磨煤机钢球改型节能降耗研究

1、科技信息高校理科研究磨煤机钢球改型节能降耗研究华北电力大学控制与计算机工程学院杜鸿海摘要当前，国家已将火力发电厂节能降耗、加强环境保护工作提到新的战略高度。使用钢球磨煤机制粉系统的电厂，每年消耗大量的钢球和电能，在厂用电率中占据相当大的比重。在钢铁材料价格不断上涨，能源日趋紧张的情况下，钢球的消耗问题及磨煤机的节能降耗已经引起高度重视。本文通过收取了电厂各方面大量的数据，经过不断的分析与实践对磨煤机钢球进行改型设计，达到了节能降耗的目的。关键词磨煤机钢球节能降耗改型1.引言钢球磨煤机在我国火力发电机组中得到了较广泛的应用，钢球磨煤机煤种适应性广，运行安全可靠，维修方便。但其金属耗量大，制粉电耗

2、高。据统计，钢球磨煤机一般每磨制1t煤钢球的磨损为300350g，个别磨煤机甚至更高，加上磨煤机衬板的磨损，总的金属磨损与所磨制煤的比例通常约高达0.5。根据国务院积极加快建设节约环保型企业的要求，国家已将火力发电厂节能降耗、加强环境保护工作提到新的战略高度。节能降耗已成为各大发电集团对下属电力企业适应新形势、降低发电成本、提高企业竞争力的重要要求和考核手段。使用钢球磨煤机制粉系统的电厂，每年消耗大量的钢球和电能。在厂用电率中占据相当大的比重。在钢铁材料价格不断上涨，能源日趋紧张的情况下，钢球的消耗问题及磨煤机的节能降耗已经引起高度重视。2.磨煤机钢球改型目标经过对某电厂磨煤机的项目实施经验，

3、收取了全部过程中各方面大量的数据，经过不断的分析，更深的了解了该厂磨煤机的各项运行情况。本次设计、计算出的方案，目的是在于稳定磨煤机出力、优化磨煤机响应速度、优化煤粉细度的情况下，尽量的降低磨煤机电流，提高磨煤机破碎、研磨能力，并且考虑锅炉燃烧需要，整体改型设计主要有4个思路和目标：1）关注于减少磨煤机钢球的装球量，降低磨煤机电耗，减少磨煤机的机械损耗。通过使用超高铬稀土钢球，降低钢球球耗，减少钢球耗球量，优化磨煤机内钢球的破碎力，研磨力；合理的调整磨煤机内各直径钢球的比例，减少磨煤机钢球的装载量，使磨煤机电流下降，煤粉细度更加稳定，并得到一定优化，从而降低电耗、稳定煤耗；合理的调整磨煤机内各

4、直径钢球的比例，使煤粉细度得到优化，有利于低负荷锅炉燃烧稳定；合理的调整磨煤机内装球量、各直径钢球的比例，提高磨煤机的响应速度。每台磨煤机在钢球初装时，将余下2-4吨，在改造试运行过程中，按照整体情况实际调整。如果整台炉的钢球改型，调整后每台磨煤机的装球量、配比也完全一样，但以稳定磨煤机的出力以及煤粉细度为基础。3.2关于钢球与衬板（1）钢球对衬板的影响：钢球对衬板的损坏主要体现在，因磨煤机内使用大直径（80以上）的钢球，对衬板的撞击力过大而造成损坏，通常会发生破碎、掉落等情况，所以使用正常规格范围之内的钢球是不会对衬板造成损坏的。（2）低负荷运行时，如进煤量未能及时调整，造成磨煤机内部存煤量

5、过少时，部分钢球直接与衬板摩擦，使衬板磨损加大，但只要在低负荷时合理使用主力、备用磨，及时调整进煤量，便可避免该情况。（3）实际运行中衬板的磨损主要是物料磨损、风煤磨损等，磨煤机正常运行的情况下，钢球与衬板间、钢球与钢球间都存在物料，并不直接接触衬板与衬板产生摩擦。由于大直径钢球的减少,对衬板的冲击损耗降低。另外，总装球量的减少,钢球直接接触衬板的频率减少。3.3钢球改型方案品种超高铬稀土磨球C2.0%Cr19.5%-22.5%P0.1%S60HRC金相组织Martensite+Carbide超高铬稀土磨球的硬度表里一致，其洛氏硬度平均60HRC，硬度差1个单位，破碎率0.5%。全水分全水分灰

6、分挥发分固定碳高位热值低位热值挥发分固定碳高位热值低位热值2011年2月煤质化验：灰分磨煤机运行参数实际平均电流实际装球量125A60t-70t实际平均出力煤粉细度R9048t/h12%-15%改型前装球量出力60t-70t48t/h改型后分析设计装球量46-50t，降低18%-28%。重新调整钢球配比。稳定前出力48t/h，调整至50t/h。电流1、电流100A。降低18%-25%。2、装球量对应电流（标况下）约为：2.1装球量50吨，电流100A。2.2装球量48吨，电流96.7A。125A左右2.3装球量46吨，电流94A。3、综合磨煤机出力、煤粉细度、响应速度等，设计时考虑合理节电状态

7、，更加优化磨煤机响应速度。（根据电厂要求及时调整）R90:R90：12%，同等煤种、煤质情况下，煤粉细度12%-15%小于原细度。120g/t60g/t，钢球寿命提高约2倍煤粉细度球耗151科技信息高校理科研究1、改型前年电耗费用约324.6万。电耗2、改型后年电耗费用约244万。总结3、单台磨煤机全年可节省电耗费用约324.6万-244万=80.6万元。4.3煤耗方面改型前改型后3.4实施步骤（1）对入厂的钢球进行验收，称重、验收材质。（2）做好装填前准备工作，将磨煤机清空，检查衬板等内部情况，并对磨煤机甩出钢球进行称重。（3）协助装填新球，初装球运行168小时之后，根据运行情况进行调整配比

8、或补加球。（4）钢球改型中适量调整了小球的应用。磨煤机对小煤粒的碾磨能力增加，同时考虑对较大煤块或煤矸石等难以破碎的物体的破碎能力。在运行一段时间后参考实际煤质可能需要调整配比。在运行的时候利用备球进行配比的调整。（5）初装球后较短时间，磨煤机的出力有可能发生减小。一般在5-8%以内，但经过运行一段时间后钢球磨光，有效接触面积增加，磨煤机的出力会随之增加并稳定。因此改型后的试验需要在钢球充分磨合后进行，正常工况下磨合期5-7天。（6）记录磨煤机运行数据。（7）初装球后需要测试极限出力，观测出口风压得出是否堵磨，装入极限出力的煤量，稳定运行一定时间。记录、观测、分析数据。（8）试验期内提供尽量好

9、的煤种，防止出力下降波动导致达不到大负荷要求。之后由于煤质变化较大，可能会出现磨煤机电流变化的情况，变化趋势与未改型磨煤机相同。（9）根据试验期的记录，结合磨煤机的运行情况进行分析总结。（10）根据运行情况适当调整钢球配比、装球量。（11）调整后试运行3-5天。记录调整后空载电流数据。记录不同工况下的电流、出力、风量、风压、煤粉细度等数据，记录调整前后相同工况下的数据对比。（12）根据试运行3-5天的记录、观察，进行分析，结合磨煤机运行情况整体分析，确认稳定运行。4、经济效益分析4.1球耗部分改型前1、原使用钢球球耗约120g/t。2、单台磨年补加球约30吨。球耗3、原使用钢球价格：8500元

10、/分析吨。4、全年钢球费用约27万。改型后1、超高铬稀土磨球平均球耗约60g/t。2、单台磨年补加球约10吨。3、超高铬稀土磨球价格：16800元/吨。4、全年钢球费用约27万。1、钢球改型前煤粉细度R90、1、钢球改型后煤粉细度R9012%-15%。10%。煤耗2、全年两台机组发电(2010年2、全年两台机组发电(2010年实分析实际统计)40亿/kwh。际统计)40亿/kwh。3、购煤价格(平均价格)500元/3、购煤价格(平均价格)500元/吨。吨。1、按照提高1%计算，通常可以降低飞灰可燃物含量1%，提高锅炉效率0.3%-0.4%，降低供电煤耗约1.1克/kwh。煤耗2、年节约燃煤约3

11、300吨。总结3、单台磨煤机全年可节省燃煤费用约3300吨*500元/吨=27.5万元。4.4节能减排按照燃烧一吨标煤排放二氧化碳2620kg，二氧化硫8.5kg，氮氧化物7.4kg计算，全厂其余6台磨煤机钢球全部改型后，全年可减少二氧化碳气体排放量8646吨、二氧化硫气体排放28吨、氮氧化物气体排放24吨。4.5减少维护工作量降低了补加球工作量。磨煤系统磨损，随着负载的减小，传动设备（大小齿轮副、轴瓦和减速机等）的运行可靠性得到提高，使用寿命将延长。4.6厂用电率改型前厂用电率9%。改型后厂用电率根据计算预计约8.7%。4.7减少了磨煤机低负荷运行过程中的机械热，有效地降低了磨煤机的内部温度

12、，解决低负荷运行时磨煤机内部易着火的难题。5、结束语本次钢球改型方案取得了良好的效果，达到了节能降耗的目的。钢球质量的优劣，对磨煤机的出力和经济效益方面的影响是非常重要的。因此，选择质量优良的钢球是提高磨煤机工作效率，节能降耗，保证制粉系统安全、稳定、高效运行的重要途径。参考文献1王凯，李书元.新材料钢球及钢球级配技术在电站锅炉上的应用J.山东电力技术，2010(6)：66-692刘玉海.钢球质量对磨煤机出力和经济效益的影响分析与探讨J.电站辅机，2002(3)：36-383许润，裘迅斌，傅海浩.火力发电厂钢球磨机节能优化控制及实现J.软件，2010(8)：56-574韩庆瑶，袁兴华.钢球磨煤

13、机的应用及改造J.煤炭科学技术，2007(5)5刘鸿.钢球磨煤机钢球筛选新技术的研究与应用J.电站系统工程，2011(2)：66-671、需要考虑煤种、煤质情况，在同等情况下超高铬稀土磨球的球耗要低于普通高铬、中铬、低铬钢球40%-70%。2、实际运行中超高铬稀土磨球耐磨性均匀，磨球的表层与心部球耗的耐磨性尽可能一致，磨损过程中磨球直径的减小值与球磨机总结运转小时数基本呈直线关系。同时耐磨性高。发生破碎、变形的情况会大幅度减少、降低，破碎率:0.5%，因此而加长了钢球的使用寿命，在使用效益上会有所提高。3、单台磨煤机钢球改型前后全年补加钢球费用基本持平。4.2电耗部分：节电量25%改型前1、钢

14、球改型前的平均运行电流约125A。电耗2、全年运行7000小时(2010年分析实际统计)。3、上网电价0.42元/度。4、全年电耗费用约324.6万。改型后1、钢球改型后预计电流下降25%左右(94A)。2、全年运行7000小时(2010年实际统计)。3、上网电价0.42元/度。4、全年电耗费用约244万。（上接第150页）2张明圣.主要制冷空调产品季节性能源效率评价方法标准的分析J.制冷与空调,2009(2):73Yuanxiawang,Jianghongwu,Hongqili.SurveyofResidentialAir-Conditioning-UnitUsageBehaviorunderSouthChinaClimaticConditions.Elec