关键词：直吹式磨煤机 入口风量 出口温度
一、我厂二期磨煤机运行简介
我厂二期#3、#4机组每台锅炉配6台北京电力设备总厂生产的中速辊式磨煤机，磨煤机型号为：ZGM113N-II。单台磨煤机安全连续运行的磨煤机基本出力：71.9t/h，最小出力为：19.95 t/h（设计淮南煤新集烟煤）。
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图1-1
如上图1-1所示，ZGM磨煤机碾磨部分由转动的磨环和三个沿磨环滚动的固定且可自转的磨辊组成。来自给煤机的需进行碾磨的原煤从磨煤机的中央落煤管落到磨环上，旋转的磨环借助于离心力将原煤运送至碾磨辊道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊沿圆周方向均布于磨盘滚道上，碾磨力则由液压加载系统产生，通过静定的三点系统，碾磨力均匀作用至三个磨辊上，这个力经磨环、磨辊、压架、拉杆、传动盘、减速机、液压缸后通过台板传至基础。
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图1-2
如上图1-2所示，原煤的碾磨和干燥同时进行，一次风（冷、热一次风混合）通过喷嘴环均匀进入磨环周围，产生气流，将经过碾磨从磨环上切向甩出的煤粉混合物烘干并输送至磨煤机上部的分离器，煤粉混合物在分离器中进行分离（需要根据煤粉细度要求调节转速），粗粉被分离出来落到磨环重磨，合格的细粉被一次风带出分离器。难以粉碎且一次风吹不起的较重石子煤、黄铁矿、铁块等通过喷嘴环落到一次风室，被刮板刮进排石子煤斗，由人工定期清理。
二、对我厂二期磨煤机入口风量进行分析
磨煤机运行所需要的一次风由本台锅炉的两台一次风机提供，两台一次风机正常运行采用并联方式。每台风机出口分两路，其中一路经空预器加热后汇入热一次风母管，另一路则不经过空预器加热直接汇入冷一次风母管。每台磨煤机分别从冷风和热风母管引出一路风经冷风和热风调门后汇合成该磨煤机的入口总一次风。
（1）磨煤机风-煤比
磨煤机风-煤比过大主要有以下几点危害：（1）煤机风-煤比过大会造成磨煤机风速较高，对磨煤机喷嘴环、磨辊、磨煤机人孔门、壳体磨损较大；（2）磨煤机风-煤比过大会造成磨煤机内部煤层厚度较小，磨煤机运行时振动较大，不利于磨煤机安全运行；（3）煤机风-煤比过大会造成一次风速较高，低负荷时煤粉浓度下降，着火点延迟，不利于燃烧和稳定。
磨煤机风-煤比过小主要有以下几点危害：（1）磨煤机风煤比过小会造成磨煤机入口风量低，煤层厚度较大，一次风携带煤粉能力下降，有可能造成磨煤机堵磨；（2）磨煤机风煤比过小会造成一次风速较低，煤粉进入炉膛着火点距喷口较近，有可能会造成喷口处结焦；（3）磨煤机风煤比过小会造成一次风速低，一次风携带煤粉能力下降，会导致磨煤机石子煤量增大，磨煤机电流升高。
合理的风煤比可以为锅炉的安全稳定运行提供保障。
（2）现场磨煤机风煤比控制
根据我厂二期磨煤机铭牌可知，单台磨煤机的安全连续运行出力在71.9t/h--19.95 t/h（设计淮南煤新集烟煤），磨煤机额定通风量110.88t/h（BMCR工况），最小通风量为72t/h。磨煤机正常运行期间，要求通过磨煤机的煤量和一次风量有一定的比例关系，下图为《ZGM113 型中速辊式磨煤机》说明书中给出的风煤比曲线：
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图2-1
磨煤机启动时风煤比的控制
由图2-1可知，磨煤机入口最低风量为110.88×65%=72t/h，给煤机最低煤量为20t/h，启动磨煤机时风煤比为72÷20=3.6。根据现场实际运行参数分析，在磨煤机启动阶段，风煤比明显过大失调，不利于磨煤机安全、经济运行。磨煤机启动后应根据磨入口温度和出口温度的变化，及时增加给煤机煤量至30t/h左右，此时风煤比在2.4左右。这样可以防止一次风速较高，磨煤机启动时煤粉浓度下降，着火点延迟，燃烧不稳定。
磨煤机满出力时风煤比的控制
2018年6月26日--27 日，我厂进行了3号锅炉磨煤机最大出力试验，选取 3C 磨煤机和 3E 磨煤机作为试验代表磨。试验期间煤质稳定，3C 磨煤机实测最大出力为 73.2t/h，修正到设计条件下磨煤机最大出力为 55.68t/h，高于磨煤机设计煤种条件下的保证出力 54.63t/h，此时3C磨入口风量100.4t/h，风煤比1.83。3E 磨煤机实测最大出力为 72.4t/h，修正到设计条件下磨煤机最大出力为 56.47t/h，高于磨煤机设计煤种条件下的保证出力 54.63t/h，此时此时3E磨入口风量98.5t/h，风煤比1.74。
由图2-1可看出，磨煤机入口最大风量为110.88t/h，给煤机最大出力为71.9t/h，磨煤机满出力时风煤比为110.88÷71.9=1.5。但根据现场运行实际情况，给煤机煤量最大到60t/h，煤机入口风量110t/h，一次风压10KPa，磨煤机热一次风调门就已全开，磨煤机进出口差压接近6KPa，磨煤机出口温度下降，磨煤机就有堵煤迹象，此时风煤比为1.8。
综上所分析，现场磨煤机运行期间，风煤比应控制在1.8-2.4。根据给煤机煤量的变化，运行人员应及时调整一次风压力和所对应的磨煤机入口风量，保证磨煤机安全、经济的运行。
（3）现场磨煤机入口风量取样、测量进行分析
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图2-2
如上图2-2所示，我厂二期磨煤机入口风量测点取样为母管制，即经一根取样管取样，再由取样管母管连出三个分支分别接变送器。
磨煤机运行期间入口风量下降可能有以下原因造成:
磨煤机堵煤。当磨煤机堵煤时磨通风出力下降，内部阻力增加导致磨煤机通风量下降。发生堵煤时会出现磨碗差压会快速上升，磨出口风粉压力下降，电流增大，冷、热风挡板自动开大等现象。
磨煤机分离器故障。当分离器出现故障时可能造成磨出口阻力增加，进而影响磨煤机通风出力，导致风量降低。
磨煤机出口门误关。出口门误关磨出口风粉压力会升高，且相应燃烧器火检会减弱消失，排除出口门误关。
④磨煤机入口风道破裂泄漏。风道破裂会影响一次风压，一次风压下降从而影响磨煤机入口风量。
⑤磨煤机冷热风门跑位。磨煤机入口冷、热一次风门跑位，风门就地机械位置与指示位置不一致，导致磨煤机入口风量变化。
在《ZGM113 型中速辊式磨煤机》说明书中明确指出“必须保证磨煤机的一次风量，一次风量的测量装置要定期标定，这对磨煤机运行极为重要”。我们现场存在的问题如下：目前磨煤机风量取样管取自一根总管，然后分支三个风量测点，如果总管堵可能导致3个风量全低，导致磨煤机入口风量低至62t/h延时30秒跳给煤机。建议将磨煤机入口风量测点改造为单独取样管，提高可靠性。生产现场未对磨煤机入口风量测点进行定期标定，只是等磨煤机入口风量出现了偏差才对测点进行吹扫、标定处理。建议对磨煤机入口风量进行定期标定，可以在“给煤机标定”定期工作进行的同时对磨煤机入口风量进行标定，提高磨煤机入口风量测点的可靠性。
三、对我厂二期磨煤机出口温度进行分析
磨煤机出口温度与锅炉经济性和安全性密切相关。提高磨煤机出口温度，即增加空气预热器中烟气与一次风之间的换热量，降低了排烟热损失，提高了锅炉经济性。但磨煤机进口温度的提高，可能降低锅炉制粉系统运行的安全性。虽然较低的磨煤机出口温度保证了磨煤机运行的安全，但经济性较差。因此有必要对实际煤种进行具体分析，以确定最佳的磨煤机出口温度。
下面结合我厂所烧煤种对磨煤机出口温度进行分析：
（1）磨煤机出口温度波动大
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图3-1
红色曲线--机组负荷 ②绿色曲线--给煤机煤量
③④⑤⑥⑦曲线--磨煤机出口温度1、2、3、4、5、6
我厂二期磨煤机出口有六根煤粉管，磨煤机出口温度元件安装在分离器顶部，在机组负荷大幅度波动时给煤机煤量也相应跟随波动。如图3-1所示，磨煤机出口温度随机组负荷和给煤机煤量出现频繁波动，波动范围在83℃--96℃。在磨煤机出口温度波动时，运行人员需引起注意，防止磨煤机出口温度波动达107℃延时3S磨煤机跳闸事故发生。与此同时，当磨煤机入口温度达260℃是，DCS报警画面将会发出报警，提醒运行人员。此时运行人员应提高警惕，及时降低磨煤机入口温度，防止磨煤机着火等恶性事件发生。
（2）磨煤机出口温度存在偏差
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图3-2
图3-3
如图3-2所示，在磨煤机正常运行期间，出口温度冷一次风来进行调节。如图3-3所示，磨煤机入口冷一次风调门自动状态下跟踪的是磨煤机出口温度1、2、3，不会跟踪磨煤机出口4、5、6温度点进行自动调节。这样就会导致磨煤机出口六个温度频繁出现偏差。建议将磨煤机入口冷一次风调门自动状态下跟踪目标改为磨煤机出口温度1、3、5或者2、4、6测点，保证磨煤机出口六个温度测点偏差减小。
（3）低灰熔点煤掺烧出口温度控制
我厂4台炉设计煤种灰熔点ST＞1500℃，校核煤种ST＞1350℃。当所烧煤种灰熔点ST＜1300℃时按低灰熔点煤对待。低灰熔点煤重点要控制使其推迟燃烧，防止燃烧距离过短灰渣粘附在水冷壁上。
我厂二期#3、#4炉掺烧低灰熔点煤种时，加仓加至3D和4D原煤仓，运行人员需加强对3D和4D磨煤机的监视和调整。3D和4D磨煤机出口温度控制在75℃以下，磨通风量100t/h，保证磨煤机各一次风管风速不低于25m/s。如结焦严重，根据情况继续降低磨出口温度，提高磨通风量。
（4）说明书中对磨煤机出口温度的指导
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图3-4
从分离器吹出的风-粉混合物（亦称风-煤混合物）正常工作温度取决于煤种。通过调节磨煤机进口风温和调节风门来使风-粉混和物温度保持恒定。原煤量和原煤水分含量的变化将导致进入磨煤机的风温变化。
根据说明书给出的指导意见，磨煤机出口温度最低应为60℃；如煤种为高挥发分时磨煤机出口参考温度为65℃--70℃；如煤种为低挥发分时磨煤机出口参考温度为90℃--95℃；如煤种介于低挥发和高挥发分时磨煤机出口参考温度为70℃--90℃；磨煤机出口温度最高为110℃（我厂二期磨煤机出口温度达107℃延时3S磨煤机跳闸）。注：实验中将煤样在隔绝空气条件下高温加热，从煤中有机质分解出来的液体和气体的总量中减去水分，就得出挥发分。烟煤部分按挥发分大于10～20％、大于20～28％、大于28～37％和大于37％的4个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。
提高磨煤机出口温度后，磨辊润滑油及轴承温度会提高至相应磨煤机出口温度，因此，对磨辊润滑油、轴承以及磨辊油室的密封元件的使用寿命具有一定影响。
四、总结
我厂二期磨煤机入口一次风量和出口温度的选取与控制，决定了整套制粉系统的经济性和安全性 ,对于整个机组的安全经济运行具有重要的意义。运行人员结合磨煤机所烧不同煤种还需进一步总结经验，结合现场实际情况，选取最合适的磨煤机入口一次风量和出口温度，保证磨煤机在最有工况下工作。
参考文献：
[1]ZGM113 型中速辊式磨煤机使用维护说明书.
[2]国电蚌埠发电有限公司2×660MW超超临界机组集控运行规程.
论文作者:周夫翔
论文发表刊物:《中国电业》2019年 23期
论文发表时间:2020/4/24
标签：磨煤机论文; 风量论文; 温度论文; 入口论文; 时风论文; 我厂论文; 碾磨论文; 《中国电业》2019年 23期论文;