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磨煤机选型专题(神皖安庆电厂何金龟)


神皖安庆电厂二期 2×1000MW 扩建工程

磨煤机选择专题报告

目录

1. 2.

3.

4.

概述........................................................................................................................................... 1 原始资料................................................................................................................................... 1 2.1 煤质及特性分析 ............................................................................................................... 1 2.1.1 煤质资料.......................................................................................................................... 1 2.1.2 煤质特性分析 .................................................................................................................. 2 2.2 锅炉主要技术数据 ............................................................................................................. 2 制粉系统的选择....................................................................................................................... 3 3.1 制粉系统方案技术分析................................................................................................... 3 3.2 中速磨煤机型式的选择................................................................................................... 5 3.3 HP 型与 ZGM 型磨煤机性能比较 ................................................................................. 6 结论........................................................................................................................................... 8

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1. 概述 安庆电厂位于安徽省安庆市东部的老峰镇,距安庆市区约 12.5km。电 厂南临长江,北靠 X001 省道。电厂原规划容量为 4?300MW,一期工程 建设 2?300MW 燃煤发电机组已于 2005 年 1 月和 5 月份分别投产发电。 二期工程调整为建设 2×1000MW 超超临界湿冷机组。同步建设烟气 脱硫装臵和脱硝装臵。计划 2012 年 12 月正式开工,2014 年 12 月#3 机 投产,2015 年 2 月#4 机投产。 本工程设备年利用小时数为 5500 小时。 2. 原始资料 2.1 煤质及特性分析 2.1.1 煤质资料
检测项目 全水分 空气干燥基水分 收到基灰分 干燥无灰基挥发分 收到基碳 收到基氢 收到基氮 收到基氧 全硫 收到基高位发热量 收到基低位发热量 哈氏可磨指数 煤中游离二氧化硅 煤中氟 煤中氯 煤中汞 煤灰熔融特征温度/变形温度 符号 Mt Mad Aar Vdaf Car Har Nar Oar St,ar Qgr,v,ar Qnet,v,ar HGI SiO2(F) F ar Cl ar Hg ar DT 单位 % % % % % % % % % MJ/kg MJ/kg / % ?g/g % ?g/g
×10 ℃
3

布尔台煤

补连塔煤

(C-12-357) (C-12-358) 17.8 5.25 14.07 36.01 54.70 3.17 0.71 9.20 0.35 21.71 20.65 67 3.15 61 0.004 <0.01 1.22
1

适用标准 GB/T211-2007 GB/T212-2008

17.7 6.04 10.97 32.17 58.14 3.03 0.68 8.69 0.79 22.79 21.76 65 2.14 65 0.008 0.11 1.23

DL/T568-1995

GB/T 214-2007 GB/T 213-2008 GB/T2565-1998 GBZ/T 192.4-2007 GB/T 4633-1997 GB/T 3558-1996 GB/T 16659-2008 GB/T219-2008

神皖安庆电厂二期 2X1000MW 扩建工程 煤灰熔融特征温度/软化温度 煤灰熔融特征温度/半球温度 煤灰熔融特征温度/流动温度 煤灰中二氧化硅 煤灰中三氧化二铝 煤灰中三氧化二铁 煤灰中氧化钙 煤灰中氧化镁 煤灰中氧化钠 煤灰中氧化钾 煤灰中二氧化钛 煤灰中三氧化硫 煤灰中二氧化锰 ST HT FT SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O TiO2 SO3 MnO2
×103℃ ×103℃ ×10 ℃
3

磨煤机选择专题报告 1.23 1.25 1.26 58.26 17.38 9.09 7.28 1.03 1.21 1.55 0.76 2.85 0.041 1.25 1.26 1.27 52.01 12.93 12.38 10.49 0.95 2.83 1.31 0.70 5.35 0.068 GB/T1574-2007

% % % % % % % % % %

2.1.2 煤质特性分析 根据 《发电煤粉锅炉用煤技术条件》 (GB/T7562-1998) 本工程设 , 计用煤为高挥发分、低灰分、低硫分、中等水分、易结焦的烟煤,煤的磨 损性不强。 2.2 锅炉主要技术数据 2.2.1 锅炉型式 超超临界参数变压运行直流炉,一次中间再热、单炉膛、平衡通风、 固态排渣、露天布臵(考虑到建筑景观要求,采用局部封闭) 、全钢构架。 锅炉采用∏型布臵方式,前后墙对冲燃烧方式。同步建设脱硝装臵。 2.2.2 最大连续蒸发量:2910.12 t/h 2.2.3 锅炉保证热效率(BRL):94.6 % 2.2.4 燃煤量 1 台炉在 BMCR 工况时,锅炉燃煤量如下:

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项目 实际小时耗煤量 (t/h) 计算小时燃煤量 (t/h)

设计煤种 校核煤种 374.88 373.01 411.25 409.20

2.2.5 空气预热器型式:三分仓回转容克式 2.2.6 炉膛出口过剩空气系数:1.14(设计煤种、校核煤种) 2.2.7 锅炉运行方式:机组主要承担基本负荷,并具有一定的调峰能力。 能满足锅炉负荷为 30%B-MCR 及以上时,机组投入全部自动装臵、不投 油、全部燃煤的条件下长期安全稳定运行的要求。 2.2.8 锅炉点火及稳燃方式:采用微油点火及稳燃。 2.2.9 机组运行模式:机组年运行小时数为 8000 小时,年利用小时数 6500 小时。 3. 制粉系统的选择 在燃煤电厂中,锅炉制粉系统的选择要考虑各种因素,在保证安全可 靠的基础上, 力求系统简单、 经济、 合理。 根据锅炉燃用煤种的特性 net.ar、 (Q Mar、Aar、Vdaf、HGI、AI)来选择合适的制粉系统,这一点对于发电厂的 安全和经济性影响是很大的。 3.1 制粉系统方案技术分析 在火电厂的制粉系统中所用的磨煤机种类繁多,各种磨煤机都适于磨 制一定范围的煤种,而磨煤机型式一旦确定之后,通常亦就初步确定了制 粉系统。因此磨煤机的型式是决定制粉系统选择的主要因素。 根据近年来我国的实践经验,制粉系统大致按以下原则选择: ① 软质褐煤:宜采用风扇磨煤机直吹系统;
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② 硬质褐煤:通过技术经济比较后,采用耐磨的中速磨煤机(如 HP、 MPS、ZGM 型磨等)或风扇磨煤机直吹式制粉系统; ③ 烟煤和较高挥发分贫煤:应通过煤中水分、灰分、可磨性系数及磨 损指数、投资等比较后选择合适的中速磨直吹式制粉系统或双进双 出钢球磨煤机直吹式制粉系统; ④ 无烟煤和低挥发分贫煤:采用钢球磨煤机中间储仓式热风送粉系 统; ⑤ 对着火困难、燃烧不稳定的低挥发份无烟煤配“W”型火焰锅炉, 宜采用双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统; ⑥ 对易燃易爆煤种:宜采用直吹式制粉系统。 安庆电厂燃用神华煤,中速磨直吹式制粉系统或双进双出钢球磨煤机 直吹式制粉系统均可适用于该工程。双进双出钢球磨煤机磨制的煤种范围 广,煤粉细度调节大,对可磨系数和磨损指数没有任何限制,但该磨型初 投资及运行电耗较中速磨高出很多,用于磨制磨损性不强的神华煤显得比 较浪费,根据以上几条原则,结合煤质特性,本工程宜采用中速磨煤机直 吹式制粉系统。 近几年来,国内外大容量锅炉机组的制粉系统采用中速磨直吹式系统 的比例大大增加。中速磨煤机能适用于本工程神华煤的磨制,可满足神华 煤对煤粉细度的要求,并且具有启动迅速、系统简单、运行经济、电耗低、 利于防爆、布臵紧凑、负荷调节灵活的特点,因而非常适于单元机组的自 动控制,且运行管理方便。

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3.2 中速磨煤机型式的选择 目前我国锅炉制粉系统可选择的中速磨煤机类型有: 3.2.1 HP 碗式中速磨煤机 1980 年上海重型机器厂 (以下简称上重厂) 从美国 CE 公司引进全套 RP 型碗式磨煤机系列制造技术,并为山东石横电厂 300MW 机组试制提 供了首批 RP932 型碗式磨煤机, 型碗式磨煤机至今已有 24 台磨投运。 RP 在 80 年代初,CE 公司在 RP 磨煤机的基础上又发展了 HP 型磨煤机,HP 型是 RP 型磨煤机的改进型,两者在逻辑控制、选型计算和规格系列上完 全一致,区别仅在于 HP 型磨煤机比 RP 型磨煤机维修更方便,研磨件的 使用寿命更长。上重厂用全套引进的 HP 型碗式磨煤机系列制造技术制造 的 HP683~HP1103 型磨煤机已在深圳西部电厂、 上海外高桥发电厂、 上 海吴泾电厂八期、石洞口二厂、扬州二厂等电厂投入运行,且出口马来西 亚、泰国、菲律宾和印尼等多个国家。目前,在 1000MW 等级的华能玉 环电厂、海门电厂配备了 HP1163 型磨煤机(带动态分离器) 。 针对本工程的煤质及耗煤量,每台机组配 6 台磨煤机, 配动态分离器, 上重厂的选型结果为 HP1163/Dyn 型。 3.2.2 ZGM 型滚轮式中速磨煤机 北京电力设备总厂于 70 年代末开始涉足 MPS 磨制造领域,1979 年 开始和德国 BABCOCK 公司为神头第一发电厂#7、#8 机合作生产 8 台 MPS190 型磨煤机。 ZGM 型磨煤机在继承和发扬了德国 BABCOCK 公司 技术的基础上,并吸取了美国 BABCOCK 公司的技术,开发了 K、N、G 型磨煤机,即对于磨盘尺寸相同的同一型号的 MPS 磨设计了三种磨辊规
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格、风环面积和分离器。N 型即为标准型,完全与西德的 MPS 的磨煤机相 同,K 型磨出力比相应的 N 型(标准型)出力小 10%,而 G 型磨出力比 相应的 N 型出力大 10%。 目前北京电力设备总厂生产的 ZGM 型磨煤机在 1000MW 级机组中 业绩较多,近几年 ZGM 型中速磨煤机先后出口到印度、韩国、日本现代、 印泥、巴基斯坦、阿尔巴尼亚、土耳其等国家,共计 300 余台。签订国电 北仑电厂、 上海漕泾电厂、 国电汉川电厂、 彭城电厂等 18 个 2×1000MW 火电机组 224 台中速磨煤机。 针对本工程的煤质及耗煤量,每台机组配 6 台磨煤机,配动态分离器, 北京电力设备总厂所选磨煤机型号为 ZGM123N-II 型。 3.3 HP 型与 ZGM 型磨煤机性能比较 HP 型与 ZGM 型中速磨均能适应本工程煤质,从性能上比较,ZGM 型的磨辊使用寿命更长, 且磨损后期出力降低较小, 《火力发电厂制粉系统 设计计算技术规定》中计算中速磨煤机设计最大出力按碾磨件磨损中后期 计算, ZGM 磨煤机的出力磨损系数为 0.95, HP 磨煤机为 0.9。由以上 几个系数可以看出 ZGM 型的磨损后期出力降低较小,磨辊寿命长,同时 ZGM 磨的磨辊磨损后石子煤增加较小; 又因不同形式的磨煤机的研磨机理 有一定的差别,因此对煤质的要求也不尽相同, ZGM 磨磨辊为液压变加 载,对煤种变化的适应性较强,且对煤中“三块”不敏感,HP 磨对煤质要 求较为严格,适宜磨制含渣量较少的精煤。 在检修方面 HP 磨的磨辊能翻出检修, ZGM 磨采用拆除分离器检修 或在机壳上开检修大门,通过检修大门可以用专用工具将磨辊依次翻出,
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同时对衬板在磨煤机内进行更换。对几种类型磨煤机,HP 比 ZGM 维修较 为方便。 本工程燃煤为神华烟煤,设计煤种干燥无灰基挥发份为 36.01%,哈 氏可磨系数为 67,灰分含量为 14.07%,神华煤挥发份高,磨损性不强, 且灰分含量低, 国内各大磨煤机厂家生产的 HP、 ZGM 型磨煤机均可适用。 但神华煤具有严重的结渣倾向,在已运行的燃用神华煤的 1000MW 电厂 中,广东平海电厂配 ZGM 磨,炉内结渣较少;而海门电厂配 HP 磨,炉 内结渣情况相对要多,因 ZGM 磨出口的煤粉均匀性较好,且后期出力降 低较小,说明较细的煤粉细度和较高的煤粉均匀度对防止炉内结渣有一定 的好处。 HP 型、ZGM 型磨煤机入口的风煤比比较接近,约为 1.7 左右; HP 型磨煤机的本体阻力最小, 仅为其他磨型的 50%~60%, 可使电厂长期运 行的一次风机电耗少。 燃用设计煤种 BMCR 工况下各型磨煤机的比较如下:
项 目 HP1203/Dyn ZGM133N 型 ZGM133N 型(北仑 型(海门) 型 (广东平海) 三期) 1.74 5000 3750 2562 14091000 基准 1.73 7350 6360 3063 16846500 +120 1.615 7150 5970 3004 16522000 +106

磨煤机入口风煤比 磨煤机最大通风阻力 (Pa) BMCR 工况磨煤机 阻力(Pa) 一次风机轴功率 (kW) 一次风机年运行电耗 (kW.h) 一次风机消耗的费用 比较(万元/年)

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HP1203/Dyn ZGM133N 型 ZGM133N 型(北仑 型(海门) 型 (广东平海) 三期) 9.8 20206032 基准 基准 8.49 17505021.6 -118 +2 8.7 17938008 -99 +7

磨煤机单位功耗 (kW.h /t) 磨煤机年运行电耗 (kW.h) 磨煤机消耗的费用比 较(万元/年) 制粉消耗的费用比较 (万元/年)

上表比较原则:年运行小时数按 5500h,每度电电费按成本电价 0.436 元计。 从表中可以看出,HP 磨运行一次风机电耗较小,而磨煤机电耗较大, 总的制粉电耗相当。 4. 结论 本工程燃用神华煤,通过以上比较,并考虑电厂燃煤比较稳定的情况, 本期工程推荐采用中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系统,国内各大磨煤 机厂家生产的 HP、ZGM 型磨煤机均可适用,且各有优缺点。具体选用何 种形式的磨煤机可通过招标确定。

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