双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统运行分析及研究.doc

双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统运行分析及研究1.黑龙江省哈尔滨电力科学研究院 (150030)2.黑龙江佳木斯纸业集团 (154005)王欣李景植束继伟曲文生阅读次数：14 【摘 要】 介绍了美国Svedela公司双进双出钢球磨煤机的技术特点，该型磨煤机研磨能力强，可调范围广，响应迅速，但在合肥二电厂调试中，经常发生系统堵煤，影响该型磨煤机正常技术性能的发挥，究其原因，煤的全水分偏大，建议改变磨煤机入口结构。【关键词】 双进双出钢球磨煤机；干燥出力；堵煤【中图分类号】TK223.25 【文献标识码】A 【文章编号】10021663(2001)06039703Steel Ball Coal Grinding Machine withDonble lnlets and Donble OutletsWANG Xin1，LI Jing-zhi1，SU Ji-wei1，QU Wen-sheng2(1.Heilongjiang Electric Power Science Research institute，Harbin 150030，China；2.Jiamusi Paper Industry Bureau，Jiamusi 154005，China)Abstract Discusses the technical special features of Sredela steel ball coal grinding machine withdouble inlets and double outlets，points out this grinding machine features strong grinding capability，wide adjustable range and quick response，but the coal blockage occurred quite often in the systemspoiled the normal performance of the grinding machine while it was being commissioned at HefeiNo.2 Power Plant，identifies the higher water content in coal as the cause for the blockage，andsuggests structural modification at the inlets of the Sdnding machine.Key words steel ball coal grinding machine with double inlets and double outlets；drying outlet；coal blockage合肥第二发电厂350 MW锅炉机组采用美国Svedela公司的双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统。双进双出钢球磨煤机无备用，具有工作可靠、性能稳定、出力可调范围宽、响应迅速的特点，适应研磨高硬度和细度要求高、低挥发分的煤种。在双进双出钢球磨煤机低负荷运行时，煤粉细度增加，一次风煤粉浓度不下降，甚至浓度有所提高，使锅炉最低稳燃负荷下降，满足机组低负荷调峰的要求，可以节约大量燃油。本文对合肥第二发电厂双进双出钢球磨煤机的试运情况及存在问题进行分析，为我国双进双出钢球磨煤机的技术引进及发展提供参考依据。1 双进双出钢球磨煤机的研磨机理双进双出钢球磨煤机包括两个完全对称的回路，通过自动控制的皮带给煤机把原煤从煤斗内卸下，使煤从给煤机的出口落入落煤管，经过旁路风干燥后，靠螺旋输送装置的旋转运动使煤穿过中空轴送进磨煤机内。热的一次风通过中空轴内的中心管进入磨煤机，在磨煤机内将煤干燥后，一次风按进入磨煤机的原煤的相反方向，通过中心管与中空轴的环形通道把煤粉带出球磨机，进入粗粉分离器。煤粉经分离后，粗颗粒煤粉回落至中空轴入口重新进入磨煤机内研磨。合格的煤粉与总一次风一起由分离器出口经一次风管送至燃烧器。2 双进双出钢球磨煤机的一次风量研究与其它研磨方式不同，双进双出钢球磨煤机的负荷不是靠调整给煤机的给煤量来控制的，而是靠调整通过磨煤机的一次风量进行控制。 在双进双出磨煤机中，不管磨煤机的负荷如何，风煤比始终保持稳定。在给定负荷的情况下，如欲增加磨煤机出口的煤粉量，只需加大一次风门的开度，风量和带出的煤粉量就会同时增加(见图1)。这是双进双出磨煤机的独有特点，因而该磨煤机负荷的响应时间非常短，可使锅炉的负荷变化与燃油锅炉的负荷变化一样快。 图1 一次风量图该磨煤机具有稳定的风煤比，在低负荷的情况下，只能低风速，而为了保证一次风管中的煤粉输送通畅，防止堵管，不管磨煤机的负荷如何变化，附加的旁路风必须始终保持一次风最佳速度，保证一次风管道的风速达到设计的2426 m/s。在磨煤机启动之前和正常停运后，启动旁路风系统对煤粉管道进行吹扫，防止沉积和煤粉堵管。3 磨煤机加球装置双进双出钢球磨煤机有加球装置，以便在磨煤机运行过程中添加钢球，保证磨煤机长期运行。磨煤机运行中的磨损率：Wbm=(P1-P2)/Wb/P1式中，Wbm恢复到初始钢球装入量补球量，kg；Wb初始钢球装入量，kg；P1初始装球后，磨煤机无煤状态下电动机输入功率，kW；P2磨煤机运行n天后，磨煤机无煤状态下电动机输入功率，kW。运行中的磨损率大约为150g/t煤。4 运行方式双进双出钢球磨煤机可以有较低的风煤比(1.41.6 /kg)。双进双出钢球磨煤机是两个独立的运行回路，可单侧运行，也可双侧运行。当磨煤机两侧的给煤量降至磨煤机额定负荷运行给煤量60%以下时，控制系统可以实现自动过渡到单侧运行工况。 如果磨煤机负荷降到低于额定负荷50%运行，特别是当使用很难燃烧的煤种时，建议采用单回路运行方式。负荷低于50%运行时，采用单侧运行方式，可使煤粉在一次风中的浓度比双侧运行增加一倍，所以火焰的稳定性好。不论磨煤机负荷如何，双进双出磨煤机功率始终保持不变。在低负荷下运行时，磨煤机可磨制出很细的煤粉，同时改善火焰稳定性，对降低锅炉无助燃油的最低稳燃负荷是有利的。5 干燥出力的校核计算 在试运过程中，磨煤机多次发生入口堵煤故障。一次风起预干燥和完全干燥原煤的作用。当原煤的全水分满足设计值7.52%时，通过对磨煤机干燥出力的校核计算，可以知道设计干燥剂是否能满足蒸发原煤中的水分要求。磨煤机的出力为63 t/h时，烟煤在磨煤机出口的温度t0设计值为70，忽略密封风对干燥出力的影响，双进双出钢球磨煤机干燥出力按式(1)确定。q=0.95qmyh(ty2)+2.394pz-qwyh(t)/h01+(w1-w2)/(1-w2) hw(t0)-0.95h11式中，q磨煤机的干燥出力，t/h； w1、w2原煤的全水分和煤粉水分，%；w2=O.5 w1+1；hil被磨原煤的比热焓，按煤粉的比热焓值选用，kJ/；hw(t0)对应于t0的水蒸汽比热焓，kJ/kg；qmy次风的质量流量，t/h。磨煤机滚筒轴传动功率P:Pz=drmotPmot式中，Pmot磨煤机电机功率，kW； dr磨煤机传动装置的效率，取0.865；mot电动机效率，取0.92；h(ty2)空气预热器出口的一次风比热焓，kJ/kg。可按ASME规范回归出来的拟合方程计算，即h(t)=-0.9634t1.0096(t=-500、0.9634t1.0096(t=0400 (03) 式中，h(t)对应于t的空气比热焓，kJ/； h(t0)对应于t的乏气比热焓，kJ/以原煤质量流量为煤粉当量流量时，煤粉的当量比热焓h01:h01=0.01thdc(100-w2)+4.187w2 (4)式中，w2煤粉水分，%hdc干燥基的比热焓，kJ/hdc=0.01 th0- (100-Ad)+hA Ad (5)式中，Ad干燥基灰分，%hA灰的比热焓，kJ/hA=（0.754+2.93t10-4）t (6)h0纯煤（煤的可燃物质部分）的比热焓，kJ/h0（0.74+4.1t10-3+(0.66+2t10-3)Vdaf/100）t (7)双进双出钢球磨煤机干燥出力的计算结果为74.7t/h,可满足运行的需要。6 煤的全水分对磨煤机出力的影响 在实际试运过程中，原煤的全水分经常大于设计值，降低磨煤机的干燥出力。过高的煤粉水分对炉内燃烧产生不良影响。煤的水分增加，磨煤机的出力下降，这是由于煤本身的塑性变形增加，研磨时需消耗能量，特别是湿煤研磨时间长，颗粒的粉碎就更加困难，致使煤在磨煤机内停留时间延长，降低了磨煤机的出力，增加了能量损耗和机体磨损。根据烟煤的试验数据，绘出了磨煤机出力和燃煤全水分的关系曲线，如图2所示。 图2 燃煤全水分对磨煤机效率的影响7 磨煤机入口的堵煤问题1号机组于2000年4月30日首次并网成功，但不能按计划于2000年8月31日移交生产，在很大程度上是由于锅炉制粉系统磨煤机入口堵煤造成的。设计煤种的全水分为7%，由于天气的原因，有时水分高于设计值，煤斗煤较湿，造成磨煤机入口堵煤，多次被迫停炉停机。 由于磨煤机堵煤，严重影响工程工期，虽然做了大量工作，但一直得不到有效解决。为此，我们提出几种改进方案：a.磨煤机人口加装厂用蒸汽喷嘴，当堵煤时，投入厂用蒸汽，疏通堵煤。厂用蒸汽汽源来自启动锅炉或再热器冷段。同时，必须连续疏水，才能保证厂用蒸汽随时能用。此方案被迫取消。b.磨煤机入口安装嘹望孔，并在嘹望孔安装十字形人工清煤装置。当发生堵煤时，用人工方法疏通堵煤。由于磨煤机入口是正压，保证煤粉严密不漏有一定难度，另外人工清煤存在一定困难，此方案未被采纳。c.经反复论证，决定安装压缩空气管道，即在磨煤机入口处安装空气炮。在磨煤机运行过程中，监视磨煤机入口密封风差压值，发现堵煤，及时投入空气炮。经过一段时间的运行观察，虽然有一定的效果，但效果不明显，决定在磨煤机入口管道上再加一空气炮。虽然采取以上措施，但1号炉在2000年9月试运过程中，又发生几次堵煤。8 结论及建议8.1 合肥第二发电厂1号炉制粉系统经过5个月试运行，制粉系统不能正常投入，严重影响机、炉CCS系统的正常投入。制粉系统经常堵煤，多次造成机组停机。双进双出钢球磨煤机的优点未能充分发挥，制粉系统不能满足机组带350 MW负荷的要求。8.2 建议在保证磨煤机入口、出口防爆要求的前提下，尽可能提高一次风温，用一次风干燥原煤。目前，一次风旁路风与原煤的汇合处距磨煤机入口太近，一次风没有起到预干燥及彻底干燥的作用，应对旁路风的位置及结构进行改造，即在给煤机下的落煤管处，引入旁路风，尽可能延长热风干燥原煤的距离。 图3 磨煤机