中速磨煤機的金屬損耗分析

石 懷

內蒙古大板發電有限責任公司

中速磨煤機的金屬損耗分析

石 懷

內蒙古大板發電有限責任公司

中速磨煤機制粉系統是大型燃煤爐的重要組成部分，隨著磨煤機的不斷改造和更新，中速磨煤機的金屬損耗就成了一個課題，只有深入細致的了解中速磨煤機制粉系統的特點以及影響中速磨煤機的一次風的特性，才能真正降低中速磨煤機的部件磨損。對于中速磨煤機的定期維護、定期檢查、定期檢修也是保證中速磨煤機穩定、經濟運行的先決條件。同時討論了影響中速磨經濟安全工作的主要因素，并提出相應合理的運行方式，對電廠實際運行具有理論指導意義。

中速磨煤機；一次風；金屬損耗；碾磨損；沖蝕磨損；磨煤出力

前言

近年來，隨著火電廠的發展、大型燃煤爐采用中速磨煤機直吹式制粉系統占有很大的一部分，中速磨煤機在大型火電廠的廣泛應用已成為不可逆轉的必然趨勢。

然而，對中速磨煤機及直吹式制粉系統的運行特性不熟悉，加上國內燃料應用情況的復雜性給運行和金屬的損耗帶來了諸多問題，隨著我國節能降耗的大力深入和企業內部的挖潛增效，制粉系統的金屬損耗就成了一個重要的課題，充分地做好運行中一次風調節，以及細致認真的檢修，才能減少金屬的損耗，提高機組的經濟性，創造良好的社會效益和經濟效益。二 中速磨煤機正壓冷一次風直吹式制粉系統的特點

正壓直吹式制粉系統的特點是磨煤機保證鍋爐負荷的需要，均勻、連續地供給爐膛合格的煤粉，因此在任何時候運行的磨煤機的磨煤量均等于鍋爐燃料的消耗量，磨煤量是隨著鍋爐負荷的變化而變化。

正壓直吹式制粉系統最顯著地特點是，一次風機裝在磨煤機的前面，同時一次風分成兩路，一路是進入空氣預熱器加熱，然后再進入磨煤機進行干燥原煤，同時攜帶合格的煤粉進入爐膛燃燒，。另一路風是在空氣預熱器和一次風機出口之間引出的，對磨煤機的溫度進行控制，防止磨煤機內部超溫和著火。運行人員調整好冷、熱一次風，可以提高鍋爐的經濟性，減少磨煤機的金屬損耗。

保持適當的一、二次風出口速度和風率，是建立良好的爐內動力工況，使風粉混合均勻，保證燃料正常著火和燃燒的必要條件。一次風速過高會推遲著火，空預器漏風加大，過低則可能燒壞噴口，并可能在一次風管造成煤粉沉積，在磨煤機風量滿足的前提下，一次風壓應維持在9～10.5kPa（根據具體調試確定）。二次風速過高或過低都可能直接破壞爐內正常動力工況，降低火焰的穩定性，因此應控制好二次風箱與爐膛差壓值。一次風率增大，著火時間推遲，顯然這對低揮發分燃料是不利的；對高揮發分燃料著火并不困難，為保證火焰迅速擴散和穩定，要求有較高的一次風率。鍋爐運行過程中，保證一定的一次風壓對穩定燃燒極其重要，一次風壓的波動易造成燃燒不穩，所以運行過程中一次風壓是一較重要的監視參數。在自動狀態下一次風壓隨負荷變化，成一曲線關系。一次風壓投自動時，負荷大幅變化時應密切監視一次風壓的變化，防止一次風壓過低導致不出粉，這種情況多出現在機組啟動、斷煤、負荷偏低停運制粉系統時。

二 影響中速磨煤機制粉系統金屬損耗的因素

1、一次風對磨煤機金屬損耗的影響

一次風作為原煤的干燥風和煤粉的攜帶風，風溫影響煤粉干燥，風壓影響煤粉的剛性和細度。

1.1 熱一次風的風溫的高低，是決定原煤干燥出力和煤粉細度的關鍵因素，當風溫較高時，能很好地滿足干燥出力，同時原煤易于破碎，減少磨輥和磨盤瓦的金屬損耗，煤粉的破碎細度大大提高，減少了煤的重復碾磨才能達到的煤粉細度，延長了金屬磨損件的使用壽命。

1.2 當熱一次風風溫較低時，原煤中的水分不易蒸發，煤的可磨性增大，煤的二次碾磨幾率增多，金屬損耗就越大，煤的顆粒變大，不利于熱風的攜帶，對于靜態分離器和磨輥、磨盤瓦磨損就加劇，經濟性降低。

1.3 運行中的磨煤機如果一次風壓偏高，勢必造成煤粉顆粒變粗，大的煤粉顆粒就造成分離器、煤粉管、噴燃器的金屬磨損增加，同時煤粉剛性增大，推遲煤粉在爐膛的著火，燃燒也不完全，增高后的一次風壓，對于非碾磨件的金屬沖刷非常嚴重，如：加載架、中架體下部、動靜噴嘴環、磨輥支架護板、煤粉管路等。

1.4 一次風的風壓如果偏低，容易堵塞煤粉管，造成磨煤機飽磨（原煤或煤粉在磨內無法被完全破碎或被一次風帶走，堵塞風道及排渣箱，電機過載），煤的剛性減弱，二次磨損增加。雖然非碾磨件的金屬損耗降低，可碾磨件的磨損增加。磨煤機的內部阻力及磨煤機一次風入口與分離器出口之間的靜壓差值增大。當磨煤機內部粉量增加，此阻力值將隨著粉量的增加而逐漸變大。很好的控制此阻力值同樣可以減少金屬的磨損。

2、加載力對中速磨煤機金屬損耗的影響

加載力越大，石子煤量相應變少，但是對于磨輥和磨盤瓦的磨損相對較大。因此，在磨損中后期，只要石子煤符合要求，不能一味通過增加一次風量和增加加載力來減少石子煤量。此外，加載力過低，產生的石子煤量必然會增加，相應煤粉的出力也不足，煤粉的二次磨損次數增多，同樣金屬磨損也會增加。合適的加載力和反作用力對于同一煤種，它的碾磨出力、通風出力、干燥出力相匹配的情況下，金屬損耗是最經濟的。磨煤機采用變加載，磨煤機的出力大小可自動、隨時隨地進行調整。機組調峰時，避免磨煤機的頻繁啟動，運行操作方便。有利于延長耐磨件壽命，可減少金屬損耗20%。

3、鐵塊、石塊、木塊對于中速磨煤機金屬損耗的影響

3.1 輸煤系統除鐵器效果的好壞直接影響中速磨煤機的金屬損耗和部件的使用壽命，當除鐵器的效率達到100%時，磨煤機部件的使用壽命將達到15000～20000小時，除鐵效率達到80%時，中速磨煤機部件使用壽命降低5000～6000小時，由此可見輸煤系統除鐵的好壞，對于中速磨煤機的金屬損耗至關重要。

3.2 石塊的決定因素是燃料的采購環節，好的煤質是減少中速磨煤機部件的關鍵，石子對磨輥和磨盤瓦的磨損相當快，控制好原煤的質量非常重要，它可以延長中速磨煤機部件的使用壽命。石子一旦被磨碎，必將被熱風攜帶，被攜帶走的細小沙粒，加劇靜態分離器、煤粉管路的磨損，中速磨煤機的經濟性大大降低，也不利于爐膛的著火燃燒。

3.3 木塊和原煤是靠除雜物機進行分離的，大的木塊被分離，小的木塊在中速磨煤機中不容易碾磨，在離心力的作用下，進入石子煤倉被排掉。木塊在中速磨煤機中使磨輥的作用力和反作用力增強，導致瞬間的提升力增大，原煤不容易磨碎，在等量的通風量下，煤粉出力減少。要想增加出力，必將增加一次風量，這樣熱風對非碾磨件的磨損增加。

三 降低中速磨煤機制粉系統金屬損耗的措施

進行系統改造、加強運行控制、注意檢修維護

1、建議用戶對一次熱風系統進行改造，使一次風溫能夠達到設計值。

2、加強運行控制，盡量提高一次風溫。在不影響磨煤機運行及鍋爐燃燒的情況下，適當降低磨煤機出口的溫度，來降低入口一次風量，從而降低噴嘴環噴口處風粉混合物的速度，以減輕磨內部的磨損。

3、注意檢修維護，按照磨煤機說明書中的要求定期檢查磨損情況，保證及時更換和檢修。

3.1磨輥防護板防護措施：

3.1.1 采用貼陶瓷襯板以增加其使用壽命。

3.1.2 采用堆焊技術以增加使用壽命。

3.2 加載架護板，在護板上貼陶瓷或進行堆焊。

3.3 中架體大門襯板，在中架體襯板易磨損部位貼陶瓷襯板或進行堆焊。

3.4 中速磨煤機內部的沖蝕磨損，降低沖蝕磨損的關鍵是降低風速，因此降低噴嘴環噴口處的風速是降低耐磨件磨損的最有效的措施。

四、結論

中速磨煤機正壓冷一次風直吹式制粉系統是金屬損耗相對較少的一個磨煤機類型，由于運行中熱一次風溫達不到設計值，不能滿足干燥出力，只有提高一次風速來滿足爐膛燃燒需要，它勢必會加速磨煤機內部的沖蝕磨損。正常運行工況，煤質較好的情況下，中速磨輥套、磨盤瓦、碾磨件的使用壽命普遍在15000～20000小時左右。針對這種運行工況，在排渣量允許的情況下，可適當降低加載力，這樣可在一定程度上延長碾磨件的壽命，同時可解決因風量大、煤層薄而引起的磨煤機磨損加劇。運行中應根據燃煤種類和鍋爐負荷的需要，相應調整通風量、碾磨力，以保證磨煤機工作和鍋爐燃燒的經濟性。

[1]煙風煤粉管道設計技術規程.中華人民共和國國家經濟貿易委員會

[2]計算流體力學的理論、方法及應用.科學出版社

[3]金屬材料學.冶金工業出版社

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.072

石懷，職務：鍋爐點檢員，工作單位：內蒙古大板發電有限責任公司工程部。