吕莹 赵国振
（中能建西北电力装备有限公司 陕西西安 710038）
摘要：结合某钢厂高炉喷煤制粉系统中Z110型中速磨煤机的运行情况,就系统因素对磨机出力和正常运行的影响进行了分析和探讨。
关键词：中速磨煤机 出力不足 制粉系统
1、前言
中速磨煤机是电厂锅炉制粉系统中的一个主力设备，它具有结构紧凑、占地面积少、噪音小等特点，而且其运行控制比较灵敏灵活，所以在电厂锅炉制粉系统中得到广泛的应用。但是，为了充分发挥中速磨煤机出力和运行控制的灵活、灵敏性，就要求在制粉系统中与磨机运行相关的设备运行可靠、参数和系统设计合理。否则，中速磨的这个优点将难以发挥，并且会造成磨机出力不足和对磨机的负面影响。这里谨以我们在某钢厂调试我公司供Z110型中速磨煤机的切身经历加以讨论。
2、影响磨煤机正常运行的系统因素
根据我们在调试阶段的切身经历和感受，以及到制粉班值班主任反映的情况，经过分析我认为影响磨机正常运行的系统因素有以下几条：
1）煤质硬、水分高直接影响磨煤机出力。
2）风量无法控制，致使磨煤机磨室内的空气动力工况恶劣，影响出力；致使分离器分离效率、效果下降。
3）风温低造成磨机出力下降。
4）皮带秤显示重量与实际重量出入太大，无法得知和控制磨煤机比较准确的出力状况。
5）风温调节失效致使磨后风温过高，磨机和系统被迫停机。
6）皮带秤因负压过高造成后部堵塞，须经常清理，磨机也随之被迫停机。
3、各系统因素对磨煤机正常运行影响的详细讨论
3.1 煤质对磨煤机出力的影响
由于炼钢高炉的要求，制粉系统原煤用的是无烟煤，而无烟煤的特点是：
（1） 硬度高，哈氏可磨系数低，约40∽50间，相对于烟煤的45∽60要低。而相同数量的煤在碾磨至相同细度的煤粉，即表面积增大倍数相同时，对于硬度高的煤其碾磨难度要大，耗能高，碾磨次数多。
（2）该钢厂处在多雨地区，原煤外在水分高，致使原煤应用基水分偏高，约10∽15%间。水分高，则煤在磨机内的干燥慢，干燥效果差,碾磨成煤粉的过程也要慢,致使磨机出力下降。
（3）该钢厂所用原煤的最大粒度为２５mm，颗粒大则碾磨至同样粒度，其表面积增大倍数高，所需碾磨次数增多，降低磨煤出力。
根据电力工业出版社出版的《中速磨煤机》一书中磨煤机出力与哈氏可磨系数、原煤水分、原煤最大粒度的关系曲线（分别位于该书128页图3-4、129页图3-5、130页图3-6）
查得：
Skm≈0.9 , Ss≈0.92 , SL≈0.93 ,
而磨机出力： B= Skm?Ss?SL?B′ (B′为磨机设计出力）
则 B= 0.9X0.92X0.93XB′=0.77 B′
即相对磨机设计出力损失了23%。
3.2风量对磨煤机和分离器的影响
该制粉系统中，对于风量的控制并无专用的调节装置和测量装置。即并不知晓具体的风量大小，只能根据磨机前后的压力差来定性的估计风量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于主风机的功能强大，调试时磨机前后的压力差为8600∽9200Pa,而磨机要求的压力差为4500∽5000 Pa，所以可以肯定风量过大。而风量过大的直接结果就是风速高、大颗粒煤乃至矸石被带入粉仓。从取样孔取出的粉样中含有1.5mm粒度的颗粒即是明证。另外，风量大使磨室内的空气动力特性变差，造成煤中的矸石不易由风环处落入排矸口，调试时排矸量很小就说明了问题。
3.3风温对磨机出力的影响
在该制粉系统中，风温最高时为220℃左右，一般情况下风温仅为180℃左右，而磨机要求风温在250℃左右。180℃时热空气的比热为0.2426大卡/公斤?℃，250℃时热空气的比热为0.2449大卡/公斤?℃，并且设计终温和实际终温相同，。这样，由于温差和热容两方面因素的影响，热空气在磨室内干燥原煤的能力下降，干燥效果差，则设备出力必然下降。
3.4 皮带秤显示重量与实际重量出入太大，无法得知和控制磨煤机比较准确的给煤量和出力状况。
给煤量是磨机运行的一个重要控制指标，该钢厂制粉系统的皮带秤显示与实际煤量出入太大，根本无法对磨机煤量实行监控。后来，只能通过电控柜内变频器显示的皮带秤调速电机频率，再换算出对应一定频率的煤量。然而，由于皮带上煤层厚度、宽度及煤平铺时密度的变化，换算出的煤量也不能令人信服；当然，煤粉仓的粉量也可间接显示煤量，但其显示相对于煤量要滞后，不能作为即时控制的依据。而且，粉仓与其它设备的联接有一定的刚性，这也使显示与粉量不符。
3.5风温调节失效致使磨后风温过高，磨机和系统被迫停机
磨后风温过高时，热空气就可能烧坏后面除尘设备中的布袋，所以必须对磨后风温进行控制。而调节磨后风温的途径有两条：一是调整磨机给煤量，而由于磨机出力和能力的限制，煤量调节的范围不能太宽。二是调整磨前风温，也就是通过调整阀门的开口大小来调整兑入冷风的多少以达到磨前风温的调整。而在济钢制粉系统中的阀门原本是用来调节风温的，但由于阀门和管道的通径过小，这使其原有的功能几乎失效。这样，当磨后风温升高时，调节煤量不能使其下降，而磨前又兑不进冷风，则W2直线上升，当高过上限105℃时，系统必须全部停机。
3.6皮带秤因负压过高造成后部经常堵塞，磨机因此频繁起停
因为磨机空载运转时，只是钢球与上下磨环的摩擦，摩擦发热量大且设备磨损快，所以其空载运转时间不能过长，一般以五分钟为限。而在该制粉系统中，因为主引风机能力过剩，致使磨机出口处负压过高，在8600∽9200Pa间。而皮带秤内腔与磨室直接相通，这样，皮带秤内腔也处于高负压区，致使皮带秤后部经常堵塞（事实如此，具体机理暂不知晓），约30∽40分钟一次，磨机因此而被迫频繁停机。
4、工地现场实际的解决方案及其负面影响
在工地现场，针对以上问题的实际解决方案是取掉了皮带秤的后盖，改用一栅格铁网代替，即皮带秤内腔与大气直接相通。这样，皮带秤不再堵塞，给煤正常，磨后温度稳定（80℃左右），磨机前后压力差降低（约5600 Pa）。而负面影响却也不容忽视，磨室经皮带秤后盖直通大气后，即使磨前风温正常，在磨室中，由于从皮带秤后盖接大气处直接来的冷风的影响，磨室内的风温比较低，对于煤的干燥作用下降，这样势必造成磨机出力下降。长时间的运行表明磨机出力只能在3.5吨/小时，相对于其设计出力5.7吨/小时出力损失了38.6%，相当可观。另外，由于出力低、给煤量低，则在磨室中，钢球与上下磨环的直接摩擦机会增多，金属摩擦增强，磨损快，从而造成钢球与上下磨环寿命缩短，设备大修次数多。
5、建议解决方案
针对以上系统问题的解决方案是：
1.在磨机与热风机间装风量调节阀和测量装置，这样即可控制风量。
2.磨机与除尘器间加装管道和阀门直通大气，尺寸略小于主风管道，这样即可降低负压，又可调节进入除尘器的风温。
3.实测皮带秤在某一频率下的给煤量，换算出其它频率对应的煤量值，确实做到心中有数。
6、结论
磨煤机作为制粉系统中的主要设备，其出力大小、运行状况与系统的其它因素是直接关联的，而且也直接影响着系统的正常运行。所以，看待磨机的问题也应系统分析，不能孤立、片面的对待。
作者简介
吕莹，女，1984年10月9日，本科学历，工程师，现任中能建西北电力装备有限公司技术研发部技术管理，从事企业技术转型升级的指导工作。
赵国振，男，1984年9月26日，大专学历，助理工程师，现任西安电力机械有限公司研发中心副主任，从事电站辅机的设计工作。
论文作者:吕莹,赵国振
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/24
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