制粉系统掺烧褐煤改造项目可行性研究报告文档格式.docx
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原设计燃料67%大同煤和33%宣东煤的混煤，采用中速磨配冷一次风机，正压直吹式制粉系统，每台锅炉配5台长春MPS170HP-II型变加载中速磨煤机，单台磨煤机设计最大出力41t/h，原设计4台磨运行、1台磨备用（或检修）能够满足机组满负荷发电需求。
表一、设计煤种及校核煤种成份分析
元素分析（%）
设计煤种
67%大同煤和33%宣东煤
校核煤种
50%的张家口长城煤和50%蔚县煤
碳Car
62.49
55.263
氢Har
3.75
3.32
氧Oar
7.4
11.4
氮Nar
0.66
0.62
硫Sar
0.75
0.69
灰Aar
15.15
15.91
水分Mt.ar
9.80
12.80
空气干燥基水分Mad
5.21
6.84
低位发热量（KJ/Kg）
22960
20150
可磨性系数KHGI
53
60
干燥无灰基挥发分（%）
33.65
39.02
变形温度DT（t1）
1320
1200
软化温度ST（t2）
1340
1220
熔化温度FT（t3）
1400
1240
SiO2
53.74
48.2
Al2O3
22.78
17.83
Fe2O3
10.18
11.73
CaO
4.778
9.39
MgO
1.078
3.043
SO3
1.41
1.675
TiO2
0.863
0.664
P2O5
0.723
0.328
K2O
1.556
0.851
Na2O
0.645
1.324
其它
2.247
4.965
随着国内煤炭供应形势的紧张和煤炭价格不断攀升，公司所燃用煤质严重偏离锅炉的设计煤种，煤质差主要表现为煤中石头多、风化煤多、泥煤多、原煤少、煤含硫量高、煤中水份大等，整体入炉煤热值下降，锅炉由设计低位发热量20.15MJ/kg下降到17.84MJ/kg（按目前公司70%的蒙煤与30%的褐煤混烧计算）。
表二、公司2011年9月22日煤质（随机抽取）
成份分析（%）
蒙煤
褐煤
全水
16.7%
35.5%
内水
7.4%
17.8%
灰分
18.5%
13.7%
硫分
0.67%
1.54%
挥发份
27%
29.8%
热值
19.7MJ/kg
13.5MJ/kg
无
为了提高盈利水平，公司积极调整燃煤策略，根据自身设备特点，做了蒙煤与褐煤分仓掺烧的试验研究工作，并取得了一定的成绩。
在2010年和2011年上半年采取大力掺烧褐煤（热值及成本低）策略，积极调整燃烧及运行方式，努力降低燃煤成本，在最大限度地掺烧霍煤的同时，为了适应多煤源供应结构，燃用大量发热量低、可磨性差的劣质煤，取得了可观的经济效益。
当前公司采取蒙煤与褐煤分仓掺烧的燃煤方式：
即完全磨制褐煤的磨煤机出力能够在28t/h出力下运行，完全磨制蒙煤的磨煤机能够达到41t/h设计出力下运行（煤场只配置了一台斗轮机不能采取两种煤种的直接混配）。
由于磨煤机的出力应随着当前燃用煤种劣化大幅下降，而公司为了应对燃煤热值低、水分大等煤质现状，只能大幅提高制粉量，不得不采取进一步提高磨煤机加载力、加大通风量等措施来保持磨煤机长期在最大设计出力工况下运行，设备的运转状况已经是极限工况，磨煤机的出力下全是靠大风量吹出来的：
原设计磨煤机满出力运转风量为56.37t/h，现为了达到较高的出力，一次风量已经高达78t/h，超出原设计近40%。
这势必会引起煤粉细度、煤粉均匀度、燃烧工况、飞灰等指标劣化，严重影响着现场设备的安全稳定及机组的经济化运行。
同时由于机组负荷也是影响掺烧褐煤的重要因素,机组负荷的变化会直接影响到各掺配煤种的消耗量或配比，而煤质参数的变化,也直接影响着机组的运行性能及发电经济性。
通过公司多次的掺烧试验结果表明:
满负荷发电工况下（300——330MW）褐煤的掺烧比例只能达到15%，260——300MW负荷工况下褐煤的掺烧比例能达到30%，260MW以下负荷工况下褐煤的掺烧比例能达到50%。
但是近年来公司一直面临着持续大负荷和煤质严重偏离设计煤种的双重考验，现公司需5台长春MPS170HP-II磨煤机需全部投运才能够满足机组满负荷发电需求（掺烧褐煤量仅能达到15%），并且由于投运的磨煤机属于极限工况，再无任何潜力可以挖掘，公司MPS170HP-II磨煤机的制粉能力明显紧张，已经不能满足当前煤质状况及机组满负荷、低成本发电的需求。
二、制约公司褐煤掺烧工作的设备问题
1、MPS170HP-II型磨煤机出力不足，制约公司掺烧褐煤掺烧量
磨煤机磨煤出力和干燥出力受到限制，主要有两个方面，一是目前磨煤机极限工况运行，二是磨煤机煤粉分离器分离效率低。
1.1磨煤机极限工况运行
由于当时设计煤种热值偏高（5500大卡），当前煤质状况劣化后，公司制粉系统制粉能力严重不足。
制粉系统当前已经成为严重制约着公司褐煤掺烧及盈利的瓶颈，我们首先必须针对当前制粉系统进行升级改造，并针对与制粉系统相关的一系列设备及其运行方式进行完善调整，以适应当前煤质状况，保证公司大力掺烧褐煤及发电量的目标，降低发电成本，确保公司盈利。
比较当前煤质状况，与原设计5500大卡，煤种变化较大，热值下降明显，同时由于煤质的可磨性越差，煤粉在磨内的循环倍率越高，磨煤机的出力也就越低。
煤种水分越大，煤粉的黏结性越大，一次风的干燥能力和携带能力越差，所以磨煤机的出力不是一个固有的设计值，而是随着煤质变化而变化的一个动态值，相同运行工况下，针对不同的煤质，磨煤机都会有不同的相对应的最大出力。
现公司磨制蒙煤的磨煤机出力还能达到设计出力工况下运行，只能说磨煤机的运转状况不是一种正常工况，是一种极限工况，是我们在牺牲掉煤粉细度及均匀性指标的前提下大幅度提高加载力和大风量吹出来的，除造成现场设备“过载”运行、失去设备的安全稳定性外，势必造成煤粉颗粒粗、均匀性差，总耗风量大，锅炉燃烧工况不好，即煤粉的着火及燃尽性能差，进一步引起到脱硫、飞灰指标难以控制等系列问题。
也就是说除了设备运行安全系数也越来越低，除了不能满足机组满负荷发电的需要外，还直接影响到了公司的发电任务和经济效益。
公司迫切需要针对当前煤质状况，基于相关设备原设计参数，针对现场部分磨煤机进行升级改造，满足当前煤质状况下公司锅炉正常经济燃烧所需的制粉量。
1.2煤粉分离装置效率低
公司现场在装的MPS170HP-II型磨煤机分离器为固定式折板分离器，与静动叶结合型旋转式粗粉分离器相比较，有着分离效率低、通风阻力大、煤粉细度不均匀，不能保证且颗粒度不匀等缺点。
同时锅炉燃烧的最佳煤粉细度应随负荷变化而发生变化，由于公司锅炉燃煤变化较大、较频繁，固定折板式分离器不能根据燃煤煤质的变化及时方便地调整煤粉细度来降低锅炉的机械不完全燃烧损耗，不利于劣质煤的利用，不利于锅炉运行的安全性、经济性。
特申请将原固定式折板分离器改造成为静动叶结合型旋转式分离器，保证锅炉燃烧的最佳煤粉细度和煤粉均匀性，优化锅炉的燃烧工况，降低二次风量，提高磨煤机的出力，同时增加锅炉的调峰能力。
2、磨煤机系统各处一次风漏风现象突出，干燥出力受限
为了降低发电成本掺烧褐煤，迫切需要大量热一次风来干燥和输送褐煤（干燥出力不足是影响磨制褐煤的磨煤机出力上不去的主要原因），目前公司的一次风系统出力比较紧张，主要原因为一次风利用率低，现场漏掉的热一次风除了污染环境外，对公司大力掺烧褐煤的工作非常不利。
主要漏风部位部位有：
2.1排渣箱漏风
公司现场磨煤机石子煤系统的一、二次门门板处漏一次风缺陷较普遍，在排渣操作过程中尤其严重。
现场泄漏热一次风除了严重污染现场环境、影响现场文明生产外，首先是石子煤系统漏热一次风易引发积煤自燃缺陷（尤其褐煤属于高挥发份煤种，其挥发份200℃左右就可析出，在一次风外泄引起的高温环境下，褐煤极易自燃），发生火灾隐患，严重威胁公司的安全生产。
其次热一次风是干燥、输送煤粉的重要介质，一次风参数直接影响着磨煤机的出力及锅炉的燃烧工况，热一次风外泄严重影响着公司一次风的利用效率。
2.2磨煤机传动盘漏风
目前磨煤机下架体传动盘部位漏风严重，也严重影响一次风利用率，而且增加一次风机负担，建议对该部位进行密封改造，把所有的能利用的热一次风都要有效地利用起来。
2.3磨煤机冷风门不严
目前各磨煤机冷风门不严，存在不同程度的漏风现象，除了减小一次风的泄漏与预热器的漏风，还需校验磨煤机冷热风门的严密性，进行冷风门的调整和改进，保证各隔绝门、调节门的可靠性，有效提高一次风利用率。
3、一次风温度和流量失衡
随着褐煤掺烧比例的增加，换热比例因煤质变化大换热不合理，一次风和二次风量换热比例失去平衡，掺烧褐煤需要的一次风温达不到保证，建议进行预热器反转改造，提高磨煤机一次风温。
一次风温度提高后，磨煤机入口一次风温得以提升，干燥褐煤的能力得以提高，磨煤机出力也得到相应的提高（影响磨制褐煤的磨煤机出力地主要因素为磨煤机出口风温过低），同时风粉混物的温度提升后，锅炉的燃烧工况将得以改善。
三、影响公司褐煤掺烧工作的设备改造治理的必要性
为了公司的长远发展，最大限度地降低发电成本，掺烧褐煤的燃煤方式为公司一长期发展的经营策略，是应对当前市场燃煤短缺局面、电力市场竞争压力剧增、增强公司发展能力的重要举措，也是公司唯一的盈利手段，对公司的可持续发展具有重要意义。
这都需要我们以公司现有机组设备为基础，针对局限公司褐煤掺烧工作的系统、设备进行升级改造，进一步加大掺烧霍煤的力度或降低燃煤热值，实现公司年度“扭亏损、保稳定、促发展”的中心任务。
四、解决方案
1、磨煤机增加出力改造（每台机组改造两台）
按当前煤质状况，机组330MW负荷所需的总耗煤量约为180t/h，按1台磨煤机完全磨制褐煤（28t/h出力）计算，其他完全磨制蒙煤的4台磨煤机出力需保证在152t/h以上（合单台38t/h以上），掺烧比例为15%；
按2台磨煤机完全磨制褐煤（28t/h出力）计算，其他完全磨制蒙煤的3台磨煤机出力需保证在124t/h以上（合单台41.3t/h以上），此工况下掺烧褐煤比例为30%，燃烧较好煤质的条件下还要限制部分负荷，尤其是在高负荷工况下，磨制蒙煤的磨煤机和磨制褐煤磨煤机均已经达到出力上限，再无向上进一步掺烧褐煤的空间。
鉴于公司磨煤机运行及调整的实际情况，根据现场空间、给煤机、一次风量、风温、飞灰、烟道及脱硫等相关参数的核算，现提出以下改造方案：
选定并拆掉相邻两台原MPS170HP-II型变加载中速磨煤机，利用原基础、原煤仓、
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