【摘要】结合公司做好精细化调整的要求，在我公司技术部门的指导下，运行管理科对磨煤机风煤比进行优化调整，既达到节能降耗目的，又提高设备健康水平。
近期在我公司技术部门的指导下，运行管理科组织进行磨煤机风煤比的优化试验，试验前由于运行人员长期养成的操作习惯、经验，磨煤机入口风量均维持在75t/h以上、风煤比在2.4以上，试验后经统一规范要求，严格控制磨煤机风煤比在2.0左右，最高不超过2.2，从试验结果来看无论是经济效益还是设备健康水平都有明显提高。
磨煤机风煤比高低的危害
1、磨煤机风煤比过高，即磨煤机入口风量偏大，磨煤机风速较高，对磨煤机喷嘴环、磨辊磨损较大，长期运行导致设备健康水平下降，磨煤机排渣量会增大，制粉电耗升高；磨煤机风量大，磨煤机内部煤层厚度较小，磨煤机运行时振动较大，不利于磨煤机安全运行；此外磨煤机风煤比较高，一次风速较高，低负荷时煤粉浓度下降，着火点延迟，不利于燃烧和稳定。
2、磨煤机风煤比偏低，磨煤机入口风量低，煤层厚度较大，一次风携带煤粉能力下降，有可能造成磨煤机堵磨；磨煤机风煤比偏低，一次风速较低，煤粉进入炉膛着火点距喷口较近，有可能会造成喷口处结焦；一次风速低，一次风携带煤粉能力下降，会导致磨煤机排渣量增大，磨煤机电流升高。
中速磨煤机风煤比优化调整因素
1、影响磨煤机风煤比的因素
过大、过小的风煤比都要影响到煤粉在炉内的正常燃烧,合理的风煤比可以为锅炉的安全稳定运行提供保障。风煤比的确定应综合考虑磨煤机类型、碾压煤种、制粉系统的安全性、煤粉在炉内的充分燃烧等各个方面。
送粉管最低风速对低煤量时风量的限制对于制粉系统,为了使空气有一定的携带煤粉的能力,限定了最低的介质流速,以保证送粉管内没有煤粉堆积,避免停磨时煤粉自燃。直吹式制粉系统送粉管道的介质流速推荐22～28 m/s
2、煤种对送粉管内风量的要求
合理的一次风速应在保证煤粉输送,燃烧器安全的基础上,实现炉膛内煤粉的优化燃烧,使得炉内有合理的温度场、速度场。煤粉气流中的一次风主要用于燃烧煤粉受热后析出挥发份的燃烧,余下的焦炭颗粒的燃烧由二次风提供的氧气来燃尽,对于不同的煤种,完成析出挥发分燃烧所需的送粉管内的风量存在一定的差别,对于常用的燃用煤,为了保证煤粉前期的充分燃烧,应保证风煤比在1.8左右。
资料推荐的磨煤机最小通风量和最小出力考虑到风速低可能造成送粉管内煤粉的沉积和磨煤机风环风速的降低,从而造成石子煤排放量的骤增,其最小通风量大多规定为额定通风量的70%左右,磨煤机的最低出力则规定为额定值的40%～50%。低于最小出力运行时,由于磨盘上煤层过薄则会造成碾磨部件的直接接触,而导致强烈磨损和振动。磨煤机在额定出力和相应通风量下有一个适合燃烧的风煤比,磨煤机出力下降至50%时,而通风量比需维持在额定值的70%,则此时风煤比将增大很多,煤粉浓度下降。低负荷时,炉膛温度水平本来已降低,又加上风煤比过大,对煤粉着火和稳定燃烧会更加利。
3、磨煤机大出力时磨入口风量的要求
为了保证磨煤机在较大出力下安全可靠运行(干燥出力、磨压差、石子煤排放量、磨出口温度等参数符合要求),碾压的煤粉能够满足锅炉燃烧的要求,在大修周期内满足锅炉运行出力的要求,应保证足够大的入磨风量。在适当的出力下运行,对于ZGM 95G型磨煤机,一般推荐的风煤比为1.8左右,因此出力为40 t/h时,磨入口风量应不低于70 t/h。
热工控制的设置对磨煤机风煤比的要求和风煤比设定的限定在热工控制过程中,如果负荷一定,则总风量确定,只能根据煤质的变化进行较小的调整。煤质差时(挥发分低),应采取较小的一次风率,以降低点火能,在炉内温度较低的情况下点燃,可以保证煤粉在炉内的稳定燃烧,同时为了煤粉的后期燃尽,二次风率应增大；当煤质好(挥发分高)时,应采取较大的一次风率,让煤粉在离喷燃器较远的位置着火,防止燃烧器附近结焦和燃烧器烧毁,相应的二次风率降低,以较好地组织炉内的燃烧。磨煤机传统风煤比曲线为一条直线,热工调节按此曲线进行风量配置,缺乏对煤质变化的适应性。因此,较好的风煤比关系可以较好地适应煤质的变化。
4、影响磨煤机石子煤排放量的因素
为了降低磨煤机石子煤排放量,运行人员通常采取加大磨煤机入口风量的方式,试验和理论分析表明,该运行方式是不可取的。试验表明,运行中较大的风量虽然使磨煤机的石子煤排放量有所降低,但其效果并不明显。由于磨煤机风环间隙较大,一次风的实际通流面积增大,较大一部分的一次风从此间隙流出,未参与托浮煤粉的作用,致使流过喷嘴的一次风量减少,风环风速降低；同时,流经风环间隙的一次风风向为水平向下的流动方向,对正常的风粉混合物流向有一定的扰动作用,阻碍了风粉混合物正常向上的流动状态。同时,由于磨辊靠外侧部分磨损严重,施加于原煤的作用力大大减小,使得原煤在此处得不到充分的破碎,即被排挤到风环的外侧,进入石子煤排放箱内。因此,风环间隙偏大和磨辊磨损严重是造成石子煤排放量增多的主要原因。电厂机组检修人员在磨煤机检修时应尽量减小风环间隙,检修后的风环间隙在5 mm左右,如磨辊磨损严重,建议将磨辊翻转过来使用或更换成新磨辊。
5、磨煤机入口风量过大对燃烧的影响
过大的风量使得输粉管的风速较高,煤粉着火推迟,飞灰可燃物增加,同时会使炉膛的出口烟温升高,影响锅炉燃烧的经济性和过热器、再热器的安全性,严重时造成煤粉着火困难,燃烧火焰不稳定,影响锅炉的安全稳定运行。磨煤机入口风量偏大时风煤比情况,,较大的一次风量使得风煤比严重偏离理想值,恶化炉内燃烧工况。特别在煤质变差的情况下,单磨的出力增大,为降低石子煤排放量采取的大风量运行方式会严重影响着锅炉运行的稳定性,可能导致燃烧不稳定,引发锅炉灭火事故的发生。日常运行中,加强对磨煤机的检修,将石子煤排放量控制在合理的范围内。风环间隙偏大和磨辊磨损严重是造成石子煤排放量增多的主要原因。过大的磨煤机入口一次风量将会使输粉管风速增高,风煤比严重偏离设计值,使燃烧不稳定,影响锅炉的安全运行。结合电厂各自的特点,按文中的分析进行磨煤机风煤比的优化,以为锅炉的稳定运行提供保证。
磨煤机风煤比优化试验总结
1、优化试验在各炉进行后，将各磨煤机风煤比统一要求为2.0，最高不超过2.2，磨煤机风煤比下降后各炉的一次风机电流明显下降；#1炉下降近20A电流，#1炉一次风机用电率由0.54%降至0.44%，#3炉下降近15A电流，一次风机用电率由0.64%降至0.60%，#4炉一次风机电流下降20A，一次风机用电率由0.62%降至0.54%。
2、磨煤机电流有所升高，由于降低了风煤比，原磨煤机通风量降低，一次风携带煤粉的能力降低，使磨煤机内部煤层厚度升高，磨煤机电流普遍升高1-3A。
3、综合制粉电耗下降，#1炉试验前制粉电耗在0.99%，试验后制粉电耗最低降至0.917%；#3炉试验前制粉电耗在1.11%，试验后制粉电耗最低降至1.079%；#4炉试验前制粉电耗在1.09%，试验后制粉电耗最低降至1.02%。
4、磨煤机入口风量减少后，磨煤机出口一次风速有所降低，但降低不明显，仍具有较强的携带煤粉的能力，经现场观察，各喷口无明显结焦，火焰中心无明显变化，主、再热温度无明显变化。
5、磨煤机加载方式为液压加载，现场检查磨煤机排渣情况无异常，排渣量与试验前相比无太大变化，因此风量降低后对磨煤机排渣基本无影响。
6、各磨煤机进出口差压均下降，磨煤机入口风量减少，磨煤机入口风压下降，由于各磨煤机进出口差压为计算值，造成磨煤机进出口差压降低。
7、从化验结果来看，飞灰未出现明显上升的情况，但由于磨煤机入口风量降低，磨煤机电流升高，为避免磨煤机堵磨，各磨煤机分离器转速均降低20-40r/min。
8、磨煤机出口风温控制方面，要求各班按照挥发份计算出本班磨煤机出口风温的控制范围，压高限温度，各磨煤机出口风温基本在要求范围，试验过程中出现个别磨煤机出口风温低于范围温度，已要求机组人员适当增加磨煤机入口风量。
综合上述：磨煤机经过一段时间的风煤比优化试验，机组各项参数正常，综合制粉电耗降低，飞灰未出现大幅上升的情况，磨煤机未发生堵磨及排渣量增大的情况，在进行磨煤机风煤比优化的同时还推进磨煤机出口风温进行优化，要求各班按照挥发分计算出本班磨煤机出口风温的控制范围，压高限温度，合理设定风煤比。要求运行磨煤机入口风量不能低于60t/h，磨煤机出口风温低于规定值下限时，可将磨煤机入口风量适当增加，风煤比最高不超过2.2。
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