雙進雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統靜態調整研究

劉希健 張中正 申 旭

（山東中實易通集團有限公司，山東濟南 250000）

0 引言

家用電器及新能源汽車的普及，促使用電需求量越來越大，這有效促進了電廠的發展。目前火電裝機容量占到全部發電裝機容量的52%，我國火電廠主要為燃煤機組，本文主要介紹了燃煤機組配備的雙進雙出鋼球磨煤機的靜態調整工作。

1 雙進雙出磨煤機技術參數

燃用低揮發分貧煤時，宜選用雙進雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統[1]。本工程燃用山西沁水煤田的貧煤，采用雙進雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統，其技術性能參數如表1所示。

表1 技術性能參數表

2 雙進雙出鋼球磨煤機保護設置

熱工保護系統是設備主要組成部分，其可靠性會影響到設備運行安全性、可靠性[2]，根據磨煤機設備說明書、系統圖等，由業主、調試、設備廠家共同討論制定如下邏輯保護條件。

2.1 磨煤機啟動允許條件

潤滑油系統正常、大齒輪密封風機運行、吹掃風電動擋板門全關、任一一次風機、密封風機允許、磨慢傳電機未運行、MFT已復位且無磨跳閘條件、磨軸承和電機溫度正常、給煤機全停且給煤機出口門全關、磨煤機容量風門和旁路風門開度合適、磨出口煤粉管道快關門已開、煤層點火允許、磨點火能量滿足、磨煤機冷熱一次風電動門全開。

2.2 磨煤機跳閘條件

MFT動作、一次風機全停、潤滑油系統供油壓力低低、低壓潤滑油泵全停、磨煤機運行10 s主減速機潤滑油系統供油壓力低、磨煤機主電機定子溫度高高、分離器出口溫度高高、磨投運煤層火焰喪失、磨煤機運行3 min內點火能量不滿足、磨煤機投運分離器出口門關。

3 靜態調整試驗要點

靜態調整主要包括：系統閥門、聯鎖、報警、保護、啟停等傳動試驗；磨煤機滅火防爆系統調試；磨煤機干油噴射系統調試；最佳鋼球加裝量計算及加裝；潤滑油系統油壓油量確認；分離器工作轉速核對；各部位的通風阻力校正；磨煤機入口容量風及旁路風風量測量元件、一次風管內風速測量元件系數校驗標定；測定出口風粉管道內風量均勻性及調平試驗；進行給煤機轉速及煤稱量裝置校驗。

3.1 一次風管內風量均勻性測定與調平試驗

在冷態下調節一次風管上的縮孔，使各一次風管最大風量相對偏差（相對平均值的偏差）值≤5%[3]。最大風量相對偏差值計算公式如下：

式中：ΔQmax為最大風量相對偏差；Qt，max（min）為偏差最大（最小）的一次風管風量;為風量平均值。

圖1為A磨煤機調平試驗結果，冷態調平前一次風管最大風量相對偏差為16.18%，通過調節安裝在各一次風管上的縮孔開度分配調整各粉管風量，調整后一次風管最大風量相對偏差為2.32%。

圖1 A磨煤機一次風粉管調平試驗

3.2 最佳鋼球加裝量計算及加裝

根據表1所示MGS4366雙進雙出筒式磨煤機技術參數進行如下計算：磨煤機體積V（m3）：

式中：D為磨煤機直徑；L為磨煤機長度。

計算得V=95.57 m3。

磨煤機筒體的臨界轉速ncr（r/min）：

計算得ncr=20.52 r/min。

最佳鋼球裝載系數φb，opt：

計算得φb，opt=0.19。

最佳鋼球裝載量Bb，opt（t）：

式中：ρb為鋼球堆積密度，對篩選過的鋼球取4.9 t/m3。

計算得Bb，opt≈88.98 t。

根據計算結果，與業主、磨煤機廠家進行研討，決定加入90 t直徑為φ30、φ40、φ50的1:1:1比例混合后的鋼球，每次加入15 t后進行試轉，記錄磨煤機電流，并畫出鋼球裝載量與電流的關系曲線，結果如圖2所示。

圖2 A磨煤機鋼球裝載量與電流關系曲線

后期磨煤機運行中鋼球由于磨損質量不斷減小，應定期補充鋼球至最佳鋼球量，以恢復磨煤機的磨制能力[4]。

對于大多數煤種（HGI在50左右），鋼球磨損速度一般為0.03 kg/（h·t）左右[5]，建議采取少量多次的加鋼球方式，當R200偏大時，需要加一定量的小鋼球，保證磨煤機空載電流保持平穩，確保鋼球的裝載量始終保持在最佳水平。

3.3 磨煤機回轉式分離器轉速核對

本爐配備了新型低氮旋流煤粉燃燒器，低氮燃燒器是通過分級配風來降低NOx排放量的，其抑制NOx的方法是通過減少燃燒器噴口的理論空氣量，在燃燒器噴口附近形成濃燃料燃燒區，降低燃燒區的氧濃度，也就降低了燃燒區的溫度，從而在燃燒區使NOx的生成量減少[6]。

主燃燒區域欠氧燃燒會導致煤粉顆粒不能完全燃盡，造成飛灰可燃物含量升高。為使煤粉更容易燃燒，就要控制煤粉細度合理，此時回轉式分離器的調試至關重要。靜態調試時繪制分離器轉速與頻率關系曲線如圖3所示，為磨煤機投運后煤粉細度的調整奠定基礎。

圖3 A磨煤機分離器轉速與頻率關系曲線

磨煤機啟動初期分離器轉速控制在150～160r/min，正常運行后控制在130～150 r/min為宜，根據燃燒狀況、飛灰含碳量進行優化調整。

3.4 磨煤機一次風量控制方案

磨煤機一次風量為進入磨煤機的容量風量和旁路風量之和。根據負荷，保證磨出力的同時保證粉管煤粉速度，因此磨一次風、容量風、旁路風風量要成適當比例控制。

一次風量與磨煤機出力的對應關系應符合圖4，一次風管內的風速在20～25 m/s，磨煤機入口溫度保證在205～285 ℃，磨煤機分離器出口溫度根據煤的揮發分進行調整，溫度控制在105～115 ℃。

圖4 一次風與磨煤機出力關系曲線

雙進雙出鋼球磨煤機可以在給煤機斷煤、堵煤、故障及磨煤機一側堵煤等設備異常情況下使用，并根據機組負荷調整的需要進行不同的組合匹配，具有較強的適應能力[7]。磨煤機單進雙出、單進單出運行時，可適當調節兩側容量風及旁路風擋板的位置，避免兩側分離器出口溫度偏差過大，盡快恢復正常運行方式。

4 制定雙進雙出磨煤機啟動與停運步驟

4.1 磨煤機啟動步驟

1）檢查磨煤機開機許可條件已具備，確認磨煤機一次混合風、冷一次風、熱一次風調節擋板、分離器出口擋板、煤粉管道吹掃風電動插板門、燃燒器入口煤粉管道氣動插板門、給煤機出入口電動閘板門均在關閉狀態。磨煤機高、低壓潤滑油系統運行正常。

2）啟動磨煤機螺旋分離器電機，調整磨煤機螺旋分離器電機轉速至正常范圍。

3）打開磨煤機1、2、3、4、5、6燃燒器入口煤粉管道手動插板門。

4）打開磨煤機出口1、2、3煤粉管道吹掃風電動插板門，吹掃1 min后關閉；打開磨煤機出口4、5、6煤粉管道吹掃風電動插板門，吹掃1 min后關閉。

5）置磨煤機1、2、3、4、5、6分離器出口氣動插板門開位。

6）置磨、給煤機密封風門開位，檢查確認入口容量風壓力與密封風壓差＞2 kPa。

7）啟動磨煤機大齒輪密封風機、大齒輪噴油裝置。

8）打開磨煤機混合前冷一次風、熱一次風氣動隔絕門，調節磨煤機冷一次風和熱一次風氣動調節擋板，旁路風調節風門在全開位置，調整一次風量、風溫，進行暖磨。

9）磨煤機出口溫度達到設定溫度80 ℃以上后，完成暖磨。

10）啟動磨煤機主電機，延時5 min檢查兩臺高壓潤滑油泵自停。

11）磨煤機冷一次風和熱一次風氣動調節擋板投入自動，維持容量風門在最小開度。

12）依次開啟給煤機出、入口電動閘板門，啟動給煤機并增加給定轉速，維持給煤量大于30 t/h，磨煤機建立差壓料位≤1 000 Pa。料位建立后，投入磨煤機料位自動。

13）調節容量風、旁路風風量調節擋板，提高磨煤機出力，滿足機組負荷需要。

4.2 磨煤機正常停運步驟

1）將磨煤機料位控制置手動，手動將給煤機轉速降低至最小值。

2）關閉給煤機入口閘板門，在給煤機皮帶上沒有存煤后停止給煤機，關閉給煤機出口閘板門。

3）將磨煤機熱/冷一次風、入口容量風氣動調節擋板置手動，根據磨煤機出口溫度，關小磨煤機熱一次風氣動調節擋板至完全關閉，開大磨煤機冷一次風氣動調節擋板維持風量。

4）磨煤機料位下降后，逐漸關小磨煤機入口容量風氣動調節擋板，開大磨煤機旁路風氣動調節擋板，控制一次風量在正常范圍內。根據容量風量關小對應燃燒器二次風調節擋板。

5）磨煤機吹空后，停運磨煤機主電機，聯跳分離器電機、變頻器。

6）檢查磨煤機高壓潤滑油泵自啟。

7）關閉冷一次風氣動調節擋板、混合風關斷擋板、分離器出口擋板。

8）分別將磨、給煤機密封風門關閉。

9）將磨煤機單個煤粉管道吹掃風電動插板門依次打開吹掃管道。

10）延時60 s關閉磨煤機煤粉管道吹掃風電動插板門。

11）停大齒輪罩密封風機及噴油裝置。

4.3 磨煤機急停步驟

1）磨煤機主電機停運后，聯跳給煤機，停運磨煤機螺旋分離器電機。

2）啟動兩臺磨煤機高壓潤滑油泵。

3）分別將磨煤機熱/冷一次風、入口容量風氣動調節擋板置手動，將磨煤機熱一次風氣動調節擋板全部關閉。

4）關閉磨煤機各分離器出口擋板/冷一次風、混合風關斷擋板。

5）非MFT工況下，置磨煤機出口1、2、3煤粉管道吹掃風電動插板門全開，吹掃2 min后關閉；置磨煤機出口4、5、6煤粉管道吹掃風電動插板門全開，吹掃2 min后關閉。

6）兩臺高壓油泵啟動運行3 min后停止運行。

7）停運磨煤機旋轉分離器、大齒輪罩密封風機、大齒輪噴油裝置。

5 制粉系統運行監視與調整

磨煤機作為主要輔機，投運后應重點監視其運行情況，調整運行參數在正常值內。

1）監視磨煤機電機運行電流、各風量、一次風速、各處風壓、料位差壓、出口溫度等各重要參數，綜合判斷制粉系統運行狀態是否良好并采取相應措施。

2）加強就地巡視，檢查制粉系統無跑、漏粉的情況，發現制粉系統的異常情況采取相應措施。

3）定期檢查集控原煤斗料位與燃料主控室煤斗料位是否相符，原煤斗消防蒸汽系統各閥門方式正常。

4）檢查給煤機無異常振動、噪聲，溫度正常，皮帶無撕裂跑偏現象。

5）磨煤機潤滑油油箱油位介于高低限之間，油溫保持在25～35 ℃；磨煤機大瓦溫度低于60 ℃；檢查大齒輪噴油裝置工作正常，油量正常；大齒輪密封風機運轉正常。

6）定期對差壓、電耳料位進行比較，如有較大偏差，應及時聯系檢修吹掃磨煤機控制系統測量管線。

6 結束語

對雙進雙出鋼球磨煤機設置保護、進行靜態調整試驗，可為磨機的啟動運行奠定基礎，為機組并網發電創造有利條件。