降低磨煤机一次风压的优化调整的节能分析

【摘 要】本文分析了影响锅炉一次风机电耗的种因素，通过运行调整试验给出了ZGM95型中速磨煤机入口一次风压的合理区间，指出了在保证磨煤机安全运行的前提下，降低磨煤机一次风母管压力，有利于降低一次风机耗电，而且也有利于减小空预器的漏风。

【关键词】中速磨煤机；低一次风压；一次风机耗电；锅炉节能降耗

前言

火力发电厂辅机电耗约占其发电量的5%‐9%，对于300 MW机组可达到20 MW。因此，降低辅机电耗是火力发电厂提高经济效益、实现节能减排的重点工作之一。锅炉制粉系统是火力发电厂的主要系统。其中一次风主要作用是将煤粉进行干燥并输送至锅炉燃烧器，同时供给煤粉着火阶段挥发分燃烧所需要的氧量。根据锅炉负荷，调节磨煤机的投运台数和每台磨煤机的出力，同时通过调节一次风机的出力和每台磨煤机的冷热风挡板开度，达到调节一次风量的目的。

大唐户县第二热电厂2×300MW机组锅炉设计两台一次风机并联运行，从两台一次风机出口的一次风分成两路，一路经空气预热器后进入热风母管，一路作为调温风，不经预热器直接进入冷风母管。每台机组设计布置5台GM95型中速辊式磨煤机，满负荷时有一台备用。每台磨煤机分别从热风和冷风母管引一路风经开度可调的热风和冷风挡板后汇合成该套制粉系统的入口总一次风进入磨煤机。

由于该厂的两台一次风机采用双进离心式风机，依靠风机入口调节挡板调节风机出力，风机电耗高且随机组负荷变化较小，造成低负荷下，风机电耗相对较大。文中通过对该类型磨煤机相关运行调整数据的分析，通过锅炉不同工况下，降低一次风压的燃烧调整试验，给出了磨煤机一次风母管压力的合理区间，为磨煤机的日常运行和维护提供了参考、为降低磨煤机一次风机电耗提供可操作性。

1.影响磨煤机一次风机电耗的因素

影响磨煤机一次风压机电耗的主要因素是：

1）设计的风机的风量、风压裕量过大。

2）运行时挡板节流损失过大；等于大幅度增大系统阻力，耗电大，效率低。

3）机组负荷波动大，使风机不能在最佳状态下运行，风机效率低，耗电大。

2.磨煤机的一次风压对磨煤机及锅炉的影响

锅炉的一次风作为煤粉的干燥风和携带风，风温影响煤粉干燥，风压影响煤粉刚性和细度。若风压过高，将使煤粉颗粒变粗，容易磨穿煤粉管弯头，同时煤粉刚性增大，推迟煤粉在炉膛的着火，燃烧不够完全，同时会造成排烟温度升高，再热器减温水量增加，而降低机组效率，同时一次风的漏量及磨损增加，造成厂用电增加和维修费用提高，因而保持磨煤机合适的煤量，保证合适的一次风量可以使安全和经济效益同时得到保证。若风压过低，容易堵塞煤粉管，刚性减弱，易引起火焰回火烧损燃烧器。

3.一次风压调整的依据

3.1一般通过热冷风调门控制热冷风量，为了保证磨煤机制粉的效果，应主要考虑用一次热风，尽量满足磨煤机的风煤比，由于单纯增加一次热风量会导致磨煤机出口温度超过规定的温度，因此为了保证出口温度不超标，又要满足制粉所需的风煤比，才需要增加一定的冷风，同时冷风的压头高，有利于提高一次风速，有利于提高一次风携带煤粉的能力，增加一次风量，应主要考虑先增加热一次风，有利于干燥煤粉和制粉，但对于挥发份较高的烟煤（如神木煤或者东北的褐煤）来说，又要考虑到煤粉的自燃，所以要根据煤质和制粉需要来综合考虑保持磨煤机的出口温度，保证磨煤机总风量要求和合适的出口温度。

3.2在控制出口温度的同时，监视调整时要考虑保持合适的一次风率，贫煤一次风速一般为20-30m/s，烟煤一次风速一般为25-33m/s，以保证一次风的刚度，确保四角切圆的稳定形成，炉内燃烧的稳定。

3.3为了节能，在保证锅炉炉内燃烧稳定的前提下，应尽量采用较低一次风的风压，降低一次风机耗电。一次风压头主要取决于煤粉流的阻力及风道、空预器、挡板、磨煤机的流动阻力，其压头是随锅炉需煤量的变化而变化。维持风道一次风压力在一定值，适应一定范围的符合变化。

3.4磨煤机风煤比一般为：18-2.2kg（风）/kg（煤），合理的风煤比可以保证煤粉细度，同时保证煤粉进入炉膛后尽快的燃烧。一次风量偏大时，则可能使煤粉变粗，同时着火推迟，而风量偏小，则不能及时将磨制煤粉及时吹走，而造成磨煤机堵煤。判断合理的风煤比的条件：

1）在保证磨煤机出口温度的条件下，尽量减小冷一次风、多用热一次风量。

2）检查磨煤机渣量应无增加。

3）观察磨煤机电流无明显增加。

4）检查磨煤机振动及加载压力波动无明显变化。若以上参数变化明显，则为风量偏小，应提高风量。

3.5磨煤机风量调整一般通过冷热风调门调整，在冷热风调门开度达到50%～60%时，挡板对一次风节流损失相对较小，说明一次风压已无调节裕量时，应通过提高一次风母管压力进行调整。大唐户县第二热电厂一次风压理论上不小于7kPa就可以，但由于管道阻力等的影响，实际上保持在9.5kPa以上，一次风母管至各磨煤机入口挡板管道阻力各异，而应保证阻力最大的磨煤机入口压力正常，风量满足即可。

3.6一次风压过高将会造成挡板开度较小，节流损失加大，造成风机损失增加，同时会造成系统漏风量增加和风道阻力的增加，而使一次风机电耗增加，同时风道的磨损及风门挡板的磨损增加，空预器密封的损坏，使漏风量增加，加大了引风机的出力，使厂用电进一步增加。另外冷热风快关门密封损坏造成制粉系统漏风，造成炉膛燃烧不稳（低负荷时）。因而在保证磨煤机风量满足的情况下，尽量降低一次风压。

3.7但由于煤种变化，可磨系数变化，出力可作适当调整，以磨煤机不出现煤大现象为准，一次风压10kpa以下，热风调门在50%-60%左右，保证一定的调节裕度，挥发分高的煤，磨出口温度在80℃左右，贫瘦煤磨出口温度在85℃-90℃之间为宜。

4.在保证磨煤机安全稳定运行情况下，降低一次风压的调整试验

在保证设备安全运行的前提下，加强对制粉系统运行参数的关注，避免大量使用冷风。同时在磨煤机通风量一定的情况下，采用降低一次风压开大热风调节门的方法，减小热风门节流损失等各种手段，优化运行调整，尤其在机组中、低负荷阶段，根据煤质、磨煤机运行工况等具体情况，勤调细调，进而降低一次风机电耗，提高机组效率。

4.1锅炉低一次风压运行情况分析

1）锅炉一次风压从11.5-12Kpa降至9.5-10Kpa，锅炉负荷变化不大且有上升趋势，锅炉排烟温度下降2℃～3℃，各风机电流下降，通过计算，机组厂用下降0.15%～0.2%。

2）一次风压降低至9.5Kpa时磨煤机的热风调节挡板开度已经开到65-70%，减少了节流损失，磨煤机通风量、出口温度均能满足设计值。

3）一次风压降低后，锅炉主要运行参数，如主汽压力、主汽温度、再热器温度等基本稳定，锅炉燃烧稳定。

4）由于一次风压降低，空预器漏风减小，燃料在炉内停留时间延长，燃烧充分，锅炉效率提高。

4.2试验得出的结论

通过各种负荷情况下的降低一次风压试验，可以总结如下：

1）降低了一次风机、引风机的电耗，减小了空预器的漏风。

2）降低制粉系统的磨损。

3）降低机械不完全燃烧损失。

4）机组升负荷响应速度快。

5）一次风机振动降低

4.3低一次风压运行可能存在的问题和对策：

1）燃烧器有可能回火烧坏燃烧器，应及时增加二次风提高刚性，避免回火发生。

2）可能使磨煤机通风量不足，应加强仪表维护或更换可靠测量仪器解决，加强监视。

3）煤质较差或较湿时，可能发生堵管，应根据磨机出口温度和磨机通风量变化，适当提高一次风压。

5.执行低一次风压运行后经济效益分析

大唐户县第二热电厂年共发电40亿度，全年耗煤量180万吨，故经济效益按40亿度电计算：

1）排烟温度每降低1℃节约标准煤为0.17克，执行低一次风压运行后，排烟温度平均降低2℃～3℃，年节约标准煤2630吨，吨标煤按560元计算，共节约147.28万元。

2）电厂一次风机单耗为15.36KWh/t，执行低一次风压运行后，一次风机单耗下降至13.76KWh/t，一次风机单耗下降了1.6KWh/t，全年共节电288万度电，上网电价按0.3元计算度，年共节约86.4万元。两台机组共节约172.8万元。

上述两项共节省共节约320.08万元，经济效益明显。

6.结论

低一次风压运行方式在大唐户县第二热电厂实施以来，未发生任何异常现象。通过降低磨煤机一次风压的优化调整，节约了厂用电，提高了锅炉效率，最大限度挖掘一次风机的节能潜力，为其他同类厂探索节能降耗提供宝贵经验。

参考文献

[1]岑可法，周昊，池作和.大型电站锅炉安全及优化运行技术[M].北京：中国电力出版社2003.

[2]范从振.锅炉原理 [M].北京：中国电力出版社，1986.

[3]李青，公维平.火力发电厂节能和指标管理技术[M].北京：中国电力出版社，2006.

[4]黄维新.电站锅炉运行与燃烧[M].北京：中国电力出版社，2003.

作者简介

张健，生于1971.7，男，汉，陕西省西安市长安区人，大学本科，工程师，研究方向火电厂节能技术及安全运行。从事电厂运行管理及教育培训工作。