取消600MW超临界锅炉密封风机的可行性研究

发表时间:2018/5/8   来源:《电力设备》2017年第34期   作者:张如1 何振波2 龙贱林1 赵付存1
[导读] 摘要:目前国内600MW超临界锅炉的制粉系统多采用双进双出钢球磨煤机正压直吹系统。

        (1.长安益阳发电有限公司  413000;2.国网湖南省电力公司益阳供电分公司  413000)
        摘要:目前国内600MW超临界锅炉的制粉系统多采用双进双出钢球磨煤机正压直吹系统。在初步设计阶段,每台炉设置了两台100%容量的密封风机,在运行实践中,我们发现仅需对原密封风和一次风系统进行少量改造即可取消密封风机,该方案一旦实施成功,不但具有显著的节能效果,而且可以在同类型机组中大量推广。
        关键词:超临界机组;磨煤机;密封风机;节能
        1 概述
        长安益阳发电有限公司拥有两台600MW超临界机组,锅炉采用哈尔滨锅炉厂制造的超临界参数变压运行直流炉,单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型超临界锅炉,锅炉型号为:HG-1913/25.4-PM8。每台锅炉有6套制粉系统。
        2 制粉系统及密封风系统
        2.1 制粉系统
        每套制粉系统由一台磨煤机、两台给煤机组成。磨煤机采用上海重型机器厂生产的BBD-4060型正压直吹式双进双出钢球磨煤机,给煤机采用沈阳华电电站有限公司生产的HD-BSC26型称重式给煤机。每台磨煤机有一台齿轮罩密封风机单独为大齿轮罩提供密封风。
        2.2 密封风系统
        每台炉制粉系统的密封风系统配置两台100%容量的离心风机(正常运行一运一备),从一次风机出口来的冷一次风经密封风机增压后,向正压直吹式制粉系统的磨煤机中空轴、轴承、给煤机提供密封风,防止粉尘外漏;密封风机轴承采用油池润滑、工业水冷却,电机轴承油脂润滑。
        3 不同负荷期间制粉系统与密封风系统运行参数
        3.1 0MW,冲转前,仅D磨煤机及D层小油枪运行:
 
        3.2 100MW,BD磨煤机运行,其他磨煤机备用:

        3.3 200MW,ABD磨煤机运行,其他磨煤机备用:
 
        3.4 300MW,ABD磨煤机运行,其他磨煤机备用:

        3.5 400MW,ABDE磨煤机运行,其他磨煤机备用:

        3.6 500MW,ABDEF磨煤机运行,C磨煤机备用:

        3.7 600MW,ABCDEF磨运行:

        数据说明:本表中数据来源于本厂#4机组于2015年12月30日开机过程中及带满负荷期间的运行参数。
        4 数据对比中发现的问题
        4.1 磨煤机入口冷一次风母管压力普遍比磨煤机负荷风门后压力(即磨煤机内压力)高1.0-3.0KPa。
        4.2 磨煤机入口冷一次风母管压力普遍比磨煤机密封风门后压力高约0.8-2.0KPa。
        4.3 磨煤机对应侧密封风压力普遍比负荷风门后压力高1.0-2.0KPa,其中压力差值最小不足0.2KPa,而现场并无漏风、漏粉现象。
        4.4 密封风母管压力普遍比磨煤机密封风门后压力高出磨煤机密封风门后压力的30%-50%。
        4.5 密封风母管压力普遍比磨煤机入口冷一次风母管压力高处磨煤机入口冷一次风母管压力的30%以上。
        5 问题的分析
        5.1 磨煤机入口冷一次风母管压力普遍比磨煤机负荷风门后压力(即磨煤机内压力)高1.0-3.0KPa,为冷一次风用作磨煤机密封风提供了可能性。
        5.2 磨煤机入口冷一次风母管压力普遍比磨煤机密封风门后压力高约0.8-2.0KPa,为冷一次风用作磨煤机密封风再次提供了数据支持。
        5.3 磨煤机对应侧密封风压力普遍比负荷风门后压力高1.0-2.0KPa,其中压力差值最小不足0.2KPAa,而现场并无漏风、漏粉现象。不但验证了“只要磨煤机密封风门后密封风压大于等于负荷风门后的压力即可实现密封作用,达到密封效果。”理论的正确性,而且以事实证明了只要密封风压大于负荷风门后压力0.2KPa就一定可以实现密封作用保证密封效果。而磨煤机入口冷一次风母管压力普遍比磨煤机负荷风门后压力(即磨煤机内压力)高1.0-3.0KPa,恰好表明冷一次风完全满足磨煤机负荷风门后压力对磨煤机密封风风压的理论要求。
        5.4 密封风母管压力普遍比磨煤机密封风门后压力高出磨煤机密封风门后压力的30%-50%,说明密封风母管到磨煤机密封风门之间压力损失极大。由于上文已经用事实和数据证明了“只要磨煤机密封风门后密封风压大于等于负荷风门后的压力即可实现密封作用,保证现场不漏粉”理论的正确性,所以,密封风母管压力比磨煤机密封风门后压力高出磨煤机密封风门后压力的30%-40%的压力,完全属于无用功。
        5.5 由于前文不但为冷一次风用作磨煤机密封风提供了可能性,而且也提供了数据和理论支持,所以,用密封风机把冷一次风增压至密封风母管压力,使密封风母管压力普遍比磨煤机入口冷一次风母管压力高出磨煤机入口冷一次风母管压力的30%以上,理论上完全是没有必要的,即密封风机理论上是完全可以取消的。
        6 取消密封风机的实施要点
        6.1 取消现密封风机及附属管道阀门设备。
        6.2 适当增大现冷一次风母管管径,保证冷一次风流量。
        6.3 合理选取冷一次风母管与磨煤机密封风管道的连接点,连接点可选取在磨煤机入口冷一次风门附近以缩短密封风管线长度减小管道沿程阻力损失。
        6.4 取消现磨煤机驱动端和非驱动端密封风电动门,改为磨煤机密封风经一个密封风电动总门向磨煤机提供密封风。具体见附图1。
        6.5 为解决解决给煤机断煤时因给煤机密封风手动门关闭不严密导致给煤机带压而无法开孔捅煤的问题,可以把给煤机密封风改接至磨煤机密封风电动门后,使原给煤机密封风手动门成为给煤机密封风二道门改善其隔离效果。
        6.6 修改磨煤机控制逻辑。取消与密封风机相关的磨煤机启动允许条件和跳闸条件。
        6.7 增加密封风与磨煤机内部一次风压差低开关量报警。当磨煤机密封风压力与磨煤机筒体风压力(即磨煤机负荷风门后一次风压力)差值过低时由差压低开关量报警。
        7 经济性核算
        经过以上改造后,不但可以节约一半数量的磨煤机密封风电动门,有效降低设备故障率,减少运行人员的操作量和检修人员的维护量,而且持续具有较高的节能效果。本厂密封风机电机额定功率为160KW,按照机组年平均利用小时数5000小时计算,对密封风系统改造后单台机组每年可因此节约厂用电量80万KWH,若对其他机组也进行相应的优化改造其经济价值更高。
        8 结束语
        目前,600MW超临界机组设计初期,其制粉系统多采用正压直吹式双进双出磨煤机,其锅炉制粉系统的密封风多采用独立的密封风系统。因此,取消600MW超临界锅炉密封风机目前尚属科技创新项目。该项目理论上可行,实际上施工难度不大,一旦实施成功,不但有利于节能降耗、提高机组运行的经济性,而且具备一定的技术推广前景。
        参考文献:
        [1]长安益阳发电有限公司集控运行规程
        [2]哈尔滨锅炉厂 600MW锅炉说明书
        [3]上重BBD4060双进双出磨煤机使用说明书
        作者简介:
        张如(1983—),男,毕业于郑州电力高等专科学校,河南省洛阳市新安县人。长安益阳发电有限公司主控值班员,集控值班员技师、工程师,主要从事600MW超临界机组运行调整及节能优化工作。

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