330MW鍋爐磨煤機鋼球最佳級配試驗研究

摘 要：鋼球磨煤機在我國火力發電廠中得到廣泛的應用，但是鋼球磨煤機金屬損耗大，制粉電耗較高。通過建立鋼球磨損穩態模型和工程試驗可以計算出最佳鋼球裝載量和鋼球最佳級配。同時采用高鉻鋼球，可以減少鋼球磨損，穩定鋼球的最佳級配，減少鋼球的用量，達到減少電耗和鋼耗的目的。

關鍵詞：磨煤機；鋼球；級配

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.033

0 概述

鋼球磨煤機已在國內外火力發電廠中廣泛的應用，但是鋼球磨煤機制粉系統能耗較高，其用電量高達廠用電的20%左右。據統計，磨煤機一般每磨制1t煤鋼球磨損為120～300g，個別磨煤機甚至更高。通過調節鋼球最佳裝配量、球徑的配比、鋼球以及襯瓦的材料特性及補球參數，可以起到防磨降耗的作用。目前我國火力發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，絕大多數火力發電廠根據經驗單純的補加大球，造成磨煤機內球荷平均粒度的增大，使磨煤機不能工作在最佳鋼球級配。

1 改造項目

某電廠330MW機組鍋爐配備有4臺350/600型鋼球磨，均為沈陽重型機械廠生產的單進單出磨煤機。設計出力為45.88t/h，額定電流為105A。近年來，受到國內煤炭市場變化等因素的影響，使得入爐煤質偏離設計值。目前該廠使用的鋼球規格為Φ40、Φ50、Φ60三種，配比方式為1：1：1，磨煤機加裝鋼球主要以磨煤機電流為參照依據，采取定期加裝大直徑鋼球方式，使磨煤機筒體內部不同直徑鋼球比例不合理。

以前使用的鋼球為普通高鉻鋼球，平均磨耗為133.6g/噸煤，現在在普通高鉻鋼球化學成分的基礎上添加適量鎢、鉻、錳、釩等合金元素，進一步降低鋼球的磨耗，提高鋼球的耐磨性。

同時對磨煤機襯板的波形和材質進行了改造，通過對波形板的波谷高度差進行調整，提高波形板帶球能力，從而增加鋼球在磨煤機筒體內的粉碎和研磨行程，提高鋼球的粉碎和研磨能力。目前使用的襯板均為低合金材質，將襯板材質升級改造為高鉻鑄鐵耐磨襯板，升級后的高鉻鑄鐵耐磨襯板較低合金襯板耐磨性能提高20%，從而降低襯板的磨損。

2 計算鋼球最佳級配系數

鋼球磨損的結果是其直徑隨磨損時間的增長而減少，就單個鋼球來說，直徑的減少是一個隨機過程。然而在特定的磨煤機中，鋼球群體直徑的減少則表現出很強的統計特征。對于 1 臺其他各種參數都固定，而只有鋼球直徑變化的磨煤機，其出力與鋼球直徑的平方根成反比，磨煤機電流基本不變，則取用小直徑鋼球有利于降低磨煤電耗。而直徑小的鋼球磨損量大，所以應根據各鋼球級配下磨煤電耗成本和鋼球磨損成本綜合考慮確定鋼球的最佳級配[3]。

合理的鋼球裝載量和鋼球級配使磨煤機出力增大，降低制粉電耗及鋼耗[4]。磨煤機的規格（直徑、總長）不同、轉速不同、襯板形狀不同、所磨燃料不同、煤粉細度要求不同鋼球級配也就不同。首先根據燃煤的可磨系數、燃煤粒度、磨煤機直徑確定最大鋼球直徑，確保最大粒度的燃煤被迅速破碎；其次根據煤粉細度要求、燃煤的可磨系數確定最小鋼球的直徑，確保燃煤微粒被迅速碾碎。在此鋼球級配下的制粉出力可根據式（1）計算出相應可計算磨每噸煤的磨煤電耗。根據發電成本可計算磨煤電耗成本，算出磨煤電耗成本和鋼球磨損成本之和，確定出鋼球的最佳級配[5]。

3 試驗前后運行參數分析

（1）磨煤機鋼球級配前。通過對數據計算、分析得出：

1）#6爐D磨煤機鋼球級配前磨煤機運行單耗：EM=NM/BM=磨煤機電機用電總量（KWh）/給煤量總計（T）=21.2 kWh/t煤。

2）磨煤機電流值平均109.3A。

3）磨煤機平均出力保持在45.3T/h左右。

4）煤粉細度：R90=25.6%，R200=5.3%。

（2）磨煤機鋼球級配后。

（3）磨煤機鋼球級配前、后比較分析。通過對#6爐D磨煤機鋼球級配試驗前后采集的相關數據進行計算、分析得出：

1）#6爐D磨煤機鋼球級配后運行單耗比級配前平均降低6.6kWh/t煤。

2）磨煤機電流值平均降低27.2A。

3）磨煤機出力平均升高1.7T/h左右，變化不大。

4）煤粉細度（取二次加球后連續5日平均值）：R90=21.7%，稍高于設計值；R200=3.1%，低于設計值。（注：#6爐設計煤粉細度：R90≤20%；R200≤5%）

4 結論

通過磨煤機級配前后各數據的對比可以清晰的看出，磨煤機級配后磨煤機單耗由原來的21.2kwh/t降低至14.6kwh/t。磨煤機電耗成本由原來的8.904元/t降低至6.132元/t，磨制每一噸煤可以節約成本2.772元，按照一臺330MW機組一年用煤量70萬噸計算，可以實現節約發電成本1940400元。

參考文獻：

[1]330MW機組集控運行規程[S].華電國際十里泉發電廠，2013.

[2]余濤，張翠珍，劉亮.鋼球磨煤機鋼球的最佳級配與補球參數[J]. 長沙理工大學學報，2007，4（01）：68-83.

作者簡介：賈海冰（1988-），男，山東嘉祥人，本科，助理工程師。