双进双出磨煤机料位测量准确性探讨 jsp

双进双出磨煤机料位测量准确性探讨

路甲立 肖玉生

（华能济宁运河发电有限公司，山东 济宁 272057）

［摘要］通过双进双出磨煤机存在问题的影响及分析，确定了料位准确测量是解决问题的主要

方法；对料位计改造后运行情况介绍和取得效益测算，进一步说明了料位准确性的关键作用。结果表明，双进双出磨煤机料位测量准确是其正常运行的基本条件，依此加以调整可以提高运行经济性、煤种适应性和负荷调节性。同时也试图由此启示出更好的实践。

［关键词］双进双出磨煤机；料位；分析；准确性

0 引言

华能济宁运河发电有限公司（以下简称运河厂）#5、6炉是1025t/h亚临界压力、控制循环锅炉，采用正压直吹式制粉系统，分别配用三台BBD4060型双进双出钢球磨煤机，分离器采用分离型。磨煤机主要设计规范见表1

表1 运河厂#5、6炉双进双出磨煤机主要设计规范 磨煤机型号 筒体有效内径（mm） 筒体有效长度（mm） 筒体转速（r/min） 筒体有效容积（m） 3BBD4060 3950 6140 16.6 75.2 最大装球量（t） 分离器直径(mm) 煤粉细度（R90） 磨煤机进口风温（℃） 功率(KW) 电流(A) 78 2900 24.6 184.5 1300 163 出力(HGI=50,H2O=8%) （t/h） 60 磨煤机运行中，出现出力偏低、煤粉细度大且不稳定，回粉管、内锥挡板堵塞等问题。造成飞灰、炉渣可燃物大，制粉电耗高，频繁停磨清理分离器。影响到汽压、汽温稳定和AGC（发电量自动控制）品质，及公司发电、节能目标的实现。

针对这些问题，运河厂从双进双出磨煤机的工作原理、结构特点着手进行分析，试图找到原因、采取措施，使问题得以解决。

MM原煤仓给煤机M至燃烧器至燃烧器原煤仓给煤机M锁气器分离器分离器M锁气器M1 存在问题分析

1.1 主要分析内容

如图1所示，双进双出磨煤机有两个相互独立的对冲回路。滚筒转动将钢球带到一定高度

旁路风门旁路风门M磨煤机M容量风门一次风容量风门一次风图1 #5、6炉磨煤机系统示意简图 1

落下，主要是撞击、同时兼有挤压和碾压作用磨制煤粉；在一次风的作用下，进行干燥、携带。在一定磨内料位和一次风压条件下，主要通过改变容量风和旁路风风门开度来调节磨煤出力、维持一次风速。分离器分离出细度不合格煤粉回送再磨。

影响磨煤机出力、煤粉细度的因素主要有：煤质、料位、通风量、钢球装载量及配比、波浪瓦形状、分离器性能、运行操作等。通过这些因素的现状调查，对实际情况进行了分析，进而形成了分析结论。具体分析内容见表2。

表2 #5、6炉磨煤机存在问题分析

序号 1 因素 煤质 现状 分析 结论 设计可磨系数75~65，实际煤炭市场制约，为降低发电成本，适应煤质一水分、灰分及热值变化较大 难以燃用设计煤种 定范围变化 一般规定差压料位是在一定的通风量和给煤量下，高改造差压料800Pa。由于料位计不准确，料位运行可延长煤在筒体内停留位计，使之为防止满磨被迫采用时间，使煤反复磨制，煤粉变细；准确测量 <800Pa的低料位控制方式 而低料位运行情况正好相反，煤［1］粉变粗 根据锅炉负荷和一次风速进行调整 在料位一定时，随着通风量的增加，携带煤粉的能力增加，煤粉变粗。而通风量是与锅炉负荷适应的，满足负荷更为重要 适应锅炉负荷变化进行调整 2 料位 3 通风量 4 钢球量按厂家规定控制钢球装载130~140A；初次大小配比加量及配比 球，添加成品球自然形成配比，大、小修筛选 波浪瓦 形状 分离器 性能 低铬球配中铬波浪瓦 煤粉细度不稳定；分离器易发生内锥锁气挡板卡涩、回粉管堵塞，频繁停磨清理分离器 执行操作规程，基本正常 钢球之间间隙，影响煤粉细度、非关键影响携带。通过适当增加钢球量试验，因素 煤粉细度和磨煤出力变化不大 影响钢球携带高度及数量。停磨检查，波浪瓦形状正常 分离器回粉量和阻力会影响磨煤出力。通过调节折向挡板和清理分离器间隔，作用小、难以持续 运行操作有一定影响，可以修改操作规程及检查、考核进行改进 非关键影响因素 改造分离器，使之正常分离、避免堵塞 非关键影响因素 5 6 7 运行操作 从以上分析可以看出：①.改造差压料位计，使之准确测量；②.改造分离器，使之正常分离、避免堵塞，是解决问题的主要方法。 1.2 差压料位重点分析

图2是#6炉燃烧系统煤粉细度大工况的画面。从中可以看出：运行工况是A、B磨运行、机组负荷298MW、磨煤机出力是130.5t/h，A磨容量风门开度约是49%、料位是350Pa左右，B磨容量风门开度约是44%、料位是770/525Pa。

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图2 #6炉燃烧系统煤粉细度大工况画面

这一工况下，若增大A磨容量风门开度，主汽压力相应迅速，此时若增加给煤量，料位很快增大；由此来看，A磨料位显示低，实际并不低，判断是差压料位计测量不准。B磨的情况是分离器阻力大，开大B磨容量风门开度，主汽压力相应缓慢；虽然容量风量并不小，但回粉量大，煤粉管道粉浓度偏低；两侧出口风温相近，但料位偏差较大，料位计可能也有问题。

表3 #6炉燃用煤质化验结果

煤 种 设计煤质 燃用煤质 全水分 干燥基灰分 干燥无灰基挥发分 固定碳 收到基低位发热量 Mar Ad Vdaf Fc,ad Qnet,ar （%） （%） （%） （%） （kcal/kg） 8.3 8.13 22.91 23.26 38.81 35.46 56.21 57.01 5230 5304 表4 #6炉煤粉细度化与飞灰、炉渣可燃物化验结果

设计煤粉细度 A磨煤粉细度 R200=37.1% R90=24.6% R90=63.66% R90=36.74% B磨煤粉细度 R200=12.2% 1.29% 11.76% 飞灰可燃物 炉渣可燃物 当时的煤质情况见表3，煤粉细度化、飞灰、炉渣可燃物见表4。从表3看，燃

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用煤质热值高于设计煤质，锅炉带负荷没问题。但表4中炉渣可燃物过大、飞灰可燃物偏高，锅炉经济性降低。这主要是由于A磨煤粉细度过大，煤粉进入炉膛后，部分粗粉颗粒不能悬浮，形成沉降，进入渣斗，引起炉渣可燃物显著升高。经过炉膛的煤粉颗粒由于偏粗，无法完全燃烧，引起飞灰可燃物升高。

由以上分析，解决存在问题的关键是改造差压料位计和分离器，形成正常、稳定的磨煤机料位和分离效果。

2 磨煤机设备改造情况

为解决上述问题，经过搜资、论证，在2010年#6炉检修中对磨煤机差压料位计和分离器进行了改造。磨煤机差压料位改造由南通市南方润滑液压设备有限公司负责进行；分离器由Φ2900mm径向分离器改为SJSC－3000型二次携带轴向双挡板分离器。

其中，磨煤机差压料位计是由于安装施工中存在隐患和参数设定不匹配等问题，造成料位检测信号的测量值不准确和不稳定。检修中，对检测气流输送管路、附件和进口原装的检测装置进行了技术改造和数据匹配调整，使三台磨煤机筒体的料位得到精确检测和合理控制。

#6炉改造后，磨煤机运行工况大为改善。接着又在#5炉检修中对三台磨煤机进行了相同的改造。

3 设备改造后运行效果

3.1 磨煤机料位控制情况

针对#5、6炉磨煤机差压料位检测系统测量精准度和稳定性大为改善的情况，我们在#6炉进行了磨煤机料位控制值试验，在设定值700Pa稳定运行的基础上，提高了400~500Pa。具体为：#6炉A、B磨提高到1200Pa，C磨提高到1100Pa作为料位自动设定值，此设定值己接近磨机料位检测的最高值1500Pa。但是由于料位测量准确、响应速度快，使料位控制准确、稳定，无堵、满磨等异常情况发生。接着推广到#5炉。图3、图4为#6炉A磨试验时同一时段磨煤机料位设定值改变后实际料位和工况参数的变化画面。

从图3可以看出，#6炉A磨料位设定值从700Pa→1100Pa→1300Pa，实际料位的变化情况。最后选择正常控制值是1200Pa。

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图3 #6炉A磨料位设定值试验实际料位变化画面

图4 #6炉A磨料位设定值试验工况参数变化画面

从图4并对照图3可以看出，#6发电机功率变化而料位设定值不变，实际料位稳定；同一负荷、料位提高，一次风压、容量风流量有所降低，说明煤粉细度减小、带粉量增加。

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3.2 料位提高后运行工况分析

图5是#6炉燃烧系统提高料位工况的画面。从中可以看出：运行工况是A、B、C磨运行、机组负荷320MW、磨煤机出力是161t/h，A、B磨的料位约是1200Pa、C磨得料位接近1100Pa，容量风门开度较大，。

图5 #6炉燃烧系统提高料位后工况画面

与图2比较来看，料位提高后：磨煤出力增大，一次风压、容量风量降低，分离器阻力减小、磨两侧出口温度均匀。说明磨煤机运行工况大为改观。

表5 #6炉燃用煤质化验结果

煤 种 设计煤质 燃用煤质 全水分 干燥基灰分 干燥无灰基挥发分 固定碳 收到基低位发热量 Mar Ad Vdaf Fc,ad Qnet,ar （%） （%） （%） （%） （kcal/kg） 8.3 8.7 22.91 29.93 38.81 40.21 56.21 41.17 5230 4833 表6 #6炉煤粉细度化与飞灰、炉渣可燃物化验结果

设计煤粉细度 A磨煤粉细度 R200=2.66% R90=24.6% R90=25.82% R90=9.16% B磨煤粉细度 R200=1.24% 0.65% 5.71% 飞灰可燃物 炉渣可燃物 6

图5工况画面对应煤质情况见表5、煤粉细度与飞灰、炉渣可燃物化验结果见表6。从表5看，燃用煤质热值低于设计煤质，锅炉负荷接近额定出力(330MW) ，给煤量会增大。另外，如表6数据，虽然煤质变差，但炉渣、飞灰可燃物明显降低，锅炉经济性反而提高。这主要是由于煤粉细度减小、均匀性提高，煤粉进入炉膛后，易于引燃和燃烬。

经上分析，磨煤机差压料位计改造后，形成了正常、稳定料位测量，使料位控制值提高，煤粉变细、均匀，分离出力反而减小。改造是成功的，取得了一定的经济效益。

4 改造效益测算

通过磨煤机料位计、分离器改造项目的实施和料位控制值的提高，#5、6炉煤粉细度降低、均匀性提高。带来经济性变化是：飞灰、炉渣可燃物明显下降，一次风机耗电率减小；制粉系统响应机组负荷的速度加快，主汽压力、温度更加稳定。 4.1 #5、6炉改造前后经济指标对比

#5、6炉磨煤机料位计、分离器改造项目是在2010年计划检修项目中实施的，为使改造效益测算更为准确，我们将2009年、2011年的相关经济指标作为改造前后的数据进行了对比，见表7。

表7 #5、6炉改造前后主要经济指标对比

飞灰 可燃物（%） 改造前（2009年） 改造后（2011年） 改造后下降值 1.27 0.71 0.56 #5炉 炉渣 可燃物（%） 8.87 4.56 4.31 一次风机耗电率 （%） 0.57 0.51 0.06 飞灰 可燃物（%） 1.43 0.67 0.76 #6炉 炉渣 可燃物（%） 8.71 4.39 4.32 一次风机耗电率 （%） 0.55 0.49 0.06 注：表中数据取自运河厂2009年、2011年生产指标统计

另外，我们发现改造后#5、6炉磨煤机钢球单耗有明显的降低，2009年是192.2g/t煤、2011年是157.5g/t煤，降低了约34.7g/t煤。分析原因是：料位提高、稳定后，钢球与煤的低效磨损与钢球间的无谓磨损量减小，使得钢球单耗降低。 4.2 改造后效益测算

依据300MW机组主要小指标耗差分析结果［2］及表7中飞灰可燃物、炉渣可燃物、一次风机耗电率改造前、后对比数据，计算出#5、6炉供电煤耗下降值，具体数据见下表8。

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表8 #5、6炉改造前后供电煤耗下降数值

变化 范围 （%） 1 1 1 供电煤耗 变化 （g/KWh） 1.23 0.136 3.78 #5炉 变化 （%） 0.56 4.31 0.06 供电煤耗下降值（g/KWh） 0.69 0.59 0.23 变化 （%） 0.76 4.32 0.06 #6炉 供电煤耗下降值（g/KWh） 0.93 0.59 0.23 指标 飞灰含碳量 炉渣含碳量 厂用电率 根据表8中#5、6炉供电煤耗下降值，及2011年运河厂#5、6机组上网电量、标煤单价，按公式：经济效益=供电煤耗下降值×上网电量×标煤单价，测算取得的经济效益，具体数据见表9。

表9 #5、6炉改造后经济效益测算

#5炉 #6炉 供电煤耗下降值（g/KWh） 1.51 1.75 上网电量 （KWh） 1.57×10 1.89×10 99标煤单价 （元/g） 900×10 900×10 -6-6经济效益 （元） 2133630 2976750 效益合计 （万元） 511.0 另外，依据钢球单耗下降：34.7g/t煤、#5、6炉2011年生产统计入炉煤量：1711051t、钢球招标单价： 5500元/t球，按公式：钢球单耗降低节约费用=钢球单耗变化值×#5、6炉2011年入炉煤量×钢球单价=34.7×10-6×1711051×5500×10-4≈32.7（万元）

按以上测算，#5、6炉磨煤机料位计、分离器改造后，在2011年取得的经济效益约是543.7万元。

5 遗留问题

双进双出磨煤机的特点：（1）双进双出、单进单出、单进单出三种运行方式，（2）旁路风的调节风速、预干燥调温作用，（3）容量风大小的高、低负荷适应性，（4）料位的独立控制、高低配合，（5）双进双出独立回路的对称性，（6）分离器效率的影响；这些特点使双进双出磨煤机有更为灵活的调节性。在火电厂煤质变化较为频繁的今天，有待对这些特点进一步加以分析、试验、应用，以适应煤质变化、取得更大效益。但无论怎么变化，料位的准确测量是前提条件。

6 几点结论

通过运河厂双进双出磨煤机在料位测量准确性上的实践与探讨，可以看出： 1) 料位测量准确是双进双出磨煤机正常运行的基本条件。

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2) 双进双出磨煤机在料位测量准确后，选择适当的料位控制值，可以降低发电成

本，可以更好的适应煤质和调节负荷。

3) 一点启示是：精细化运行控制是节能降耗的有效途径，设备测点准确是精细化

运行调整的必要条件。

参考文献：

［1］ 黄新元．电站锅炉运行与燃烧调整［Ｍ］．北京：中国电力出版社，2007：175． ［2］刘正海．火电厂节能与指标管理技术手册［Ｍ］．北京：中国电力科技出版社，2006：174．

作者简介：肖玉生（1966-），男，工程师，从事火力发电厂锅炉运行技术管理工作 电子邮箱：xysh2210@sina.com 电话：0537-2652210，13305377681 地址：山东省济宁市长沟镇 华能济宁运河发电有限公司 邮编：272057

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