沙河电厂磨煤机节能分析

张明

（河北建投沙河发电有限公司，河北 邢台 054000）

1 沙河电厂磨煤机简介

沙河电厂运营2台600 MW超临界机组，每台炉的制粉系统是由6台BBD4060型双进双出钢球磨煤机组成的直吹式制粉系。BBD4060型双进双出钢球磨煤机对锅炉负荷的响应速度快，运行维护简单，但磨煤机耗电率较高。2016年沙河电厂磨煤机耗电率达到了1.02%，占整个厂用电消耗量15.8%，因此有必要对磨煤机运行过程进行系统分析，找出既能保证机组安全运行，又能达到最大限度降低电耗的运行方式。

2 影响磨煤机耗电率的因素分析

磨煤机的耗电率受到很多因素的影响，主要有以下几点：负荷率、煤质、磨煤机筒体内料位、煤粉细度、磨煤机钢球装载量和大小配比等。在发电生产过程，负荷率和煤质的可控性较弱，因此本文只针对料位、煤粉细度和钢球装载量进行详细分析。

2.1 筒体料位对磨煤机耗电率的影响

双进双出钢球磨煤机在运行中通过压差测量装置监测磨煤机内的煤位。煤位控制较低时，磨煤机的耗电率会相应减少，但是钢球与煤之间的研磨变差，磨煤机的出力也降低，同时筒体内储备的煤粉也减少，不利于负荷的快速响应。煤位控制较高时，磨煤机耗电率增加，且煤位过高时钢球与煤的撞击变差，严重时会造成磨煤机堵粉。因此，磨煤机筒体料位的控制应综合考虑负荷调整、磨煤机安全运行以及降低磨煤机的耗电率。

2.2 煤粉细度对磨煤机耗电率的影响

磨煤机通过调整分离器叶片角度来调节进入炉膛的煤粉细度，较大颗粒的煤粉从一次风粉混合物中分离出来，通过回粉管与原煤一起进入磨煤机内继续研磨，细度合格的煤粉通过分离器送至锅炉燃烧。煤粉细度越小，越有利于炉膛内煤粉的燃烧，飞灰可燃物含量就越小，锅炉热经济性越高。但煤粉细度越小，磨煤机出力也会越低，同样负荷下可能需要运行的磨煤机台数就越多，使磨煤机的耗电率增加。因此，煤粉细度的控制需要综合考虑磨煤机耗电率和锅炉效率等。

2.3 钢球装载量和大小配比带来的影响

磨煤机筒体内钢球的装载量越接近于厂家的推荐装球量，钢球磨损越少，磨煤机的出力越大，同负荷条件下，可能需要开启的磨煤机台数越少。但是，单台磨煤机筒体内钢球装载量越大，该磨煤机工作时的耗电率就越大，同时钢球的损耗也越大。因此在确定磨煤机钢球最佳装载量和大小配比时，需要综合考虑一定负荷下磨煤机的运行台数、单台磨煤机耗电率、钢球损耗等因素。

3 确定磨煤机最佳运行方式

3.1 磨煤机料位的控制

在实际工作中我们摸索发现，将双进双出磨煤机料位差压控制在700～800 Pa时，既能保证磨煤机的安全运行，又能保证磨煤机有较多的煤粉储量来应对给煤机的短时断煤，同时还能保证磨煤机的耗电率相对较低。

3.2 煤粉细度的控制

煤粉细度关系着锅炉飞灰可燃物的含量，对于600 MW超临界凝汽式火电机组，当飞灰可燃物含量提高1.0%～15.0%时，供电煤耗将提高0.85～29.5/kW·h，而如果煤粉细度过细，不仅会增加磨煤机耗电率，还有可能造成磨煤机出力不能满足锅炉负荷要求。因此，综合考虑机组运行安全、磨煤机耗电率和飞灰可燃物含量后，我们确定锅炉飞灰可燃物含量控制在2%左右，对应的煤粉细度控制在8%～10%.

3.3 磨煤机钢球装载量和大小配比的控制

在磨煤机运行中，需要根据钢球的磨损情况经常补充新的钢球，而反映磨煤机筒体内钢球磨损情况最直观的参数就是磨煤机电流，在其他条件不变的情况下，磨煤机电流如果出现明显下降，表明筒体的钢球磨损率较大，需要添加新的钢球。钢球的添加频率和每次添加量对磨煤机耗电率有着很大的影响。为了找到磨煤机最佳的钢球添加方式，我们进行了长达6个月的磨煤机添加钢球试验。

3.3.1 试验原理和方法

磨煤机电流瞬时值随着机组负荷的变化不断变化，因此很难将其作为添加钢球的依据。但是当机组一天的平均负荷不变时，如果没有其他因素影响，磨煤机一天内的平均运行电流变化也不大，这样我们可以通过数据统计和分析找出机组典型负荷区间下，磨煤机耗电率最小时的平均运行电流，并以此作为添加钢球的依据。实际工作中，在不同月份电网负荷有着较稳定的波动特征，可以根据电网负荷预测信息和工作经验对较长时间段内机组平均负荷进行预判，然后调整磨煤机钢球添加量和添加频次，使磨煤机平均运行电流运行在磨煤机电耗最小值，从而达到降低磨煤机耗电率的目的。具体试验步骤如下：①试验中不断改变磨煤机钢球加球频次和每次加球量；②记录磨煤机每天的平均电流、机组平均负荷和当天的磨煤机耗电率；③将所得数据进行统计、比较和分析，找出典型负荷区间下磨煤机耗电率最小时所对应的平均电流。

表1 试验数据统计结果

3.3.2 试验数据分析

经过大量的数据统计和数据分析，我们得到了以下试验结果，如表1所示。从表1数据可知：当机组平均负荷在300～350 MW之间时，改变磨煤机加球量使磨煤机平均电流保持在125A左右，磨煤机耗电率最低可以降至1.05%；当机组平均负荷在350～400 MW之间时，改变磨煤机加球量使磨煤机平均电流保持在118A左右，磨煤机耗电率最低可以降至0.98%；当机组平均负荷400～450 MW之间时，改变磨煤机加球量使磨煤机平均电流保持在122A左右，磨煤机耗电率最低可以降至0.94%；当机组平均负荷在450～500 MW之间时，改变磨煤机加球量使磨煤机平均电流保持在120A左右，磨煤机耗电率最低可以降至0.85%；当机组平均负荷在500～550 MW之间运行时，改变磨煤机加球量使磨煤机平均电流保持在120A左右，磨煤机耗电率最低可以降至0.89%.

4 磨煤机耗电率降低效果

经过对磨煤机料位、煤粉细度和钢球量的精细控制，2017年沙河电厂磨煤机耗电率降至0.99%，比2016年降低了0.03%，节约电能1.8×106kW·h，考虑到2017年存在6个月的试验摸索阶段，如果全年按上述调整方法进行磨煤机的精细控制，磨煤机耗电率还有较大的下降空间。在节约厂用电的同时，2017年沙河电厂磨煤机钢球损耗并未大幅增加，全年损耗钢球175 t，仅比2016年增加了3 t。统计数据表明，上述调整手段能够有效降低磨煤机耗电率，同时能够保证机组的安全运行，具备良好的工程可行性。在具体实施过程中，上述调整措施立足于入炉煤质的基本稳定和对同期平均负荷较准确的预测，因此降低磨煤机耗电率的效果，在很大程度上也取决于机组运行经验的积累和总结。不同于其他大多数调整手段把“物”的重要性放在第一位，该文介绍的降低磨煤机耗电率措施首先着眼于“人”的主观能动性，把对设备的调整立足于运行人员根据运行经验对未来一段时间内机组运行状况作出的预测，这也为发电厂其他厂用设备降低耗电率提供了一种新的思路。

［1］冷欣超，肖玉生.双进双出磨煤机钢球单耗高原因分析和对策［J］.科技向导，2012（12）.

［2］张骁博，杨建国，赵虹.钢球磨煤机制粉系统运行优化的试验研究［J］.动力工程学报，2010（2）.