降低HP863磨煤機石子煤排放率改造設計

季靜靜

摘 要：針對浙江紹興濱海熱電有限責任公司HP磨煤機石子煤排放量大、易著火結焦等現(xiàn)象，分析原因，通過對葉輪裝置進行改造，降低了石子煤排放量。

關鍵詞：磨煤機；石子煤；葉輪裝置；分析；措施；排放量

浙江浙能紹興濱海熱電有限責任公司#1、#2鍋爐為哈爾濱鍋爐廠制造的1025t/h亞臨界壓力鍋爐，分別于2011年6月和2011年10月投入運行。制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機、正壓直吹式冷一次風系統(tǒng)。每臺鍋爐布置5臺HP863磨煤機，四用一備，單臺磨煤機最大出力42.4 t/h。機組運行中，制粉系統(tǒng)存在的主要的問題為磨煤機石子煤的排放量較大，石子煤中夾的原煤較多，造成磨煤機內(nèi)的刮板磨損特別快，石子煤排放清運工作量大，有時來不及排放石子煤堆積在一次風道內(nèi)造成自燃，嚴重影響機組運行的經(jīng)濟性及安全性。

1 HP863型磨煤機工作原理

原煤從給煤機沿中心落煤管進入磨煤機的磨碗中心，由于磨碗的旋轉(zhuǎn)運動，原煤受到離心力的作用向四周擴散，進入磨碗與磨輥的研磨工作區(qū)。原煤經(jīng)過研磨、粉碎后繼續(xù)受離心力的作用向磨碗周邊移動，甩出磨碗的煤粉被自下而上的熱一次風向上吹送。此時煤粉在葉輪裝置上進行了第一次分離，塊狀的石子煤及其他一些較難研磨的媒或硬質(zhì)物件無法被一次風帶起而落入側機體，繼而被刮板刮入石子煤收集箱。對于較小的煤粉被熱一次風送到旋轉(zhuǎn)分離體進行第二次分離，此處旋轉(zhuǎn)的分離擋板使風粉混合物產(chǎn)生旋風運動及離心力的作用下導致粗煤粉被再一次分離，并落入研磨區(qū)重新研磨。此后，合格的煤粉經(jīng)過四個排出裝置通過煤粉管送入鍋爐燃燒

2 影響磨煤機石子煤量的因素及分析處理

磨煤機石子煤的排放量影響因素主要為以下幾個方面：

（1）煤質(zhì)差、煤矸石含量大

（2）磨輥及磨碗襯板磨損

（3）碾磨力不足

（4）通過磨碗氣流風速過低

（5）給煤機量過大

根據(jù)以上影響因素，通過加強入廠煤檢驗、制定磨煤機定期輪修計劃、調(diào)整彈簧加載力、增加通風量、定期校驗給煤機稱重裝置等手段，磨煤機的石子煤量有了一定幅度的下降，但仍然較大。分析磨煤機石子煤量高主要還是由于設備本身設計的原因?qū)е拢驗槟ッ簷C運行時石子煤排放量的多少最主要還是由葉輪裝置出口處的有效風速的大小決定的，現(xiàn)有葉輪裝置通過節(jié)流環(huán)來達到提高一次風風速，從而減少排煤。此種設計為阿爾斯通公司80 年代老式設計，在實際運行中的弊端主要有：

（1）差壓過高；

（2）磨煤機磨損加快；

（3） 由于風速提高產(chǎn)生強烈湍流，增加了煤塊被夾帶排出的幾率（對某些煤種情況尤為嚴重），大量夾帶的煤塊浪費了資源，增加了現(xiàn)場維護工作量，石子煤刮板容易損壞，同時容易產(chǎn)生下磨室著火等安全隱患。

3 葉輪裝置改造設計方案

采用阿爾斯通新設計的葉輪裝置，改造后的葉輪裝置帶有wing-tip 端板，此設計從改善一次風流場出發(fā)，并沒有增加風速，而是減小紊流，減少排煤量，并可以更好的調(diào)節(jié)煤粉-空氣混合流，提高一次分離效果，降低壓損以及減少磨損，同時可以延長石子煤刮板壽命，減小磨煤機著火風險。

下圖為阿爾斯通所做的CFD 數(shù)值模擬，左圖為老式的限流環(huán)設計，可見經(jīng)過改造，原有葉輪附近湍流大大減少。

改造后可以優(yōu)化磨煤機內(nèi)部流場，降低壓損，提高煤粉分離效果，控制排煤量在設計范圍（設計煤種時為給煤量的0.02～0.05%）。

4 方案實施及效果

2014年9月首先對#1C磨煤機進行了葉輪裝置改造，并對改造前后的石子煤量進行了統(tǒng)計，改造前#1C磨煤機石子煤排放量為0.185t/h，平均每噸煤排放6.9kg石子煤，石子煤排放量占給煤量的0.69%。改造后石子煤排放量為0.7kg/h，平均每t煤排放0.027kg石子煤，石子煤排放量占給煤量的0.0027%。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在煤種相似的情況下，#1C磨煤機葉輪裝置改造后石子煤排放量下降明顯，新葉輪裝置使用效果顯著，極大的降低了磨煤機石子煤的排放量。后期又陸續(xù)對其余磨煤機葉輪裝置也進行了改造，效果也很顯著。

5 效益

通過對比，#1C磨煤機葉輪裝置改造后石子煤排放量只有改造前的0.4%左右，由于改造前石子煤中夾雜大量原煤，通過計算若全廠10臺磨煤機全部改造完成后每年可節(jié)省標準煤約5000噸（按原石子煤發(fā)熱量折算為標準煤計算），節(jié)省原煤采購費用約200萬元，每年節(jié)省石子煤清運成本約20萬元，若考慮由于排渣過多引發(fā)設備等其他方面的損失，則經(jīng)濟效益更為明顯。

6 結語

通過以上控制及改造手段使磨煤機石子煤排放量降低后，磨煤機刮板等部件使用壽命增加，一次風室及石子煤斗著火現(xiàn)象基本杜絕，石子煤排放工人工作量大大降低，后期我們還將對磨煤機石子煤排放方式進行改造，將目前的非封閉式石子煤排放裝置改造成環(huán)保型封閉式石子煤排放裝置，大大減少粉塵污染，改善排放工人工作環(huán)境，并進一步降低排放工人勞動強度。

參考文獻：

[1] 降低HP系列磨煤機石子煤排放率改造.吳寶富.北京.華北電力技術.2003.

[2] 電站鍋爐運行與燃燒調(diào)整.黃新元.中國電力出版社.2010.