褐煤燃烧制粉系统比选专题报告.docx

乌拉盖电厂2X600MW空冷发电机组工程可行性研究专题报告褐煤燃烧制粉系统比选专题报告2005年1月呼和浩特批准:审核:校核:编写:1 .概述2 .煤质资料及分析3 .风扇磨煤机制粉系统和中速磨煤机制粉系统方案比较4 .风扇磨煤机直吹式制粉系统方案5 .中速磨煤机直吹式制粉系统方案6 .风扇磨煤机制粉系统和中速磨煤机制粉系统方案经济性比较7 .结论1概述乌拉盖电厂2X600W空冷发电机组工程位于内蒙古自治区锡林 郭勒盟东北部的乌拉盖综合经济开发区境内电厂规划容量为 6x600W,本期2x600MW机组，配国产化亚临界空冷燃煤机组乌拉盖电厂工程燃用乌拉盖矿褐煤我国的褐煤资源丰富，己探明 的储量近1098亿吨，同时由于本工程煤全水份高达34.6%左右，故对 我国未来燃褐煤电厂的示范性十分重要因此本期工程锅炉制粉系统 的优化及主要设备的选型也十分必要本报告就本期工程特点及燃煤 特性制粉系统优化及主要设备-磨煤机的选择进行论证2煤质资料及分析制粉系统优化必须首先研究工程的燃煤特性，对所建议的制粉系 统提出特殊的要求（如采用的系统.系统配置等）、然后根据以上确定 所需的磨煤机台数及布置，以选择较优秀的制粉系统及磨煤机配置。

乌拉盖电厂工程按业主提供的煤种，电厂本期工程年燃煤量约为 406万吨根据业主委托机械工业哈尔滨火电设备性能检测中心做出 的化验报告，确定煤质分析如下：项 目符号单位设计煤种元收到基碳Car%42.00素收到基氢Har%3.33分收到基氧Oar%10.78析收到基氮Nar%1.02收到基全硫St,ar%0.19工 业 分 析收到基灰分Aar%8.08收到基水分Mt%34.6空气干燥基水分Mad%4.65干燥无灰基挥发分Vdaf%48.32收到基低发热量Qnet,arKJ/Kg15780Kcal/kg3774磨损指数Ke ——0.74哈氏可磨性指数HGI—52灰 熔 点变形温度DT℃1230软化温度ST℃1260熔化温度FT℃1320灰成分二氧化硅SiO2%63.22三氧化二铝AI2O3%9.60三氧化二铁F©203%8.15氧化钙CaO%9.29氧化镁MgO%2.39氧化钾K2O%0.52氧化钠Na2O%0.43三氧化硫SO3%3.82二氧化钛TiO2%0.63二氧化镐MnO2%0.30其他%1.655分析上述煤质分析数据可以得出如下结论：1)根据乌拉盖电厂设计煤种为褐煤、收到基水份为34. 6%、挥发份在48. 32%及哈氏可磨性指数等分析,属于高水份、高挥发份和低 可磨性、中等发热值，易着火、低磷低硫优质褐煤。

2)乌拉盖电厂工程设计煤质磨损指数0.74,属磨损性不强煤 质3)从灰熔点看，无论设计煤种属于结渣性煤3 .风扇磨煤机制粉系统和中速磨煤机制粉系统方案比较根据《火电厂设计技术规程》(DL5000-2000)和业主给定的煤质， 制粉系统主要是选择了风扇磨直吹式制粉系统和中速磨直吹式制粉 系统进行比较优化采用风扇磨煤机和中速磨煤机制粉系统均是可行 的,但也都有一些问题《火电厂设计技术规程》(DL5000-2000)中8. 2.1条规定：对于大容量机组,在煤种适宜时,宜优先选用中速磨煤机；燃用高水份、磨损性不强的褐煤时，宜选用风扇磨煤机；对于风扇磨制粉系统方案，在条文说明中说明了 “磨损性不强的 褐煤”，指磨损指数W1. 5,包括高水粉的软褐煤及高灰份的硬褐煤; 本工程K.为0. 74,满足解释条文说明中的磨损指数W1. 5的要求,因 此采用风扇磨煤机可能磨损较小同时煤的灰份含量、灰份中所含的 石英、硅酸盐和硫化铁的总量决定了煤的磨损性能，木工程煤的灰份 含量小，发热量相对较高，故折算灰份量较小，所以整体的磨损性能 不大我国东北现运行的燃烧褐煤电厂与木工程业主提供煤质中主要磨损指数和与磨损有关的元素列表对比如下:项目乌拉盖电厂双辽电厂（霍林河煤）伊敏电厂元宝山发电厂2、3号炉现用煤煤磨损指数0. 74无磨损指数无磨损指数3. 57灰份8. 08%28. 88%〜32. 88%19%25. 6%〜30%Fe2O38. 15%12. 11%12. 7%8. 2%〜9. 2%SiO263. 2261. 81%54. 6%59. 9%〜64. 6%由列表可以看出，双辽电厂、伊敏电厂的灰份都比本工程大得多。

元宝山电厂3号炉燃用煤磨损指数3.57,要比正蓝电厂大得多，现 该厂2号炉、3号炉均燃用该煤种，2号炉风扇磨煤机打击板寿命 1000~1100小时，据磨煤机制造厂沈重和长春发电设备总厂专家介 绍，德国公司设计的元宝山S70风扇磨煤机设计和制造有一定问题， 由于磨煤机内流场设计不当，径向磨损较大，中期后通风量下降较大, 制造厂建议对分离器通流部分改造，以改变现在的流场不畅的问题 而双辽发电厂风扇磨煤机运行情况较好，打击板可运行达1900小时 左右根据以上分析结果，木工程业主提供煤质属于比较好的褐煤根 据上述几个电厂的运行经验，估计乌拉盖电厂打击板寿命2500小时 应该是可能的由于风扇磨的缺点是易损件的寿命较低，需经常更换叶轮，故检 修工作较为频繁，其检修采用全液压万向转动的风扇磨叶轮检修车进 行检修，设置锅炉四周的检修通道，由检修车拆除叶轮并运送到两炉中间后部的检修间进行检修中速磨正压直吹式制粉系统具有调节性能好、系统比较简单、运 行方便、维护工作量小等特点2000版火规条文说明中指出：“煤种 适宜“系指冲刷磨损指数Ke<5.0的烟煤、高挥发份贫煤及水份较低 （外在水份W15%）的硬质褐煤。

木工程业主给定的设计煤质按煤粉 水份为15%计算，表面水份为19. 6%,高于规程中的表面水份，但条文 说明中接着又提出：根据国外经验，对某些水份较高（全水份毗接 近40%）的褐煤，也可采用中速磨煤机该段说明为“也可采用”， 我们的理解是对高水份褐煤选择中速磨煤机制粉系统方案也是可行 的，但必须有相应的措施本工程煤粉全水份34.6%,国内目前没有 如此高水份褐煤采用中速磨直吹式制粉系统方案的业绩国内己经投 产的元宝山3号机组,全水分25. 88%,为提高一次风温，利用机组大 修期在回转式空预器出口又串联设置了一次风暖风器，使一次风温达 370℃,才基本满足了制粉系统干燥需要；同为北方联合电力投资建 设的内蒙古上都电厂通过多方分析论证后采用中速磨正压冷一次风 机制粉系统，设计煤种的全水分为29. 5%（设计煤种），也是增设了管 式空预器后将一次风温提高至430℃以增强制粉系统的干燥出力我 们也了解到国外公司如美国ABB-CE公司、美国B&W公司等在美国得 克萨斯、蒙古国用过中速磨煤机磨制水份高达38%的褐煤的经验对 于本工程煤质如此高水份,采用中速磨制粉系统干燥出力是否能满足, 特别是在冬季（燃煤温度低）和雨季，还应在试磨后最后确定。

根据以上分析，采用风扇磨煤机和中速磨煤机制粉系统方案都是可行的，但也都有一些问题，因此对风扇磨和中速磨制粉系统两个方 案进行了计算工作4 .风扇磨煤机直吹式制粉系统方案4.1 风扇磨煤机选型计算根据本工程燃煤特点，选择8台风扇磨煤机，风扇磨煤机性能计 算结果如下：运行方式：6+2BMCR%工况下出力：60. 42t/hBMCR%工况下通风量：200000m7h提升压头：1800Pa出口温度：120c煤粉细度：R90=50% ； R1000=3s5%电机功率：1000kW4 . 2风扇磨制粉系统方案特点及热力计算结果风扇磨制粉系统具有磨煤+通风的特点，具有系统简单、运行方 便、运行经济性好等优点燃用高水份褐煤采用这种系统是比较适宜 的风扇磨制粉系统可采用三介质和二介质做干燥剂系统，本工程设 计是按照二介质（高温炉烟+热风）做干燥剂的风扇磨直吹式制粉系 统本工程采用风扇磨直吹式制粉系统还具有如下特点：a.由于本工程燃用褐煤水份较高,采用风扇磨直吹式制粉系统引 入高温炉烟作干燥剂，对水份的适应性好,调节性能好,抽取高温炉烟,可以更充分地将煤干燥b.本工程褐煤的高挥发份使制粉系统的防爆问题显得更加突出， 由于风扇磨直吹式制粉系统的干燥剂的加入，可以有效地防止制粉系 统爆炸，满足了系统 安全运行的要求。

C.风扇磨对煤质变化的适应性也较好风扇磨煤机直吹式制粉系统具有燃料的干燥、研磨和输送三种功 能具有系统简单、运行维护方便、制粉电耗低、施工工期短等特点 原煤经给煤机落入落煤管，与其中高温干燥剂混合，得到初步干燥后, 进入风扇磨，在破碎的过程中得到进一步的干燥，风扇磨木身产生的 压头，克服系统阻力，将合格煤粉直接送炉膛燃烧磨煤机的干燥介 质能同时满足燃煤的干燥，制粉系统通风和一次风量的要求，并有随 负荷变动进行调节的能力制粉系统在选用干燥系统的同时，必须满足以下2个条件：a.干燥剂中的含氧量小于12%或二氧化碳含量不小于4%,以满足 制粉系统的防爆要求；b.在锅炉各种负荷情况下，能较好地满足锅炉对一、二次风比例 和风速的要求，以保证炉膛的燃烧本工程锅炉采用双烟道“口”型布置锅炉为亚临界、一次中间 再热、控制循环汽包炉，锅炉采用平衡通风，直流燃烧器，固态排渣 采用8台风扇磨煤机，其中6台运行，2台备用（一台检修备用，一 台运行备用），选择的原则是：按燃用设计煤种满足锅炉在MCR工况 下需要出力的1. 1倍以上选择磨煤机;并能满足锅炉在燃用校核煤种 时MCR工况下的出力要求.为满足锅炉变负荷运行的需要，每台磨煤 机配1台可调节变速联轴器。

风扇磨围绕炉膛四墙布置、切向燃烧， 每面墙布置2台磨煤机，每台磨出口风粉管道分3层，每层有2个一 次风喷咀和2个二次风喷咀，由于风扇磨煤机燃烧器总高接近20m, 锅炉汽包中心线标高为85. 374m,板梁顶端标高为97m,并采用2台 两分仓空气预热器加热热风锅炉采用侧煤仓布置,两侧各布置4个 煤斗每台锅炉配置8台给煤机，与风扇磨煤机匹配，其中6台运行,2 台备用每台锅炉配置8座原煤斗，设计煤种按能满足锅炉MCR负荷 8小时耗煤量锅炉上部炉侧抽炉烟口抽取1000°C的高温炉烟，经与热风混合 成两介质干燥剂进入高温炉温管道国内外运行经验表明，在各类磨煤机系统磨制褐煤时，风扇磨煤 机的制粉电耗最低，平均为13-18kw.h/t煤5 .中速磨煤机直吹式制粉系统方案5.1 中速磨煤机选型计算根据80年代以来我国进口中速磨煤机及国产引进型中速磨煤机 运行20年来的情况，应设计一个适应煤质变化的制粉系统，在满足 锅炉燃煤量的要求的前提下，如果锅炉热风温度等限制磨煤机的通风 量，因而可能限制磨煤机的干燥出力而降低磨煤机的磨煤量特别是 冬季燃煤温度降低和雨季水份增大的情况下因此，磨煤机选择主要应注意以下几个方面的关系：1）磨煤机台数、出力与制粉系统的关系.这里首先要注意的是磨煤机基本出力，磨煤机基本出力是指磨煤机在设计煤质条件和锅炉设计煤粉细度下的出力，一般情况下，磨煤 机选型均能满足要求。

而对磨煤机设计最大出力来说，是指磨煤机在 设计。