提升中速磨煤機碾磨效率的裝置研發(fā)與應(yīng)用

壽奎原 于帥 盧得勇

摘 要：結(jié)合中速磨煤機內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及實際運行情況，嘗試研發(fā)一種提升碾磨效率的裝置，在原煤進入磨盤前，提高原煤溫度，降低原煤水分;在磨盤中使粗細煤粉區(qū)域內(nèi)小范圍產(chǎn)生分離，提升粗煤粉碾磨分配能量，達到提升碾磨效率的目的。將該裝置在某電廠中速磨煤機上運行一段時間后發(fā)現(xiàn)，煤粉細度小幅下降，磨煤機單耗降低約0.6 kWh/t。

關(guān)鍵詞：中速磨煤機;碾磨;效率

0 ? ?引言

近年來，我國電力需求始終保持增長趨勢，2020年前10個月，全社會用電量約6.03萬億kWh，2019年全年全社會用電量約7.23萬億kWh。我國能源結(jié)構(gòu)的特點是多煤、少油、貧氣，雖然新能源電源增速較快，但目前火力發(fā)電依然是主要的電源結(jié)構(gòu)。據(jù)統(tǒng)計，2019年火電裝機容量達11.9億kWh，約占全國裝機總?cè)萘康?9.22%。

中速磨煤機為燃煤電站制粉系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，在燃煤電站工藝流程中，承擔著碾磨、干燥、輸送合格煤粉的作用，在電力生產(chǎn)中能耗較大。針對中速磨煤機性能提升的技術(shù)研發(fā)是燃煤電站節(jié)能降耗的主要方向之一。

中速磨煤機的工作原理為原煤經(jīng)由落煤管持續(xù)落入磨煤機內(nèi)部磨盤，磨盤被電機帶動旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中，通過磨輥及襯瓦完成對原煤的碾磨及甩出。熱風自磨煤機底部風室進入，經(jīng)由噴嘴環(huán)中轉(zhuǎn)后進入磨煤機，攜帶被磨盤甩出的煤粉，通過分離器后被送出磨煤機。分離器起到分離不合格煤粉的作用，不合格煤粉被分離出來后，經(jīng)由回粉錐重新返回磨盤進行碾磨，重復(fù)上述工作。

中速磨煤機的出力包括干燥出力、通風出力、碾磨出力，3個出力中的最低值為磨煤機的最終出力。在煤質(zhì)穩(wěn)定的情況下，干燥出力主要由進入磨煤機的熱風溫度及熱風量決定;通風出力主要由制粉系統(tǒng)中一次風機決定。因此，干燥出力和通風出力主要是由磨煤機以外的因素決定的，碾磨出力主要由磨煤機的結(jié)構(gòu)型式?jīng)Q定。

在有足夠熱風溫度，足夠一次風機出力的情況下，碾磨出力往往是限制磨煤機出力的主要因素。因此，對提升中速磨煤機碾磨效率進行研究，對于提升中速磨煤機的性能與出力是很有意義的。

1 ? ?提升磨煤機碾磨效率裝置的工作原理

中速磨煤機碾磨出力設(shè)計計算公式如下：

Bm=Bmo×fh×fr×fm×fa×fg×fe×fsi

式中：Bm為碾磨出力;Bmo為磨煤機基本出力;fh為可磨性對磨煤機出力的修正系數(shù);fr為煤粉細度對磨煤機出力的修正系數(shù);fm為原煤水分對磨煤機出力的修正系數(shù);fa為原煤灰分對磨煤機出力的修正系數(shù);fg為原煤粒度對磨煤機出力的修正系數(shù);fe為碾磨件磨損的出力降低系數(shù);fsi為分離器形式對磨煤機出力的修正系數(shù)。

由上式可以看出，原煤的可磨性、水分、灰分、原煤粒度、煤粉細度都會對原煤的碾磨出力產(chǎn)生影響。其中，原煤的可磨性越差，碾磨出力越小;水分越大，碾磨出力越小;原煤粒度越大，碾磨出力越小。

在中速磨煤機工作過程中，不僅原煤粒度會影響碾磨出力，磨盤中煤粉的粒度分布也會影響碾磨出力。中國礦業(yè)大學對中速磨煤機碎磨機理進行了深入研究，通過模擬在中速磨煤機的試驗裝置中進行破碎試驗研究發(fā)現(xiàn)，碾磨過程中磨盤煤層中的細煤粉顆粒會占據(jù)粗顆粒與碾磨介質(zhì)以及粗顆粒的間隙，導(dǎo)致煤層摩擦系數(shù)減小，降低粗顆粒煤粉可分配的碾磨能量，降低碾磨裝置的輸入能量，降低碾磨效率。

基于以上分析，本文嘗試研發(fā)了一種提升碾磨效率的裝置，該裝置包括：（1）中心預(yù)干燥系統(tǒng);（2）磨盤流化風系統(tǒng)。

1.1 ? ?中心預(yù)干燥系統(tǒng)

中心預(yù)干燥系統(tǒng)為從中速磨煤機入口熱風道中引出一路熱風進入磨煤機頂部落煤管，隨落煤管中原煤一起進入磨煤機內(nèi)部，在落煤管中對原煤進行預(yù)干燥，可降低部分原煤水分。

中心預(yù)干燥系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

1.2 ? ?磨盤流化風系統(tǒng)

磨盤流化風系統(tǒng)為從中速磨煤機入口一次風中引一路送入磨煤機內(nèi)部，通過流化風噴嘴直接吹掃磨盤中煤粉，在同一動能下，促使煤粉沿吹掃方向產(chǎn)生位移，使被吹掃的煤粉中的粗細顆粒在區(qū)域內(nèi)小范圍產(chǎn)生分離，減少粗顆粒煤粉周圍的細煤粉，提升分離后粗顆粒及細顆粒可以分配到的碾磨能量。

磨盤流化風系統(tǒng)示意圖如圖2所示，圖中序號1標注即為流化風噴嘴管道。

2 ? ?提升碾磨效率裝置的應(yīng)用

將該裝置在某電廠ZGM113G型中速磨煤機上進行實際應(yīng)用，該裝置的中心預(yù)干燥系統(tǒng)及磨盤流化風系統(tǒng)中均設(shè)有手動閥門、電動閥門各1臺。其中，中心預(yù)干燥系統(tǒng)中的電動閥門為電動調(diào)節(jié)閥，磨盤流化風系統(tǒng)中的電動閥門為電動關(guān)斷閥，兩個系統(tǒng)均可通過閥門控制投退。

在煤量為30 t/h、40 t/h、50 t/h時，進行該裝置的投退對比性能試驗。由試驗可以看出，煤粉細度小幅下降，中速磨煤機的工作單耗均有一定程度的降低，具體試驗數(shù)據(jù)如表1所示。

由試驗數(shù)據(jù)可以看出，在維持煤量、出口風溫、一次風量、液壓加載力基本不變的情況下，進行提升碾磨效率裝置的投退對比，發(fā)現(xiàn)投運提升碾磨效率裝置，煤粉細度有小幅下降。30 t/h煤量時，磨煤單耗降低0.6 kWh/t;40 t/h煤量時，磨煤單耗降低0.54 kWh/t;50 t/h煤量時，磨煤單耗降低0.85 kWh/t。

3 ? ?結(jié)語

本文基于中速磨煤機碾磨工作原理，嘗試研發(fā)了一種提升碾磨效率的裝置，通過提升原煤溫度，降低原煤水分，促使磨盤中粗細煤粉分離，達到提升中速磨煤機碾磨效率的目的。在某電廠應(yīng)用一段時間后發(fā)現(xiàn)，煤粉細度小幅下降，磨煤單耗降低約0.6 kWh/t，煤量越大降低單耗越高，可以達到提高碾磨效率，進而提升磨煤機性能的目的。希望本文的研究成果能夠為中速磨煤機的性能優(yōu)化及降耗等科研工作提供參考和借鑒。

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收稿日期：2020-12-10

作者簡介：壽奎原（1973—），男，浙江諸暨人，工程師，從事燃煤電廠鍋爐設(shè)備管理工作。