制粉系统设计论文参考文献

摘 要：文章从600 MW亚临界锅炉的运行调整方法入手，通过锅炉容量、汽温控制、燃烧调整等各方面的分析，为以后亚临界机组的调试及运行提供条件，为机组移交节省时间，为机组的安全、经济、稳定运行提供保证。 关键词：亚临界锅炉；运行；汽温控制；燃烧调整 中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）03－0046－02 某发电厂2×600 MW亚临界锅炉为一次中间再热、亚临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、Ⅱ型布置。30只低N0x轴向旋流燃烧器采用前后墙布置、对冲燃烧，6台HP1003中速磨煤机配正压直吹制粉系统，除渣采用机械式除渣方式即风冷式排渣机系统。 1 锅炉容量及主要参数 过热蒸汽 最大连续蒸发量（BMCR）2 000 t/h，额定蒸发量（BRL）1 t/h，额定蒸汽压力（BMCR/BRL） MPa•g/ MPa•g，额定蒸汽温度571 ℃。 再热蒸汽 蒸汽流量（BMCR/BRL）1 t/h，BMCR工况的进口/出口蒸汽压力 MPa•g/ MPa•g，BRL工况的进口/出口蒸汽压力 MPa•g/ MPa•g，BMCR工况的进口/出口蒸汽温度 ℃/ ℃，BRL工况的进口/出口蒸汽温度 ℃/ ℃，BMCR工况的给水温度 ℃，BRL工况的给水温度 ℃。 2 600 MW亚临界机组汽温控制 汽温控制是锅炉调整的主要任务之一，不仅影响机组的经济性，且影响锅炉管壁的安全。近年来，各火电机组的非停锅炉方面所占比重较大，其中，炉管泄漏更是重点。所以，运行人员对汽温的调整，重点是避免汽温超限，控制锅炉管壁温度不超温。 影响锅炉汽温控制的主要因素（烟气侧、蒸汽侧）有：①煤质变化，主要指发热量、含水量的变化；②制粉层次的调整，主要指启停上下层制粉系统，改变上下层制粉系统出力；③锅炉总风量的变化，包括二次风档板开度调整，二次风箱与炉膛差压大小；④锅炉烟气档板开度的调整；⑤锅炉受热面积灰、结焦，吹灰器投运方式；⑥机组负荷变化；⑦锅炉减温水量变化；⑧给水温度变化；⑨锅炉水煤比控制失调等。 根据锅炉汽温变化的这些因素，运行中可针对性地进行调节。对于直流炉来说，水煤比是影响锅炉过热汽温的根本因素，其主要受煤质变化影响，煤质好该参数就大，煤质差就小。水煤比控制是要确保锅炉燃料与给水量对应关系在正常范围内，否则就造成低汽温或高汽温，两者都会影响锅炉管材寿命，还可能造成汽机应力变大。水煤比数据起到参照作用，在相对短的时间内，它的变化趋势反映着锅炉的运行状况，很直观。实际上控制水煤比的原则就是保证锅炉中间点温度在正常范围。由于不论是煤量变化还是水量变化反映在中间点温度变化上是需要一定时间的，所以水煤比数据是参照，是提前反映量，中间点温度是目标、被控量。 在调整上主要还是看汽水分离器出口温度的变化，即控制汽水分离器出口中间点温度，保持5～30 ℃的过热度，具体数值需要根据锅炉汽温、管壁温度进行修正。 锅炉减温水的使用。过热器系统设置两级喷水减温器，一般一级减温水作为粗调，二级减温水作为细调，确保过热器各级温度在正常范围内，每级减温器均为2只，喷水水源取自给水母管。喷水减温器采用笛型管结构，筒身内设置套筒，减温器总长度为5 m。在BMCR工况下，过热器减温水的设计流量约为6%BMCR，过热器减温水管路的最大设计通流量可达12%BMCR。为保证喷水减温后的汽温高于饱和温度、低负荷下，一、二级喷水电动截止阀一般闭锁开，不能投用减温水。 考虑机组在启动工况时间较长时控制汽温使用，电厂二期600 MW超临界机组实际没有这个联锁，在低负荷时使用减温水须谨慎，不能造成过热汽温低于饱和温度。另外，过热器进、出口集箱之间的所有连接管道均为两端引入、引出，并进行左右交叉（两级交叉），确保蒸汽流量在各级受热面均匀分配，避免热偏差的发生。 在2根再热器冷段管道上各布置1只事故喷水减温器，喷水水源取自锅炉给水泵中间抽头。再热器减温水管路的最大设计通流量为BMCR工况下再热汽流量的。再热器温度正常主要靠布置在锅炉尾部烟道的再热器侧档板进行调节，应急情况下才采用喷水减温。 影响汽温的其他因素均为干扰，运行中可根据干扰性质进行提前调整或应急调整。一般正常情况下，机组负荷稳定，煤质稳定，锅炉汽温变化不大，在上述影响因素下，汽温发生变化，一方面，要提高减温水自动调节水平，及时正确响应，另一方面，监盘人员及时预知、发现是关键，在减温水自动调节不正常时，及时切除自动进行手动调节，必要时进行制粉出力、锅炉风量、二次风档板、烟气档板等联合调节，在温度变化趋势变缓后，逐渐恢复正常方式，调整时应控制好调节幅度。 需注意的是，正常监视汽温时，锅炉管壁温度也是监视重点，控制锅炉管壁不能超限运行，调整无效情况下要降汽温运行，必要时降负荷运行。尤其是机组启动时速度过快，易造成管壁温度超限。所以，对于运行，结果很重要，过程也很重要，要引起重视。 3 600 MW亚临界机组燃烧调整 注意优化制粉系统运行方式 （1）尽量保持制粉系统前后墙对冲均衡方式运行，低负荷时同侧制粉系统不应断层运行，保证锅炉燃烧中心集中。 （2）低负荷或燃烧不稳定时尽量避免制粉系统启停操作，减少扰动，必须进行制粉系统启停时，应在锅炉工况稳定时或投油助燃后进行。 （3）根据机组负荷、总煤量适时启停制粉系统，尽量保持运行磨煤机出力不低于40 t/h，以保证单个燃烧器的燃烧强度。 （4）制粉系统启停时，磨煤机风量应压低限控制，特别是中、下层给煤机跳闸或停运后应及时减小风量或将磨煤机及时停运，避免对运行燃烧器燃烧产生扰动。 （5）机组低负荷时发生制粉系统跳闸，应立即投油、调整，首先确保运行制粉系统稳定，还要监视一次风机运行工况，防止一次风机喘振跳闸。 （6）制粉系统运行中要重点加强对锅炉火检信号的监视，出现火检信号闪动、不稳时要及时投入相应油枪助燃，待燃烧稳定后方可逐个退出油枪运行。 锅炉总风量控制要注意风煤比 可参照氧量进行调整，一般烟气含氧量保持在4%左右，低负荷可控制高点到6%左右，避免风煤比过大。 对锅炉本体吹灰的控制 锅炉本体吹灰应尽量选在锅炉燃烧稳定时进行。若煤质较差又必须吹灰时，可在高负荷下采用单吹方式，吹灰期间若燃烧出现异常，应紧急退出吹灰器。 低负荷的降负荷调整 机组负荷低于400 MW以下时降负荷操作应缓慢，若机组在CCS（或AGC）控制方式下，可与调度协商减缓降负荷速度及降幅，将负荷变化率、压力变化率适当下调，避免煤量向下过调，引起炉膛燃烧不稳。 投油助燃调整 锅炉燃烧发生波动、火检不稳，不能根据负荷投油（一般要求正常情况下，接近锅炉稳燃负荷才投油，280 MW以下），应根据当时煤质、炉内燃烧情况，及时投油助燃。 加强对锅炉燃烧工况的监视和调整 要实时监视负荷和煤量对应关系，当发现煤量和负荷严重偏离时，要加强对锅炉燃烧工况的监视和调整。 4 结束语 综上所述，在电厂600 MW亚临界锅炉运行中，汽温控制和燃烧调整是超临界锅炉运行中的两大控制难点，也是运行中易发生的问题，甚至导致机组跳闸。在生产运行中总结经验，采取可靠易行的措施，解决生产中的实际问题，保障锅炉的安全稳定、经济运行。 参考文献： ［1］郭飞，郝青哲，王�.600 MW亚临界机组锅炉效率分析［J］.东北电力技术，2011（02）. ［2］关志峰，杜学慧.浅析600 MW亚临界机组锅炉的燃烧优化［J］.科技资讯，2011（05）. （编辑：尤俊丽） On the 600 MW Sub－critical Boiler Operation and Combustion Adjustment Zhang Bo Abstract: The articler starts from the operation adjustment method of 600 MW subcritical boiler, and through the analysis of boiler capacity, steam temperature control, combustion adjustment, provides the conditions for the later sub－critical unit commissioning and operation for the unit transferred to save time for the safe, economical and stable operation of unit to provide a guarantee. Key words: sub－critical boiler; operation; steam temperature control; combustion adjustment

发展低碳经济已成为全球性共识，我国已把发展低碳经济，应对气候变化作为国家经济社会发展的重大战略，到2020年的行动目标，单位GDP的CO2排放强度比2005年下降40-50%。在实现这一目标的过程中，电力行业，尤其是火力发电领域承担着及其重要的责任。当前，我国清洁煤发电技术和装备有了巨大的进步，大容量CFB锅炉技术已臻于成熟，300MW等级CFB锅炉在国内已全面普及，600MW等级机组已经开始研究并已实施。为了满足脱硫环保的要求，CFB机组的运行石需要掺烧石灰石粉，进入膛内的石灰石粉品质，粒径及级配，石灰石粉量等都有严格的要求，石灰石粉一旦达不到要求，就会影响炉内脱硫的效果，甚至影响其它系统。目前国内CFB很多电厂石灰石粉直播系统的运行还不够理想，其中最重要的原因之一就是粉碎设备，尤其是细碎设备的设计和选型不当，因此做好石灰石粉细碎设备系统的设计，是一项非常迫切和重要的工作。1、粉碎的基本概念，方式和原则粉碎的基本概念固体物料在外力作用下克服其内聚力使之破碎的过程称为粉碎。因处理物料的尺寸大小不同，可大致分为破碎和粉磨两个过程：使大块物料碎裂成小块物料的加工过程称之为破碎；使小块物料碎裂成细粉末状物料的加工过程称为粉磨。粉碎的方式基本的粉碎方式有：挤压粉碎，冲击粉碎，摩擦剪切粉碎和劈裂粉碎等，如下图： 粉碎方式 机理 典型设备 挤压粉碎 工作部件对物料施加挤压作用，物料在压力作用下发生粉碎。 颚式破碎机 挤压-剪切粉碎 物料在挤压和剪切两种作用力下发生粉碎。 柱磨，雷蒙磨，钢球磨，立磨，棒磨 劈裂粉碎 对物料在工作部件的劈裂作用下而粉碎 冲旋破碎机 冲击粉碎 工作部件高速运动对物料进行冲击或者物料高速运动向固定壁冲击而发生粉碎。 锤式破碎机 粉碎的基本原则对于物料的粉碎，经过大量理论研究和运行实践证明，存在一个破碎和粉磨最佳经济点即至某一粒度以上宜采用破碎，至某一粒度以下宜采用粉磨，也就是常说的分段破碎原则。破碎机运行时，破碎用的锤头或者刀具处于高速运动状态，通过撞击或者切削的作用力方式，更适合将大块的原料破碎成为较粗的物料；磨机运行时，速度相对慢得多，通过较为笨重的碾辊等大质量金属件碾磨挤压物料，更适合将小块物料进一步粉碎，有利于制备系统的节能，提高经济性。部分学者通过研究得出自己的研究结果：①诺尔斯及法栾特从碎矿和磨矿能耗降低的角度出发，用邦德公式计算结果作图，得出碎至交给磨矿时能耗最低。②前苏联研究者从碎磨成本最低的角度出发测算出大型选厂碎矿最终粒度4-8mm最好，小型选厂最终10-15mm.。综合下来，目前国内物料粉碎基本可按以下粒度选择粉碎设备型式：2、CFB机组石灰石粉出力及粒度级配的需求石灰石粉耗量要求CFB机组的石灰石耗量主要与以下3个因素有关：①煤质中的含硫量，②机组的容量，③烟气排放标准。我国的煤质硫分偏高，单位发热量低，随着烟气排放标准越来越高，所需石灰石耗量也越来越大。粒度，级配要求CFB机组对石灰石粒度，级配有着严格的要求。掺烧的石灰石粉偏粗时，石灰石粉在炉膛内反应的表面积不足，会导致脱硫效率偏低；掺烧的石灰石粉偏细时，石灰石粉会因为在膛内停留的时间过短，也会导致脱硫效率偏低。现代阶段CFB机组要求石灰石成品粉粒径小于等于1mm，下图是某工程炉内要求的石灰石粉粒度级配曲线:：3、石灰石粉碎设备的选择电厂购买的石灰石原料，往往都是矿山初步破碎后的石灰石原料，电厂石灰石制备系统设计时，可根据原料进厂粒度，按照分段破碎的原则，选择采用破碎+磨制或者直接采用磨制的方式。石灰石的粗碎石灰石原料进厂粒度一般在100mm左右，经过粗碎机破碎后粒度要求在30mm以下，相对容易实现，一般采用国产破碎机即可。石灰石的细碎根据CFB锅炉厂要求，石灰石成品粉粒径小于等于1mm，宜采用粉磨方式制备，也有个别厂家采用进口破碎机。以下是国内电厂常用的粉磨设备： 序号 磨机种类 出料粒径范围 备注 1 钢球磨 ≤ 偏小 2 棒磨 0～4mm 3 雷蒙磨 ～ 偏小 4 深湘柱磨机 0～2mm 5 冲旋式破碎机 0～2mm 6 齿辊式破碎机 0～5mm 美国钢莱克 7 锤式破碎机 0～5mm 德国奥贝玛 CFB机组要求石灰石粒径在0—1mm这个区间，这个区间的粒度和粒度分布要求实际是难以达到的。国外绝大多数破碎机公司包括美国钢莱克机械制造有限公司、德国的FAM、美国宾夕法尼亚州破碎机公司、美国破碎机公司、德国奥贝玛破碎技术有限公司等，现在一般都不做这种粒度的破碎，国内用过破碎机的经验告诉我们，实际上运行效果也很难以保证成品粉的粒径要求，如安徽淮北临焕电厂等，采用美国钢莱克破碎机，设计要求1mm，但实际运行平均粒径是3mm，最大粒径5mm；德国奥贝玛公司采用破碎机加机械筛分的闭式系统，后面介绍对比情况。钢球磨是制粉系统常用的设备之一，可靠性较高，出力大。但是它的出料粒径偏细，控制手段少，不能满足设计要求，另外他耗电量较大，噪音大、粉尘污染较大，设备价格也较高。雷蒙磨达不到这个级配要求，另外出力也较小，不适宜用于大型CFB机组石灰石粉制备。棒磨机磨石灰石粉通常是在传统的棒磨机的基础上增加了选粉系统。由于制造等方面的原因，其筛板的制造还达不到原设计要求，带来的问题是出力下降，可靠性降低。同时，他的出力也较小（20t/h），耗电量较大，噪音大、粉尘污染也比较大、设备价格较高。冲旋式破碎机是国内近几年来开发的一种新型破碎机，但虽然它具有破碎性能好、体积小、电耗低等特点，但冲旋式破碎机刀片磨损很快，使用寿命大约500h，更换频率高，维护量大，另外出力也较小（20t/h），不能满足设计要求。柱磨机是在石灰石粉破碎上普遍采取的一种磨机，采用反复滚压原理生产石灰石粉，具有产量高、噪音小、磨损小、耗电量低、控制调节手段较多等优点，尤其是易损件辊轮由耐磨合金铸铁经过特殊热处理生产的，其使用寿命时间长，衬板为2年，辊轮3年。另外可以调节转速、碾辊与衬板的间隙、下料筒高度等方式来控制出料的粒径，技术性能指标（加上后续闭式系统）是目前各种细碎设备里最接近设计要求的（后面介绍测试数据）。综合对比下来，柱磨机占有明显的优势，推荐采用柱磨机。锤式破碎机和柱磨机系统的试验测试为切实做好石灰石粉碎设备的选型工作，我们对全国范围内采用石灰石粉制备电厂进行了广泛的调研，在此基础上对四川白马300CFBMW电厂和云南巡检司电厂的石灰石粉制备系统开展了重点调研、测试试验和分析工作。白马电厂300MW CFB机组石灰石制备采用的是两级破碎机+机械筛分系统的闭式系统，二级破碎机德国奥贝玛锤击式破碎机；云南巡检司电厂2*300MW CFB机组石灰石粉制备采用的是一级破碎机+柱磨机+气力风选系统的闭式系统。经测试国网白马电厂石灰石制备，设计出力65t/h,实际出力30t/h；华电云南巡检司电厂石灰石制备，设计出力50t/h，实际出力50t/h.根据试验测试的结果，柱磨机系统在出力和级配方面数据明显优于锤击式破碎机系统，更能满足大型CFB机组的要求。白马电厂石灰石粉制备系统的应用白马600MW CFB工程为1*600机组，石灰石粉耗量为,石灰石入厂粒径《=30mm，要求成品粉粒径《=1mm。安工程需要，设置3套50t/h制备系统。设计时，按两级破碎机和柱磨机两个方案拟定，两种方案经济比较如下： 项目 两级破碎（二级采用进口设备） 柱磨机 备注 初投资 3*400万 3*218 运行费 3* 3* 维护费 3*135 3*40 经济性上来看，柱磨机占有明显的优势。白马电厂最终采用柱磨机方案。结论综上所述，CFB机组石灰石粉碎系统设计和设备的选择推荐原则如下：1， 应遵循分级粉碎原则，粗碎采用破碎机，细碎采用柱磨机。2， 当石灰石来料粒度《=30mm时，可直接采用磨机。3， 石灰石粉的细碎设备推荐采用柱磨机。参考文献[1]谢洪勇，刘志军。粉体力学与工程，2007，7.[2]陶珍东，郑少华。粉体工程与设备，2010，2.[3]陈建斌，罗明鑫。石灰石制备系统收资报告，2006，11.[4] 杨爱丽，胡学武。循环流化床锅炉岛石灰石制粉系统的设备配置及设计优化，2003，10.参考设备[1]长沙深湘通用机器有限公司作者简介：易礼容（），男，最高学历本科，高级工程师，从事于电力行业除灰渣系统技术研究、设计工作。王仕能（），男，最高学历本科，工程师，从事于电力行业除灰渣系统技术研究、设计工作。许华（），男，最高学历本科，教授级高级工程师，从事于电力行业除灰渣系统技术研究、设计工作