。导风角度及喉口面积的改变虽然会略微增大磨煤机通风阻力，但有利于风环的均匀布风，使磨煤机内部流场更趋合理化，提高出口煤粉均匀性，改善锅炉燃烧状况。

图2 改造后磨煤机风环叶轮局部结构图

通过对风环进行改造，喉口面积由原来的0.568 m2降至0.449 m2，磨煤机最大通风量条件下喉口风速由改造前的47.3 m/s升至59.8 m/s。喉口风速的提高有利于降低磨煤机石子煤的排放量［4］。改造后，磨煤机石子煤排放量大大减少，石子煤热值也降至4 200 kJ/kg以下，达到了磨煤机正常运行要求。

3.3 调整磨煤机出口煤粉细度

风环结构的变化将使磨煤机出口煤粉细度发生变化，在磨煤机出力为40 t/h时，通过调节磨煤机出口分离器挡板开度对煤粉细度进行调整，控制在17.8% ～25%(见表4)。煤粉细度的调整保证了锅炉燃烧稳定，锅炉飞灰与炉渣含碳量均在1%以下，在高负荷条件下也未发生炉膛严重结焦现象［5］。

3.4 对磨煤机出口一次风管进行风速调平

表4 煤粉细度调整试验数据

采用四角切圆燃烧方式的锅炉燃烧器，保持适当的一次风速是建立正常的空气动力场和稳定燃烧的必要条件。各喷口一次风速偏差较大时容易使切圆产生偏斜，带来一系列问题，如燃烧不稳定、灰渣可燃物含量高、锅炉经济性差等，严重时甚至造成烟温和汽温的偏斜。因此必须使四角燃烧器保持合理的一次风速，以保证煤粉在炉膛内稳定燃烧。四角风速调整后，各角风速与平均风速偏差不超过5%，能够满足锅炉安全运行要求 (见表5)。

3.5 提高磨煤机最大出力

通过对磨煤机进行检修及运行调整，磨煤机出力均能达到45 t/h以上 (见表6)。期间石子煤排放正常，煤粉细度能够满足锅炉运行要求，表明通过有效治理能够提高磨煤机出力［6］。

表5 调平后的磨煤机出口风管一次风速

表6 磨煤机最大出力数据

3.6 恢复设计磨煤机运行工况

由于磨煤机出力增大、石子煤排放量减少，机组可恢复4台磨煤机运行，但由于煤质变化较大，目前厂内燃用煤质情况下，当总燃煤量达到170 t/h时，机组负荷可维持在320～340 MW。通过4台磨煤机试运行，降低了制粉单耗，提高了磨煤机利用效率。

4 结束语

当前电站锅炉制粉系统的检修与运行对火电机组实现安全经济运行影响较大。对制粉系统出现的相关问题，采用设备检修、技术改造、优化调整等手段进行综合治理，提高了制粉系统出力，降低了石子煤排放损失，优化了锅炉运行，提高了机组经济性。

［1］ 王 健.降低RP863磨煤机石子煤排放的措施 ［J］.华东电力，1999，28(11):20-21.

［2］ 苏保兴.早期ZGM中速磨煤机的改造的实践 ［J］.华东电力，2001，30(8):29-31.

［3］ 边军英.中速磨煤机旋转风环的结构分析［J］.华东电力，1999，28(12):23-25.

［4］ 吴普刚.IHI-VS24型中速磨煤机振动分析及改进 ［J］.热力发电，2007，35(12):88-90.

［5］ 铁 镇.中速磨煤机制粉系统调整和改造［J］.吉林电力，2007，35(2):52-54.

［6］ 倪润忠.轮式中速磨煤机出力浅析 ［J］.华北电力技术，2009，39(4):15-17.

The Treatment of Problem of Direct Firing Pulverizing System in a Power Plant

BAI Yan1，GUO Feng-bo2，WANG Wei2，WU Ju3，LENG Jie3
(1.CPI Northeast New Energy Development Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110181，China;2.CPI Mengdong Energy Group Company Chifeng Thermal Power Plant，Chifeng，Neimenggu 024000，China;3.Electric Power Research Institute of Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China)

Some problems are found in direct firing pulverizing system of a power plant，such as lack of mill capacity and large amount of coal stone.Through analysis of these problems，wind ring of coal mill is transformed，airflow speed of coal mill export duct is balanced，pulverized coal fineness of pulverized coal is optimized.After these measures，mill capacity is increased，coal stone coal is reduced，combustion and operation of boiler is perfected，unit economy is improved.

Boiler;Direct firing pulverizing system;Medium speed mill;Vane;Treatment

TK229.6;TM311

A

1004-7913(2013)03-0038-03

白 岩 (1964—)，男，学士，工程师，主要从事发电新技术应用及工程安全生产管理工作。

2012-12-26)