刘宜诚 白云林
张家口发电厂 河北张家口075133
1 设备简介
张家口发电厂300 MW机组，主设备均为我国东方电站设备集团制造的亚临界参数，凝汽式燃煤发电机组。一期工程每台炉配备HP863（HP803）磨煤机6台，设计出力48 t／h（HP803为39 t／h），设计燃煤量为128 t／h。设计磨煤机运行方式为5台磨煤机运行，1台磨煤机备用。锅炉采用四角切圆燃烧方式，布置全摆动直流煤粉燃烧器，在炉膛中心形成2个假象切圆，直径分别是700 mm和500 mm，逆时针旋转，6只一次风口相间布置8只二次风口，在垂直方向上，燃烧器分为上下2组，燃烧器热力指标如下：
单只一次风口热功率 q1＝145．3×106 kJ／h
单层截面热强度 q1／f＝3．42×106 kJ／（m2·h）
燃烧器区域容积热强度 Q／V燃＝2．12×106 kJ／（m3·h）
燃烧器区域壁面热强度 Q／F燃＝7．12×106 kJ／（m2·h） 2 投产以来的运行情况
张家口发电厂1、2号机组投产后，由于设备选型、制造、安装等诸方面的问题，在1995年以前，机组一直带不到满出力运行，加上当时入厂煤质量不稳定，磨煤机给煤量只能达到25 t／h左右，最好的也超不过30 t／h。
当时，由于设备存在的问题较多，预热器密封系统调整不正常，漏风率在30％～40％之间，一次风机风量满足不了制粉系统的需要。1994年将原来单台一次风机出力185 000 m3／h更换加大到287 000 m3／h，风压由11 278 Pa增加到14 300Pa，机组才能带到300 MW满负荷运行。这种5台磨煤机的运行方式一直延续到1998年。
3 从节能降耗抓起，降低制粉系统单耗
1998年1月1日，《中华人民共和国节约能源法》正式颁布执行，节能工作在各行各业得到广泛的重视，电力生产贯穿能源转换的整个过程，电力企业的节能有着巨大的潜力。
华北电力集团公司节能协作组自1996年成立以来，在公司不同类型的机组上，开展节能分析和交流，抓设备的治理、抓运行方式优化、抓节能技术改进，使同类型机组的各厂之间，取长补短，学习提高，张家口发电厂也从中得到了很大的启发。从整体水平来看，张家口发电厂的厂用电率是比较低的，一般在5．5％左右，但其中制粉系统的单耗在中速磨中一直较高，HP863一般为35 kW·h／t煤，HP803也在28～30 kW·h／t煤之间。降低制粉单耗，在张家口发电厂节电工作中有着很大的潜力。
1997年以后，电网的峰谷差增大，300 MW机组晚间要求降负荷到150 MW运行，这种工况下，一般要运行4台磨煤机，而每台磨煤机的出力还不到20 t／h，不仅电耗高，而且磨煤机的风煤比 也过大，对稳定燃烧和经济运行都带来不利的影响。到1997年末，1、2号机组磨煤机改造工作完成，把原来的RP783磨煤机更换成HP863磨煤机，每台磨煤机的出力由36 t／h增加到48 t／h。
在1998年节能计划中，根据上述情况，提出低负荷3台磨煤机运行的节能措施，经热力试验组和锅炉运行专工进行了必要的试验后，在1～4号炉上推广执行。为确保低负荷运行不灭火，对输煤配煤做出具体要求，要求低位发热量不低于22 000 kJ／kg，热试组通过试验，作出风煤比调整曲线，指导运行对风量正确调整。由于热控系统霍尼威尔TDC－3000系统升级改造完成，磨煤机运行中经常跳闸的现象不再发生，为确保运行稳定发挥重要作用。
总结开展低负荷3台磨煤机运行的工作，不仅对节电，降低制粉系统单耗指标有利，同时也提高了燃烧器喷口的热负荷。在150 MW负荷时，对应锅炉总燃料量，减少1台磨煤机运行，对单只喷燃器的燃煤量相当于原来的1．33倍，煤粉的浓度提高，着火的稳定性增加，没有因磨煤机跳闸引起锅炉灭火，同时，飞灰可燃物也进一步降低，总之，实行150 MW负荷3台磨煤机运行，对机组运行的安全性没有带来影响，对降低制粉单耗，降低厂用电率，都起到积极的作用。
4 实行满负荷4台磨煤机运行
随着节能工作的不断深入，根据机组的特点，在1999年的节能项目中，提出实现满负荷4台磨煤机运行的项目。选定这一项目的前提是，近几年加强燃料管理，抓好选配煤工作，确保燃煤低位发热量在24 000 kJ／kg以上，多数情况下，300 MW运行时，燃煤量都在130 t／h以下，为改变运行方式，奠定了基础。另一方面，磨煤机的维护工作，上了一个台阶，检修人员加强对设备的维护和调整，定期更换研磨部件和进行间隙调整，保证单台磨煤机出力可以达到30 t／h以上。
要实现4台磨煤机运行带满300 MW负荷，炉内燃烧工况应保证喷燃器附近及水冷壁不结焦，防止局部受热面出现热负荷超出设计范围的现象。按照原设计煤种灰的变形温度在1 160～1 210℃之间。满负荷工况的炉膛温度测量（见表1）表明，锅炉出口温度及喷燃器出口温度均未超过设计煤种的灰样变形温度，发生结焦的可能性不大。
众所周知，电厂燃料经常变化，偏离设计煤种的情况时有发生，要想弄清一种运行方式给机组安全、经济方面带来的影响，需要经过较长的时间考验。在经过近一年的实际运行考验，证实在目前燃料的状况下，满负荷4台磨煤机运行不仅对锅炉安全性未造成任何影响，而且对降低制粉单耗和厂用电率产生积极的影响，收到显著的经济效益。
满负荷时4台磨煤机运行，对应单只一次风口的热功率增加，不仅应观察炉内温度场的变化，更重要的是长期观察锅炉四周及喷燃器出口的结焦情况（在常用煤种情况下，是否发生结焦），同时注意配风情况，确保锅炉氧量适当，防止由于缺氧产生CO，降低灰熔点，造成结焦。在4台磨煤机运行带300 MW负荷时，为降低炉内火焰中心温度，可采用隔层运行的方式，即下层连续运行2台磨煤机后第三层停运，从第四层开始再投入上部2层磨煤机。
5 选择磨煤机运行方式，降低制粉单耗
1999年，1～4号机组开始进行满负荷4台磨煤机运行的试验。试验证实，炉内燃烧工况仍属正常范围，未发生严重结焦和局部热负荷过大的情况，可作为一种正常的运行方式加以推广。由表2的数据得知，300 MW负荷时，采用4台磨煤机运行，较5台磨煤机运行制粉单耗降低2kW·h／t煤，按照每天满负荷时段8 h计算，平均耗煤量按120 t，机组全年运行天数以300天计，则节电量：2×120×8×300＝576 000 kW·h，4台机组年节电量为2 304 000 kW·h。
张家口发电厂影响制粉单耗的主要原因是一次风机余量过大，现在满负荷时一次风机挡板开度不到50％，一次风机功率为1 600 kW（6 000 V高压电动机），节电的潜力很大。今年，提出对风机叶轮进行切割或变形设计，同时正在进行采用先进的变速调节降低风机单耗的研究课题。
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