BBD4360双进双出钢球磨煤机的结构原理及运行分析.doc

BBD4360双进双出钢球磨煤机的结构原理及运行分析王 昱（贵州电力建设第一工程公司）摘要：本论文介绍了贵州兴义电厂2600MW一期工程1#炉双进双出钢球磨煤机的型号、性能、工作原理及特点，对试运情况及存在问题进行分析，及采取的有效控制方法，为我国双进双出钢球磨煤机的技术发展及安装提供参考依据。关键词：工作原理 区别和特点 存在问题 运行分析1概述近年来，随着我国电厂建设的逐渐增多，与之锅炉相配套的制粉系统的形式也越来越多。双进双出低速滚筒式钢球磨煤机就是其中的一种。双进双出钢球磨煤机是从单进单出钢球磨煤机基础上发展起来的一种新颖的制粉设备，它具有烘干、粉磨、选粉、送粉等功能，通常被称为直吹式粉磨系统。BBD系列双进双出钢球磨煤机是火力发电厂直吹式磨煤机制粉系统的主体设备，该设备具有连续作业率高、维修方便、粉磨出力和细度稳定、储存能力大、响应迅速、运行灵活性大、较低的风煤比、适用煤种广、不受异物影响、无需备用磨机等优点，适合研磨各种硬度和磨蚀性强的煤种，是火力发电厂锅炉制粉设备中除直吹式中速磨煤机、高速风扇式磨煤机之外的又一种性能优越的直吹式低速磨煤机。贵州兴义电厂2600MW一期工程机组所选用的制粉系统均为双进双出正压直吹低速滚筒式钢球磨煤机（BBD4360型）。2双进双出钢球磨煤机工作原理(参见下图)双进双出磨煤机包括两个非常对称的研磨回路，每个回路表述如下：原煤通过速度自动控制的给煤机从料斗卸下进入混料箱内，经旁路风预干燥后，通过落煤管落到分离器底部，靠螺旋输送装置的旋转运动将煤送入正在旋转的筒体内。磨煤机由主电机经减速器及开式齿轮传动带动筒体旋转。在筒体内装有一定量研磨介质钢球。通过筒体的旋转运动将钢球提升到一定高度，钢球在自由泻落和抛落过程中对煤进行撞击和摩擦，直至将煤研磨成煤粉。热的一次风在进入磨机前被分成两路。一路为旁路风，旁路风作用两个方面，一方面在混料箱内与原煤混合对煤进行预干燥。另一方面保持在煤粉管道中拥有足够的输送煤粉的风速。另一路为入磨风，进入磨机筒体内，输送并干燥筒体内的煤粉。风粉混合物通过中心管与中空管之间的环形通道被带出磨机。煤粉、入磨风及旁路风在输送器混合在一起后进入分离器，分离器内装可调整煤粉细度叶片，可根据要求调整煤粉细度，粗粒的不合格煤粉靠重力作用返回到原煤管，与原煤混合在一起重新进行研磨。经分离器分离后合格煤粉通过煤粉出口及送粉管道输送至燃烧器，然后喷进锅炉内进行燃烧。因为这两个回路是对称而彼此独立的回路，具体操作时可使用其中一个或同时使用两个回路。在低负荷运行状态下，可实现半磨运行。双进双出钢球磨煤机主要由筒体部分、螺旋输送器、主轴承、传动部分、大小齿轮装置、混煤箱、分离器及其接管、返煤管、加球装置、隔音罩等组成3 贵州兴义发电厂2600MW机组1#锅炉额定出力为1900T/H，配有上海重型机器厂有限公司制造的双进双出钢磨煤机6台，其技术参数如下：磨 煤 机 本 体型号： BBD4360型数量： 6台筒体直径： 4250mm筒体转速： 16r/min筒体长度： 6140mm铭牌出力： 65t/h磨煤机出口温度： 145煤粉细度R200： 75%磨 煤 机 电 机额定功率： 1800KW额定电流： A额定电压： 6000V额定转速： 981 r/min 给 煤 机型号： HD-BSC26 数量： 12台型式： 电子称重皮带式最大/最小给煤量： 80/ 0t/h4双进双出磨煤机与一般磨煤机的区别及特点双进双出磨煤机的工作原理与一般钢球磨煤机的基本相同，即利用圆筒的滚动，将钢球带到一定的高度，然后落下，通过钢球对煤的撞击以及由于钢球之间、钢球与滚筒衬板之间的研压将煤磨碎。与一般磨机相比，双进双出磨煤机具有连续作业率高、维修方便、粉磨出力和细度稳定、储存能力大、响应迅速等优点，其结构与一般磨机有很大区别。(1)双进双出磨煤机与一般磨煤机的主要区别。1)双进双出磨煤机两端均有转动的螺旋输送器，一般磨煤机则没有。2) 从风粉混合物的流向来看，双进双出磨煤机在正常运行时，磨煤机两端同时进煤，同时出粉，且进煤出粉在同一侧;而一般磨煤机只是从一端进煤，在另一端出粉。3)磨煤机容量出力相同(近)时，一般磨煤机比较大，占地也大。4)一般情况下，在出力相同(近)时，一般磨煤机电动机容量大些，单位磨煤电耗也较高。5)双进双出磨煤机的热风、原煤分别从磨煤机的端部进入，在磨内混合;而一般磨煤机的热风、原煤是在磨煤机人口的落煤管内混合的。6) 从送粉管的布置上看(尤其是对于大容量锅炉)，由于双进双出磨煤机从磨煤机两个端部出粉，而一般磨煤机只从一个端部出粉，前者一台磨比后者多一倍出粉口。对于配600MW机组的锅炉，按一台炉配六台磨煤机比较，双进双出磨煤机有十二个出粉口，而一般磨煤机只有六个出粉口。因此，无论是从煤粉分配上，还是从管道的阻力平衡上，双进双出磨煤机比一般磨煤机在布置上都更有利。（2）双进双出钢球磨煤机的主要优点1) 可靠性高，可用率高。国外运行情况表明，包括给煤机在内的双进双出磨煤机制粉的年事故率仅为1%，且磨煤机本身几乎无事故发生。2) 维护简便，维护费用低。与中、高速磨煤机相比，双进双出磨煤机维护最简便，维护费用也最低，只需定期更换大牙轮油脂和补充钢球。3) 出力稳定。能长期保持恒定的容量和要求的煤粉细度，基本不存在磨煤机出力下降的问题。4) 能有效地磨制坚硬、腐蚀性强的煤。双进双出磨煤机能磨制哈氏可磨性系数小于50的煤种或高灰分 (大于40%)煤种，而这对于中、高速磨是无法适应的。5) 储粉能力强。与中、高速磨煤机相比，双进双出磨煤机的筒体本身就像一个大的储煤罐，有较大的煤粉储备能力，大约相当于磨煤机运行10l5min的出粉量。6) 在较宽的负荷范围内有快速反应的能力。试验表明，双进双出磨煤机直吹式制粉系统对锅炉负荷的响应时间几乎与燃油和燃气炉一样快。双进双出磨煤机的自然滞留时间是所有磨煤机中最少的，只有10s左右。7) 煤种适应能力强。双进双出磨煤机对煤中杂物不那么敏感，这已有国内外运行情况的证明。8) 能保持一定的风煤比。在双进双出磨煤机中，通过磨煤机的风量与带出的煤粉量呈线性关系。当设计的风煤比一定时，如果要求磨煤机的出力增加，实际上风量也呈比例增加。9) 低负荷时能增加煤粉细度。在低负荷运行时，由于一次风量减小，相应风速也减小，带走的只能是更细的煤粉，这对于燃用低挥发分的煤的稳燃有利。10) 显著的灵活性。对双进双出磨煤机而言，当其低负荷运行或在启动时，既可全磨也可半磨运行，被研磨的介质既可以是一种，也可以是几种混合物料。此外，当一台给煤机事故或一端煤仓 (或落煤管)堵煤时，磨煤机能照常运行。5双进双出钢球磨煤机的运行研究及存在的问题1） 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。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。 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。2）钢球充满系数钢球筒式磨煤机内装在的钢球量通常用钢球容积占筒体容积的百分数来表示，并称为钢球充满系数，用下列公式表示，即=G/v式中 G - 钢球的装载量，t； V - 磨煤机筒体的容积，m3 - 钢球的堆积密度，取为=4.9t/ m3钢球的装载量将直接影响磨煤机的磨煤出力和磨煤电耗的大磨煤出力和磨煤电耗与钢球充满系数的有如下关系，即Bm=c10.6Pm= c20.9式中 Bm，Pm - 分别表示磨煤出力和磨煤所消耗的电功率；c1，c2 - 试验常数。紧贴筒壁的钢球磨煤的能力大，随着值的增加，内层的钢球的数量增加，而其磨煤能力却下降。因此，磨煤能力并不随着值成正比地增加，而是与0.6成正比。随着值的增加，钢球载荷的重心接近筒体中心，惯性矩的增加比钢球量的增加要慢些，使得电功率与0.9成正比。运行中钢球的装载量应符合磨煤机制造厂家的有关规定，并及时更换尺寸和材质不合格的钢球。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） 磨煤机螺旋推进器轴承温度过高问题1号机组6台双进双出磨煤机的螺旋推进器轴承在运行过程中，温度达到200度以上，严重影响安全运行，虽然做了大量工作，但一直得不到有效解决。为此，我们提出两种改进方案：a.把螺旋推进器与热风盒之间密封风处保温层去掉，防止轴承处热风不流畅无法排出，使螺旋推进器轴承温度过高，但效果不明显。b.在密封风管道上开孔引根25的管至螺旋推进器轴承处，用冷密封风吹扫轴承冷却