1000 MW燃煤机组低负荷制粉系统运行优化分析

朱晟辉

 广东粤电靖海发电有限公司 515223

摘要：随着大容量机组的高效投产运行，对于提高电厂整体的运行效益起到了重要的促进作用，但同时也带来了巨大能耗，给电厂持续发展造成了一定影响。对此必须要深入分析1000 MW燃煤机组低负荷制粉系统节能运行的措施，以实现低能耗、高质量发电。本文主要分析了制粉系统及运行优化措施，以期为电厂运行提供基础支持。

关键词：1000 MW燃煤机组；低负荷制粉系统；运行优化

    大容量机组运行过程中具有较高的稳定性，因此能够保障电厂整体运行安全稳定性，进而提高运行效益。而在机组运行过程中还需要特别关注的是节能问题，尤其是磨煤机系统运行更是造成了巨大能耗，如何针对该设备进行节能降耗，进而实现整体电厂运行效益提升是当前要解决的重点问题。

一、制粉系统分析

制粉系统在燃煤发电厂中扮演着至关重要的角色，尤其是在1000MW大型机组中，对于燃烧效率和锅炉性能影响尤为显著[1]。该系统通过破碎、研磨和分级等工艺，将煤炭加工成适合燃烧的细度，进而直接影响着燃烧过程的效率及稳定性。

首先，制粉系统的作用体现在提升燃烧效率上。该系统通过高效的破碎和磨煤机制将煤炭破碎成细粒，从而加速燃料燃烧速率和燃烧充分性，不仅提高了燃烧热效率，还优化了燃烧产物的热利用率。此外，制粉系统通过精准的分级处理，能够确保煤粉颗粒大小均匀，对于煤粉有效混合和完全燃烧至关重要。

其次，制粉系统对于控制燃烧过程同样重要。系统高效运作不仅提高了燃料利用率，还能减少能源浪费[2]。合理的制粉细度和均匀颗粒分布有助于锅炉实现更加精确的燃烧控制，从而提高整体能效并减少排放。

最后，制粉系统能够保持燃烧稳定性。通过维持煤粉质量和细度一致性，可以确保锅炉燃烧过程的连续性和稳定性，不仅能保证电站稳定运行，也有助于长期维护锅炉性能并延长使用寿命[3]。

二、1000 MW燃煤机组低负荷制粉系统运行优化

以某公司2号机为例，其为500MW负荷，运行过程中部分磨煤机处于备用或检修状态，而其余四台磨煤机承担运行任务，但是A、B、C、D四台磨煤机运行过程中，每台磨煤机所分配的煤量比较少，为了优化设备运行，于是采取三台磨煤机运行的方式，且每次分别选择不同的磨煤机运行方式，以适应高发热量煤种所带来的热值变化，并有效减少每台磨煤机的煤量分配，从而提高整体运行效率。特别是在低负荷运行时，三台磨煤机的运行模式使炉膛内的煤粉浓度更加集中，煤量波动减小，对于提升锅炉的点火和燃烧条件极为有利。此外，更集中的煤粉分布有助于提高炉膛的燃烧温度，从而增强燃烧效率和稳定性，不仅能提高能源利用效率，还有助于降低运维成本和维护需求。具体的运行优化表现如下：

1、低负荷稳燃

以2号炉为例，在低负荷运行时面临的主要挑战是如何在煤量减少的同时保持磨煤机有效运行，避免燃烧不稳定所带来的风险。2号炉原先的四台磨煤机运行模式在负荷为521MW时表现出了燃烧稳定性问题。观察到的主要现象是总燃料量在最低时达到145吨/小时，各磨煤机煤量分配不均，导致燃烧稳定性受到威胁。当负荷进一步下降时，各磨煤机的煤量相应减少但通风量的变化较大，进而引起汽压、主汽压力、主汽温度和炉膛负压的波动，对锅炉燃烧稳定性产生不利影响。为解决这一问题，决定停运D磨煤机，转而保持A、B、C三台磨煤机运行。调整后负荷稳定在500MW，总煤量大约为190吨/小时，每台磨煤机的平均煤量提升至57吨/小时，有效平衡了燃料分配，降低了燃烧过程的不稳定性，同时也为低负荷运行下燃烧稳定性优化提供了保障[4]。

2、一次与二次风温

在磨煤机运行过程中，一次风温和二次风温变化对锅炉燃烧效率有着显著影响，特别是当从四台磨煤机减少至三台运行时，两个温度参数调整变得尤为重要。实际操作中观察到，减少一台磨煤机后，与之相对应的一次风量和二次风量有所降低，直接导致锅炉总风量减少，进而影响到风温。烟气量减小使得一次风温和二次风温均出现了降低。然而，即便在调整后的情况下，一次风温仍然能够保持在200°C以上，完全可以满足煤粉着火基本要求。同样，二次风温也维持在大约300°C，有利于保持燃烧过程稳定性。由此表明即使在三台磨煤机运行的条件下，通过适当调整风温仍然可以保证煤粉有效着火和锅炉高效运行。

3、磨煤机火检强度监测

在锅炉运行过程中，当磨煤机数量从四台减少至三台时，对三台磨煤机进行了专门的火检监视，以评估其对燃烧效果的影响。观察结果显示，即使在减少一台磨煤机的情况下，火检强度并没有出现明显降低。可见即便在三台磨煤机运行时，锅炉燃烧强度仍然保持在稳定水平。更重要的是随着运行时间增加，火检强度也没有出现下降趋势，进一步证实了三台磨煤机运行模式在维持燃烧效率和稳定性方面的有效性。

三、1000 MW燃煤机组低负荷制粉系统运行优化经济性分析

1、降低风机与磨煤机电耗

当磨煤机数量从四台减少至三台，锅炉六大风机电耗表现出显著下降趋势。减少一台磨煤机后，两台一次风机的运行电流平均下降了约14A，由此表明减少磨煤机数量可以有效降低一次风机负荷，从而减少能耗。虽然两台送风机的运行电流略有上升，约2A，但相比于一次风机降低是较小的。此外，两台引风机的运行电流也有所下降，平均降低了约1A。可见在降低磨煤机数量的同时，可以通过优化风机运行策略有效降低整个系统电耗。

2、促进低氮燃烧，实现更优的脱硝效果

在低负荷条件下，当磨煤机运行数量减少时，锅炉所需的喷氨量相应降低，如观察到的SCR（选择性催化还原）入口喷氨量下降约25公斤/小时，不仅有利于减少氮氧化物生成，也降低了脱硝系统运行成本。以年度计算，两台锅炉的喷氨量总计可降低约110吨，根据市场价格计算，相当于每年节省约42万元的生产成本。因此，通过减少磨煤机数量，不仅提高了锅炉运行的经济效率，还有助于环境保护。

四、1000 MW燃煤机组低负荷制粉系统运行注意事项

在1000兆瓦燃煤机组低负荷条件下运行制粉系统时，需要特别注意以下几个关键事项，以确保系统稳定高效运行。

首先，根据煤种不同，运行磨煤机数量需要灵活调整。当使用高发热量煤种且各磨煤机的煤量较少时，可以考虑仅运行三台磨煤机，有助于提高燃烧效率和降低运行成本。然在掺烧褐煤或劣质煤时，为保证燃烧的稳定性和效率则需要保持四台磨煤机运行。

其次，针对低负荷运行时脱硝SCR入口烟气温度偏低的问题，建议优先运行B、C、D磨煤机，以抬高火焰中心，从而提高锅炉尾部烟气温度，以优化脱硝效果并确保燃烧高效稳定。在三台磨煤机运行期间，应密切关注火检情况和锅炉配风，同时精确调节磨煤机，确保煤粉集中燃烧，避免隔层燃烧并执行低负荷稳燃措施。此外，确保炉前燃油系统循环可靠，以免出现燃烧不稳时及时投油稳燃的问题。

最后，当三台磨煤机运行时，应保持一台备用磨煤机通道，确保磨煤机后温度维持在大约65°C，确保在给煤机断煤或需要快速响应负荷增加的情况下能够迅速启动磨煤机，提高系统响应速度和灵活性。同时还要加强与燃运部的沟通以确保入炉煤质稳定并有效控制入炉煤水分含量，从而进一步提高燃烧效率并降低排放，同时减少磨损及维护成本。

结语

    综上可知，在电厂运行过程中，大容量机组运行是保障电厂高质量运行的重要推动力，但磨煤机系统的应用会产生大量能耗，不利于实现节能目标，这就需要分析低负荷制粉系统的运行举措，以保障燃煤机组整体的节能效果，从而提高电厂运行效益。

参考文献

[1]雍巍伟. 1000 MW燃煤机组低负荷制粉系统运行优化分析[J]. 现代工业经济和信息化, 2021, 11 (10): 198-199+210.

[2]韩义, 王研凯, 于英利, 蔡斌, 李迎春. 燃煤机组最小边界出力稳定性评价方法分析[J]. 电力与能源, 2021, 42 (01): 106-109.

[3]燕宁江. 300MW中储式制粉系统燃煤机组低负荷运行研究[J]. 工业加热, 2020, 49 (04): 15-18.

[4]李广伟. 燃煤机组制粉系统灵活性改造技术综述[J]. 锅炉制造, 2019, (01): 1-4+10.