摘要：分析了我省鋼球磨煤機中儲倉式制粉系統存在的主要問題, 在云浮、黃埔、廣州等電廠磨制不同煤種的制粉來統上, 進行了不同鋼球直徑、不同直徑鋼球配比、鋼球裝載童、存煤量、系統通風量等項目的研究試驗, 達到了提高出力、降低電耗、提高煤粉細度的效果。

關鍵詞：磨煤機；制粉系統；試驗

1、概況

我省鋼球磨煤機中間倉儲式制粉系統制粉電耗一般在30 -40kW·h/t左右，經濟性較好的也能達到25kW·h/t, 與先進水平比較尚有一定的差距。按我省采用鋼球磨煤機的黃埔、韶關、湛江、云浮、梅縣、廣州電廠統計, 共有裝機容量2374MW, 配備鋼球磨煤機及排粉風機各50臺, 其主要電動機容量合計為60MW, 占裝機容量的2.35%。由于各種原因, 各機組不可能長期滿負荷運行, 而制粉系統并非隨發電負荷成比例下降, 加上運行方式上存在的一些問題, 它實際的耗電量比上述數值還要大。按照我省鋼球磨煤機制粉系統的運行狀況,如果每磨制一噸煤粉的耗電量降低5-10kW·h, 則每年可節電4410-8820萬kW·h 。本文分析了我省鋼球磨煤機中儲倉式制粉系統存在的主要間題, 從鋼球的數量、表面積以及不同球徑的比例著手, 進行了鋼球裝載量、系統通風量、筒內存煤量、粗粉分離器檔板開度等項目的試驗研究, 根據無煙煤和煙煤等不同煤種采取不同措施, 在云浮電廠(無煙煤型)、黃埔和廣州電廠(煙煤型), 經1994年4月至1996年8月的兩年半時間的研究以及成果的應用、推廣, 降低制粉電耗7.14(云浮電廠)-11.48kW·h/t(黃埔電廠)、提高制粉出力6.16-8.79t/h, 并解決了電廠長期沒有解決的煤粉細度間題, 提高了鍋爐運行的經濟性、可靠性。

2、結果分析

自1994年4月至1996年8月, 我們對兩個煤種的3套制粉系統進行了研究, 并取得了一定的成果, 下面對在成果的應用和推廣中得到證實的幾個問題進行分析。

2.1 鋼球的直徑及其配比對磨煤機出力和煤粉細度的影響云浮電廠按燃燒要求煤粉細度R90=8%,自投產以來, 煤粉細度一直較粗, 制粉出力偏低, 致使煤質較差時, 煤粉量不能滿足鍋爐負荷的需求, 影響鍋爐的安全、經濟、滿發黃埔電廠制粉出力較好, 但煤粉細度波動較大, 往往不能達到設計要求, 同樣影響安全運行。根據鋼球磨煤機制粉機理, 在云浮電廠采用直徑為Φ30、Φ40、Φ50mm的鋼球, 按重量比為40%、40%、20%的比例裝球在黃埔電廠采用Φ40mm的鋼球在廣州電廠采用Φ、Φ50、Φ60mm鋼球, 按其重量比為50%、30%、20%的比例。由于各廠燃用的原煤顆粒較小, 而且均用耐磨材料制造的鋼球, 因此減小鋼球的直徑, 對研碎能力并沒多大影響, 而由于減小鋼球直徑而增加鋼球個數和表面積就增加了鋼球和煤的作用能力, 從而達到提高出力和煤粉細度的目的。如云浮電廠換裝較小的鋼球后, 煤粉細度可以達到要求黃埔電廠用Φ40mm的鋼球替代原來的Φ60mm鋼球, 煤粉細度得到大大的改善, 而且粉制出力均得到提高。由于采用耐磨材料制造的鋼球的耐磨程度一般比高錳鋼球大, 磨損量約為高錳鋼球的1/3, 因此采用較小直徑的鋼球其磨損速度并沒有高錳鋼球的大, 添加鋼球的次數反而有所減少。

2.2 裝球童對制粉電耗的影響球磨機隨著裝球量的增加, 磨煤能力也在提高, 當裝球量達到某一數值后, 由于筒內鋼球的密度增大, 其下落的相對高度減小, 使其出力的增加放緩, 甚至反而減少, 而消耗的能量(功率)卻隨著鋼球的增加呈線性增加, 故其單位制粉電耗反而增大。從本項目的研究結果可見, 球磨機的最大裝球量并非是經濟性最好、出力最大的裝球量。黃埔電廠的DTM-350/600型磨煤機最大裝球量為60t, 鋼球裝載量試驗研究結果見表1。

由表中可見, 該磨煤機在裝球量52.67t時制粉電耗最低。DTM-320/580型磨煤機的最大裝球量為55t, 磨制無煙煤時, 其裝球量43T時制粉電耗較小;DTM-290/470型磨煤機的最大裝球量是35t, 磨制煙煤時, 裝球量制28t粉電耗較低。

2.3 通風量對制粉出力和煤粉細度的影響在磨煤機內磨成的煤粉靠風把它輸送出去, 若風量不夠, 勢必使已制成的合格的煤粉在磨內繼續研磨, 浪費能源風量過大也會把未加工好的煤粉甚至煤粒送出去, 導致煤粉過粗不符合然燒需要, 回粉量過大, 增加系統管道的磨損或堵塞。因此, 它必須適應所磨煤種的需要。在這項研究中, 圍繞計算通風量, 適當增減進行通風量試驗。在磨制無煙煤的云浮電廠DTM-320/580型磨煤機制粉系統上的試驗結果見表2。

研究結果的最佳通風量為73.643M3/h, 與根據經驗公式計算得到的最佳通風量68820m3非常接近。磨制煙煤的黃埔電廠DTM-350/600型磨煤機制粉系統的最佳通風量為94490/m3/h, 與按經驗公式計算結果的105231m3/h,也頗接近。而磨制煙煤的廣州電廠DTM-290/470型磨煤機的最佳通風量在5000m3/h左右。從以上研究結果可以看出, 不同型號的磨煤機磨制不同的煤種, 其最佳通風量需經調整試驗得出, 在沒有進行調整試驗時, 可采用經驗公式計算結果作參考, 而電廠一般為了提高制粉出力將風量開至最大是不合理的。就風機的運行特性角度來分析, 排粉風機也應在80%-85%的負荷下運行, 才是高效率區。設計選型時, 要考慮一定的裕度, 故排粉風機并非在全開時能獲得最佳運行效果的。通風量除了考慮將磨煤機內的成品煤粉輸送出去外, 還起到加熱、干燥煤的作用, 干燥程度一般通過磨煤機出口氣粉混合物溫度來控制。在調整時, 從經濟性出發, 首先應使用再循環風, 它具有一定的溫度, 而且可減少入爐的乏氣, 其次再考慮冷風。當然進入磨煤機的原煤水分希望越小越好, 尤其是在原煤輸送過程中有需要加水的時候, 更要控制恰當的水分,水分過多時會導致干燥通風量過大而影響制粉系統的經濟運行。

2.4 存煤量對出力和電耗的影響煤量少時制粉出力降低, 電耗增大, 還造成鋼球之間、鋼球與鋼瓦之間的砸碰, 加劇磨損, 增加金屬的消耗量煤量過多時會造成阻力增大, 減少鋼球下落的相對高度而降低其能量, 影響出力, 增加電耗, 嚴重時會造成磨煤機堵塞。因此它有一個中間值, 當存煤量達到這個值時, 制粉出力最大, 電耗最低, 稱為最佳存煤量。在黃埔電廠DTM-350/600型磨煤機的試驗研究中, 在一定的通風量下, 隨著存煤量的增加試驗時以磨煤機前后的壓差表示制粉出力增大, 煤粉變細, 制粉電耗下降。由于原煤水分較大, 受磨煤機出口溫度限制, 存煤量無法繼續增大。由此可見, 制粉出力和電耗與筒內存煤量有密切的關系, 盡管由于各種原因未能獲得最佳存煤量, 但可以肯定的是目前正在運行的磨煤機, 增加存煤量可以增大出力和降低電耗, 提高制粉系統運行的經濟性。

2.5 粗粉分離容開度對煤粉細度的影響在各項研究試驗中, 只要煤粉細度在合格的范圍內, 對粗粉分離器擋板均未作調整。為了制粉出力的可比性, 采用細度換算進行比較。根據粗粉分離器的工作原理和調節特性, 過分減小擋板角度, 不僅會增加粗粉分離器的阻力,而且會由于調節檔板的通道過小, 造成部分氣流未經旋風分離器, 就從擋板的間隙通流至風口套筒離去, 而使煤粉變粗。在磨制無煙煤的DTM-320/580。型磨煤機的研究中, 將粗粉分離器從0°變化到15°, 不僅煤粉細度符合要求, 而且制粉出力略有所上升。由于粗粉分離器阻力的降低, 制粉電耗降低196kW·h/t。

3、結論

本項目經兩年半的試驗研究, 取得了顯著的成果, 這些成果在云浮電廠、黃埔電廠、廣州電廠的DTM-320/580、DTM-350/600、DTM-290/470型磨煤機的應用中, 分別取得節約制粉電耗11.48kW·h/t、8.14kW·h/t、4.1kW·h/t的效果。本成果在云浮電廠其它3套制粉系統上推廣, 已取得一年節電765.3萬kW·h/t的效果。按每元0.56元/kW·h計算,一年純增加產值382.65萬元。從研究分析及應用、推廣效果可以得出以下結論:a. 采用耐磨材料制造的鋼球, 減小鋼球直徑可以提高制粉出力, 降低耗電量。采用Φ30、Φ40、Φ50mm的鋼球按40%、40%、20%的重量比例(磨制煙煤時也可用100%Φ40mm的鋼球)是比較合理的配比。由于添加鋼球的數量較少和考慮鋼球磨損的因素, 可添加Φ50mm的鋼球。b. DTM-320/580型磨制無煙煤的磨煤機最佳鋼球裝載量為43t左右, DTM-350/600型磨制煙煤的磨煤機最佳鋼球裝載量為52t,DTM-290/470型磨制煙煤的磨煤機最佳鋼球裝載量為28t, 其它型號及煤種的球磨機的最佳鋼球量需經試驗決定最佳鋼球裝載量。未經試驗的可按經驗公式計算結果裝球。c. 鋼球磨煤機中儲倉制粉系統的最佳通風量：DTM-320/580型磨制無煙煤時為700000m3/h磨制煙煤的DTM-350/600型球磨機為100000m3/h、DTM-290/470型磨煤機為50000m3/h, 其它型號磨煤機及磨制的其它煤種, 未經試驗時可按經驗公式計算求得的最佳通風量運行。d. 筒內存煤量在排粉風機風量及磨煤機出口溫度允許的情況下, 只要不堵塞磨煤機, 筒內存煤量越多越好。

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