新材料鋼球及鋼球級配技術在電站鍋爐上的應用

王 凱，李書元

（1.華北電力大學，北京 102206；2.國網能源開發有限公司魯能建設集團，山東 濟南 250001）

0 引言

鋼球磨煤機在我國火力發電機組中得到了較廣泛的應用，鋼球磨煤機煤種適應性廣，運行安全可靠，維修方便。但其金屬耗量大,制粉電耗高，據統計，鋼球磨煤機一般每磨制1 t煤鋼球的磨損為300～350 g，個別磨煤機甚至更高，加上磨煤機襯板的磨損,總的金屬磨損與所磨制煤的比例通常約高達0.5‰。通過調節鋼球最佳裝載量、球徑配比、鋼球及護甲的材料特性及補球參數,可起到防磨降耗的作用。我國火電廠鋼球磨煤機鋼球直徑的選擇一直沿用前蘇聯的標準,國內鋼球磨煤機的鋼球規格尚無統一標準。在補球方面,因認為大球會磨成小球,絕大多數火電廠根據經驗單純補加一種大球,造成磨機內球荷平均粒度的增大,使磨機不能工作在最佳鋼球級配。結合我國鋼球磨煤機的性能參數和煤質特性,確定鋼球的最佳級配和補球參數對于降低球磨機的球耗和電耗具有至關重要的作用。

1 設備狀況概述

山東某廠3號、4號機組為300 MW亞臨界燃煤機組，每臺鍋爐安裝有3臺雙進雙出鋼球磨煤機，設計最大鋼球裝載量131 t，額定電流156 A,功率1400 kW。試驗前3號、4號爐磨煤機鋼球加裝比例50:40:30=1:1:1，實際鋼球裝載量為72 t/臺，磨煤機電流在125 A左右，補充鋼球為￠50，高鉻球，年平均補充添加鋼球消耗量40 t/臺。磨煤機技術參數見表1，鍋爐設計燃用85%+15%的無煙煤和半無煙煤的混合物,煤種的特性見表2。

2010年9月對3號爐3臺磨煤機鋼球級配進行調整，使用新型鉻錳鎢抗磨鑄鐵磨球，改變磨煤機內部鋼球比例，減少裝球量，最終降低磨煤機電流，9月27日3號機組開機，對兩周內有關情況進行評估。

表1 磨煤機技術參數

表2 燃煤特性

2 試驗方案及運行數據

選擇直徑為 60mm、50mm、40mm、30mm、25mm、20 mm鋼球進行配比。確定鋼球的球徑及配比后，根據磨煤機參數、新材料鋼球的失圓率低的特點，適當考慮新材料鋼球的出力系數，在3臺磨煤機選擇了不同的試驗方案。3A磨裝球55 t、3B磨裝球50 t、3C 磨裝球 50 t。

2.1 試驗前后運行參數比較

表3 3 A磨試驗前后運行參數對比表

表43B磨試驗前后運行參數對比表

表5 3C磨試驗前后運行參數對比表

表6 試驗后三臺磨煤機運行參數對比表（負荷260 MW）

2.2 綜合分析

選擇試驗前3月的數據、8月的數據以及試驗后10月的數據進行比較，表7、表8所示。

表7 8月份與10月份數據比較

每天節電:80032-63784=16248 kW·h 節電率：（1.369-1.088）/1.369×100%=20.53%

表8 3月份與10月份數據比較

每天節電:81400-63784=17616 kW·h 節電率:（1.393-1.088）/1.393×100%=21.9%

2.3 3、4號鍋爐磨煤機大、小牙輪溫度比較

3、4號鍋爐磨煤機大小于溫度不同時間的測量數據如表9、表10、表11所示。

從齒面溫度看，3號爐各磨煤機鋼球重新配比后，齒面溫度普遍下降。

從整個齒面寬度看溫度，最大差值3度，有的沒有差值，比較均勻。

現場聽聲音，3號B磨聲音確實比其他5臺磨煤機大些，應加強觀察，每天現場診斷并測量溫度、震動等，發現異常，申請停磨檢查處理，確保設備穩定運行。

表910月5日16：10測量數據

表1010月16日15：40測量數據

表11 2005年11月10日檢測記錄表

4 結論及建議

1）試驗前后，煤粉細度無明顯的變化，都在R90=8%～10%之間。

2）通過鋼球級配試驗磨煤機的耗電量大幅度下降每天節電16248～17616 kW·h，節電率達到20.53%～21.9%。

3）A磨煤機鋼球裝載量比B、C磨煤機鋼球裝載量多5 t，從表6可以看出A磨煤機出力大于B、C磨煤機。

4）建議合理選擇煤粉細度適當加大磨煤機出力裕度。煤粉細度對燃燒的穩定性和經濟性有相當大的影響。理論研究和運行實踐表明，對于低揮發分煤種，煤粉磨的更細一些，對其著火和燃盡都十分有利。西安熱工研究院修訂的《電站磨煤機及制粉系統選型導則》（DUT466-2004）中，將原導則中煤粉細度的推薦公式由R90=0.5nVdaf+4修正為R90=0.5nVdaf,并對降低煤粉細度經濟性做了認真的比較。按西安熱工研究院的研究，對于設計和實際燃用煤種，我廠二期“W”火焰鍋爐合理的煤粉細度為R90=5.6%乃至更細一些較合適，可以進一步降低飛灰、爐渣可燃物含量，提高鍋爐效率。煤粉細度受煤的可磨性系數、磨煤機料位、磨煤機鋼球裝載量、磨煤機風量等的影響。可以考慮優化鋼球級配，改善煤粉細度，運行中煤粉細度還可以采用分離器擋板開度進行調整。

5）磨煤機實施新技術后，隨著負載的減小，大小齒輪、軸瓦和變速箱等設備的故障率將降低，設備壽命得到延長，也節省了大量的維護成本。

6）采用鋼球級配技術帶來的不利影響是磨煤機出口溫度的降低，特別是煤質較差、燃煤含水量較大、低負荷時給鍋爐的穩燃帶來一定的影響，需要進一步研究。

［1］劉英雄,毛愛珍.球磨機鋼球直徑的優化選擇［J］.中國電力,1996,29 （6）.

［2］賈鴻祥.制粉系統設計與運行［M］.北京:水利電力出版社,2002.

［3］岑可法,周昊,池作和.大型電站鍋爐安全及優化運行技術［M］.北京:中國電力出版社，2003.

［4］段希祥.我國粗磨球磨機鋼球尺寸狀況的分析［J］.礦治工程,1998,18（1）.