浅谈燃煤机组磨煤机及制粉系统选择

浅谈燃煤机组磨煤机及制粉系统选择

陈凯

江西大唐国际抚州发电有限责任公司 江西 抚州 344000

摘要：目前，在燃煤行业中，燃煤机组的应用十分广泛。中速辊式磨煤机是锅炉制粉系统内重要辅机，其作为煤粉制备设备对锅炉的燃烧与排放至关重要。随着环保要求的提高和调峰的需要，对磨煤机的煤粉细度、均匀性、最低负荷、出力提升等方面提出了更高要求。本文首先分析磨煤机工作原理，其次探讨磨煤机型式选择，然后研究制粉系统主要参数选取，最后就制粉系统防爆措施进行研讨，以供参考。

关键词：制粉系统；磨煤机；选型

引言

制粉系统是燃煤火力发电厂主要系统之一，包括原煤的碾磨、干燥、煤粉输送等环节，合理的制粉系统是电厂安全、稳定、经济运行的保证。制粉系统与燃烧系统有密切的关联，只有拟定制粉系统后，才能确定燃烧系统中的一次风和二次风的分配比例，进行燃烧系统中相关辅机的选型，因此在获得煤质资料后应首先进行制粉系统比选和拟定，然后才能开展其它工作。制粉系统类型的拟定是在对煤质的成分和特点进行分析计算的基础上确定的，应根据煤质的物性特点，结合炉膛和燃烧器的结构，拟定适合工程煤质特点的系统，确定合理的工艺参数，为机组安全、经济、稳定的运行提供技术保障。

1磨煤机工作原理

磨煤机由电动机通过减速机、气动离合器驱动小齿轮，再通过小齿轮啮合的大齿轮带动筒体等回转部件一起转动。当筒体转动时，装在筒体内的研磨介质———钢棒在摩擦力和离心力的作用下，随着筒体回转而被提升到一定的高度，在离心力和重力作用下呈抛落状态落下(距筒体中心最近层的钢棒，有的呈泻落状态滑下)，连续进入的煤颗粒受下落钢棒的撞击和研磨而被粉碎。由于连续给料的推力和水的冲力，被研磨混合后的流体(水煤浆)通过筒体出料端的中心孔溢出，经过一级滚筒筛将合格的水煤浆排到磨煤机出料槽，筛出的粗颗粒排放到废浆槽。

2磨煤机型式选择

2.1风扇磨

风扇磨集干燥、破碎、输送三大功能于一身，制粉电耗最低。在原煤水分很高，需抽炉烟干燥的系统中，具有明显的优势，而且由于抽取炉烟干燥，系统在惰化气氛中启、停和运行，系统安全。由于风扇磨属于撞击破碎机理，对高温下脆性煤最为有效。水分大的褐煤在高温加热下，水分蒸发形成很多孔隙，用风扇磨可以获得很好的破碎效果。但《规定》要求，风扇磨适用于磨制Ke≤1.5的烟煤。采用风扇磨还有风扇磨碾磨部件寿命短、风扇磨磨制煤粉较粗、未燃烬碳损失偏大等缺点。

2.2落煤管

优点是中心给料，与原煤一起进入磨煤机落入磨煤机中部，颗粒在磨煤机内运动轨迹均布，混料均匀；缺点是部分合格细分被原煤物料裹挟落入磨盘，易造成磨盘上细粉量加大，研磨运动不稳定性加大。

2.3磨煤机入料溜管与筒体连接缝隙漏浆

因磨煤机入料溜管与筒体回转部件连接处只设置简单的锥形橡胶密封，此密封为接触式密封，运行一段时间后锥形圈与密封垫不能很好地贴合，会产生一定的缝隙，致使煤浆从缝隙流出，污染现场环境。曾经设计在入料溜管底部制作方形槽，煤浆流入方形槽后清理，但是没有彻底解决该问题，现场依然污染较大，而且大大增加了员工的工作量。

3制粉系统主要参数选取

制粉系统除了拟定合理的工艺流程、选择适当的主要辅机与零部件以外，还有一项主要的设计任务是通过计算确定制粉系统的主要参数，为辅机的具体选型提供依据，也为以后运行提供指导性的数据。合理的制粉系统参数选取应满足系统安全、稳定、经济运行的要求。（1）煤粉细度的确定。煤粉细度的确定主要和锅炉的燃烧要求与制粉经济电耗两个因素的平衡有关，挥发分高、易燃烬的煤种，可以选取较粗的煤粉，以节省碾磨电耗，反之应选取较细的煤粉。目前国内电厂设计阶段，煤粉细度的选取的依据主要是按照《大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型导则》《规定》和《导则》等相关规定。（2）磨煤机型号选择。按照设计煤种和校核煤种进行磨煤机选型，选型设计遵守《规定》以及《导则》的主要原则，按照设计煤种煤粉细度R90=20%，校核煤种煤粉细度R90=22%，进行磨煤机选型。（3）磨煤机出口/入口风温确定。磨煤机的出口温度受煤粉的防爆要求与干燥剂终端露点温度等因素制约。从燃烧角度考虑，磨煤机出口温度越高，对煤粉着火越有利，特别是负荷较低的时候。燃用的设计煤种及校核煤种都是高挥发分煤，稳定着火非常容易。因此磨煤机出口温度高低不会对着火造成很大影响，磨煤机出口温度主要受防爆要求制约。按照规范要求推荐。（4）一次风率核算。锅炉为了达到煤粉着火容易、低NOx燃烧，一般希望一次风率控制在一个比较适宜的范围内，对于烟煤，通常锅炉厂希望一次风率为15%～25%。而直吹式制粉系统，采用一次风作为干燥介质，一次风的风量要满足制粉干燥和磨煤机的通风要求，才能使制粉系统达到额定出力，因此一次风率受制粉系统的干燥出力和通风出力制约。磨煤机的通风量受磨煤机的型号和负荷率影响，如果选定了磨煤机，就确定了通风量。

4制粉系统防爆措施

4.1动静态分离器技术原理

1）根据燃煤煤质的变化，煤粉细度Ｒ90调节范围在3％～35％之间，扩大发电厂煤种的选用范围，降低燃料成本；2）可在线调节煤粉粒度，维持锅炉燃烧的最佳煤粉细度和煤粉均匀性，增加锅炉的调峰能力；3）出口煤粉均匀性指数ｎ＞1.2，在Ｒ90不变的情况下Ｒ200下降，降低飞灰含碳量，有利于锅炉降低ＮＯＸ的排放水平，适用于低ＮＯＸ的燃烧器；4）分离效率高，可减少过碾磨颗粒，一定程度提高制粉系统出力，降低电耗。

4.2运行中采取防爆措施

工程设计煤种和校核煤种的挥发分都比较高，目前还没有进行爆炸指数试验，但根据以往工程经验，煤种挥发分(Vdaf)高，而且灰分不高，容易发生爆炸。在磨煤机启动和停机过程中，煤粉浓度很低，风量也较小，但相对于正常工况含氧量较高，磨煤机内可能积聚热量，稍有扰动，极容易发生爆炸，因此磨煤机在运行中要注意采取避免爆炸的相应措施，磨煤机启停阶段以及打开检修门前都要进行吹扫。如有磨煤机上装设CO气体检测仪，运行中应注意监控磨煤机内可燃气体的浓度以及磨盘温度等关键参数。

4.3调试或正式运行

不拘泥于添加比例问题，而是以在考虑系统能力和运行稳定的基础上尽可能多加入除尘灰为指导方针。应以给煤机给煤量为32～35t/h作为基本参数，在可控范围内逐渐增加除尘灰的添加量，先找到一个平衡点，然后在判断还有能力的基础上，再加大给煤量，进一步加大除尘灰的通入量，最终找到最佳的平衡运行点。

结语

随着国家环保政策的深入实施和能源布局调整，对发电设备的要求越来越高，如何保持设备的不断更新换代，向着高效节能、减排的方向发展至关重要。除尘灰进入磨煤机的最佳位置在落煤管处，除尘灰单独进入磨煤机在落煤管处与原煤混合，并一同落到磨盘，既解决了除尘灰掺入比例单独计量问题，又解决了混合物料在煤场混合不均匀性问题，添加比例完全可控，磨床上各种物料混合均匀，将物料混合不均引发的出力下降问题的影响降低到最小。推荐磨煤机配置动态分离器，以取得更好的煤粉分离效果，有利于提高煤粉的燃烧效果。

参考文献

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