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1、双进双出钢球磨煤机性能试验技术方案甘肃宏发电力工程技术有限公司目 录1、前言32、磨煤机的特性33、磨煤机的测点布置、试验项目及内容要求54、试验的注意事项13附图一：双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统试验测点布置15附图二：钢球磨煤机中间储仓式制粉系统试验测点布置15附表一：16附表二：181、前言双进双出球磨机适用所有煤种，对可磨系数与磨损指数没有任何限制，尤其适合磨制高磨损指数而挥发份也高的煤种，该磨对煤种变化的适应性强，对“三块”不敏感，可将煤粉磨制的很细，且煤粉细度均匀性好。双进双出球磨机连续运行周期长，设备可用率高，耐磨性能好，设备检修工作量小。其主要缺点是设备相对复杂，价格贵，运行
2、电耗及钢材消耗量大，噪音较大，占据空间大。但该磨煤机在我国引进时间较短，其结构及系统布置与其它形式的球磨机又有很大不同。现就其结构特点、运行特性和性能试验做一些介绍。2、磨煤机的特性2.1、双进双出磨煤机结构特点双进双出钢球磨煤机制粉流程：原煤经2台给煤机输送，分别进入磨煤机两端，由随着磨煤机筒体一起旋转的螺旋输送器输送至磨煤机筒体内部。随着磨煤机筒体的旋转，原煤被下落的钢球挤压、研磨、撞击破碎成煤粉。研磨后的煤粉和空气的混合物离开筒体，按原煤进入筒体的路线，反方向通过由热风入口管和中空轴的环形空间进入两端的分离器，绕着分离器内特定形状的薄钢板流动。在离心力与重力的作用下，粗煤粉被分离下来，细
3、煤粉和一次风进入煤粉管，并被输送到燃烧器喷口。分离下来的粗煤粉返回到分离器底部，与原煤混合后被送入磨煤机筒内进一步研磨。双进双出磨煤机制粉原理图2.2、分离器挡板调节特性分离器的作用是将离开筒体的一次风和煤粉混合物中的粗煤粉分离下来，只有合格的细煤粉才被送至燃烧器喷口。在分离器回粉口处有可调挡板，调节挡板可以增加或减少回粉量。保持一定的通风量，以不同开度调节粗粉分离器回粉挡板的位置，比较不同开度之间的磨煤机出力、煤粉细度、磨煤单耗等。随着挡板从全开至全关，磨煤机出力降低，煤粉细度R90的数值下降，磨煤单耗增加。挡板在全开位置时，回粉量最低，煤粉全部被风携带离开磨煤机，磨煤机出力最大，煤粉会粗些
4、，磨煤单耗较小。挡板在全关位置时，回粉量增加，有一部分煤粉在磨煤机与分离器之间循环被研磨，磨煤机出力最小，煤粉会细些，但磨煤单耗较高。2.3、磨煤机料位调节特性直吹式制粉系统进入煤量与出去粉量保持平衡，磨煤机功率主要消耗在筒体、钢球与磨煤机的转动上。为了试验磨煤机筒体内的存煤变化对磨煤机出力等因素的影响，以不同的存煤界面，即以不同的料位(料位愈高，风压差就愈高，表示磨煤机筒体内的存煤愈多，相应的存煤界面就愈高)，比较其对磨煤机出力、煤粉细度、磨煤单耗的影响。随着不同料位的上升，磨煤机出力下降，煤粉细度R90的数值上升，磨煤单耗上升。料位高的时候，使浮在存煤界面上的钢球和煤块做功距离减少，破碎能
5、力减弱，所以磨煤机出力下降，煤粉细度R90数值增加，磨煤机功率减少。但是磨煤机功率减少带来的有利因素不足以抵消煤粉细度R90数值增加带来的不利因素，故磨煤单耗较高。3、磨煤机的测点布置、试验项目及内容要求3.1、测点布置见附图一、附图二。3.2、给煤机标定试验3.3.1、对刮板式、皮带式、振动式、称重式（必要时）给煤机进行标定，以求得给煤机主轴转速（或振动频率）与给煤量的关系（称重式给煤机对称重显示进行标定）。3.3.2、称重式给煤机一般进行砝码标定，在新设备的鉴定试验中应进行实物标定。3.3.3、绘制给煤机转速与给煤量的关系曲线。3.3、最佳钢球装载量试验3.3.1、加煤前，测量不同钢球装载
6、量下的磨煤机电流，作为求得钢球补加量的依据，并绘制磨煤机电流和钢球装载量的关系曲线。3.3.2、磨煤机检修以后加钢球时采用小车加装，一般按单车的钢球质量乘以车数来计算钢球质量，但每车钢球质量不均匀，从而给钢球 d/2+h = 2arccos( ) D/2 0.785+D2 D2 S = - sin cos 360 4 2 2G = SL式中 圆心角，； d轴颈处直径，m； h球面至轴径下缘处距离，m； D磨煤机筒体直径，m； S钢球磨煤机横截面中钢球所占的面积，m2； L磨煤机筒体长度，m； G钢球质量，t； 钢球的堆积密度，t/m3，对筛选过的钢球，取=4.9t/m3，对 未筛选过的钢球，取
7、=5.0t/m3.的计量带来误差。因此，磨煤机的钢球装载量在试验前应进行复核（最终以复核为准）。测量磨煤机内钢球的球位计算公式为3.3.3、加煤后，进行不同的装球量实验时，维持分离器挡板开度不变，系统通风量按计算最佳通风量控制，调节热风门，使磨煤机入口温度在设计值附近变化，以保持磨煤机出口温度不变，调整至对应钢球装载量磨煤机的最大出力（以不堵磨煤机为原则）。3.3.4、在不同钢球装载量下测定磨煤机的最大出力、电流、磨煤机和风机功率、煤粉细度，将磨煤机的出力和磨煤机电耗、制粉电耗换算至同样煤粉细度下，并绘制磨煤机的出力、磨煤机电耗、制粉电耗和钢球装载量的关系曲线。制粉电耗最低时的钢球装载量为最佳
8、钢球装载量。3.3.5、磨煤机的出力和磨煤机细度的关系按式 BMln（100/R90）-0.5进行换算。3.3.6、在进行最佳钢球装载量试验时，应将原磨煤机内钢球全部倒出筛选。3.3.7、在进行最佳钢球装载量试验前，应进行最佳钢球装载量的计算，并按计算所得最佳钢球装载量数值前后进行加球。最佳钢球装载量的计算公式如下：Bb，opt = Vbb，opt 0.12 b，opt = (n/ncr) 1.75 42.3ncr = DV = (/4)D2L式中：Bb，opt最佳钢球装载量，t; V磨煤机筒体体积，m3; D磨煤机直径，m； L磨煤机筒体长度，m； b钢球堆积密度，对筛选过的钢球取b=4.9
9、t/m3,对未筛选过的钢球 取b=5.0t/m3; b，opt最佳钢球装载系数； n磨煤机筒体转速，r/min; ncr磨煤机筒体的临界转速，r/min.3.4、磨煤机最佳通风量特性试验磨煤机通风量的变化对磨煤机出力、煤粉细度和磨煤单耗的影响是较大的。在磨煤机通风量小于某一数值的情况下，增加通风量，筒体压力也增加，磨煤机出力随之增加，煤粉细度R90数值也随之增加；但在磨煤机通风量大于某一数值的情况下，通风量增加幅度不明显，筒体压力增加，磨煤机出力随筒体压力增加，煤粉细度R90数值增加，这种情况与单进单出钢球磨煤机有极大的差异。随着磨煤机出力增加，粉管内的煤粉浓度相应增大，风粉管道的局部阻力系数
10、对应增大，沿程阻力系数也对应增大。在此情况下，必须提高筒体压力，即增加压能，以克服粉管所增加的阻力，方可维持原有的风速。这也就是在较高的磨煤机通风量情况下，通风量增加幅度不明显，提高筒体压力，磨煤机出力随筒体压力增加的主要原因。直吹式制粉系统的进入煤量与出去粉量保持平衡，即使增加磨煤机出力，磨煤机筒体内的存煤也变化不大，故磨煤机功率相差不大。但是，一次风机的功率是随着磨煤机出力增加而增加的，其原因是：为了提高磨煤机出力，就必须提高筒体压力来克服阻力的增加，相应地增加一次风机出力，使得一次风机功率增加。3.4.1、在最佳钢球装载量下，选择合适的分离器挡板开度，稳定磨煤机出力在80%额定出力，保持
11、煤质不变，记录相关表盘参数。3.4.2、保证制粉系统安全运行，在不同风煤比下记录，测量及计算（煤粉细度、分离器效率、煤粉均匀性系数、磨煤机电耗、磨煤机出力、磨煤机和一次风机功率、磨煤机出入口压力、温度、料位）。3.4.3、绘制曲线，在磨煤机电耗和风机电耗之和为最低时的通风量为最佳通 风量。 通风量和磨煤机、风机电耗的关系 3.5、分离器效率试验 3.5.1、保持磨煤机出力和通风量不变（为最佳钢球装载量下最大出力的80%及相应的通风量），在分离器折向门挡板不同开度下测定分离器阻力、分离器出入口煤粉细度、回粉细度、磨煤机通风量、磨煤机和风机功率。在上述测量基础上可以计算分离器效率、循环倍率、煤粉均
12、匀性指数、煤粉细度调节系数、煤粉均匀性改善指数、磨煤机和风机电耗，并绘制出分离器性能曲线。3.5.2、因为分离器出口气流为旋转气流，很难等速抽取煤粉样，所以取煤粉样化验煤粉细度大部分在煤粉管道上取样，且存在一定的误差。3.5.3、分离器循环倍率Kc为分离器入口粉量与出口粉量之比，可用分离器入口、出口煤粉细度和回粉细度按下式计算，即 Kc=（R90,re-R90,2）/(R90,re-R90,1)式中 R90，re回粉细度，%； R90,1分离器入口煤粉细度，%。3.5.4、分离器效率为分离器细粉带出率与粗粉带出率之差。细粉带出率Cla,fi（%）为分离器出口细粉量与入口细粉量之比，即 100-
13、R90,2Cla,fi = 100 (100-R90,1) Kc粗粉带出率Cla,cr（%）为分离器出口粗粉量与入口粗粉量之比，即 R90,2Cla,cr = 100 R90,1Kc分离器效率Cla（%）按下式计算，即 100（R90,1-R90,2） Cla =Cla,fi - Cla,cr = 100 (100-R90,1)R90,1 Kc3.5.5、磨煤机的循环倍率和粗粉分离器效率的关系（在粗粉分离器出、入口细度一定的情况下）如右图所示。循环倍率越低，粗粉分离器效率越高，这对磨煤机出力有利，此时将有较高的粗粉带出率，影响煤粉的质量（使煤粉的均匀性变差），因此粗粉分离器应有最佳的循环倍率。
14、煤的挥发分 循环倍率和粗粉分离器效率的关系越低，最佳的循环倍率应越高，以减少煤粉中的大颗粒。推荐的最佳 循环倍率如下表。 最佳循环倍率的推荐值煤种钢球磨煤机风扇磨煤机无烟煤3.0-贫煤2.27.0烟煤-2.5-3.5褐煤1.42-43.6、磨煤机出力特性试验3.6.1、在设计的钢球装载量和钢球配比下，选择合适的分离器挡板开度，保持磨煤机出口温度和磨煤机通风量不变（为最佳通风量）。3.6.2、在不同磨煤机出力下（直至磨煤机的最大出力），保持磨煤机料位不变（磨煤机出力随之变化），分别测定、记录（两端煤粉细度，两端或总的通风量，两端出力，磨煤机入口温度、压力，两端出口的温度、压力，两端分离器出口温度
15、、压力，磨煤机和一次风机的功率）。3.6.3、绘制出磨煤机出力与通风量、煤粉细度、磨煤机电耗、风机电耗的关系曲线，得出磨煤机的经济出力。3.7、分离器挡板开度试验3.7.1保持磨煤机出力和通风量不变（为最佳钢球装载量下最大出力的80%及相应的通风量），记录相应的表盘数据。3.7.2、调整分离器挡板，在分离器折向门挡板不同开度下记录、测量及计算（煤粉细度、分离器阻力、分离器效率、煤粉均匀性系数、磨煤机电耗、磨煤机出力、通风量、磨煤机和一次风机功率、磨煤机出入口压力、温度、料位）。3.7.3、绘制分离器挡板开度与煤粉细度、制粉电耗、磨煤机通风量之间的关系曲线，确定分离器挡板的最佳开度。3.8、磨煤
16、机单侧运行试验3.8.1、停止一侧给煤机给煤，保持磨煤机满出力下的通风量运行。3.8.2、将另一侧给煤量加大以保持煤位，分别测定，记录（两端煤粉细度，两端或总的通风量，两端出力，磨煤机入口温度、压力，两端出口的温度、压力，两端分离器出口温度、压力，磨煤机和一次风机的功率）。3.8.3、根据磨煤机单侧运行的有关参数和运行状况，确定磨煤机单侧运行的经济型，安全性和可靠性。3.9、一次风热态调平试验3.9.1、在最佳钢球装载量下，选择合适的分离器挡板开度（分离器挡板开度试验中得出的最佳开度），保持磨煤机出口温度和通风量不变(最佳通风量）。3.9.2、保持磨煤机出力在80%额定出力，记录相关表盘参数，
17、并在风粉混合管处测定风粉混合物速度及磨煤机实际通风量。3.9.3、通过所得数据，并根据现场管道布置情况，计算并确定合理的风粉混合物速度，将各粉管内的风粉混合物速度偏差控制在5%以内。3.9.4、根据实测数据，计算磨煤机实际通风量，并与表盘通风量比较得出修正系数，再根据修正系数标定表盘通风量，使表盘通风量与实际通风量趋于一致，为运行调整提供依据。4、试验的注意事项4.1、充分做好试验前的准备工作。试验分工明确，思路清楚，安全措施落实到位，充分了解试验中可能遇到的问题并做好相应的解决方案。准备试验中所要用到的工具、仪器以及记录本并做好相应的编号，并确保试验前的磨煤机基本出于安全无故障运行。4.2、
18、试验的进行4.2.1、应统一规定试验的开始时间、记录数据时间的间隔和试验的结束时间。4.2.2、第一个工况称为预备性试验。试验完成后，认为第一次试验工况正常，记录资料、取样完成时可作为正式试验。反之，等待消除不正常因素后，方可开始正式试验。4.2.3、工况调整后，应等待试验设备运行稳定以后方可进行下一项实验。 4.2.4、试验和测量数据的每次间隔时间，可按试验的精确程度要求和运行工况是否稳定而改变。4.3、原始数据的整理4.3.1、每个测量点的数据记录本上，应写明实验名称、工况编号、设备出力、试验日期、试验起讫时间、记录及测量人员姓名、校核人及试验负责人姓名。4.3.2、必要时记录人员应把每段
19、时间的数据予以加权平均，并说明所记录的数据是否具有代表性。4.3.3、各试验工况的原始数据，进行整理编号并妥善保管。整理好的数据及时输入计算机进行汇总。附图一： 双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统试验测点布置附图二： 钢球磨煤机中间储仓式制粉系统试验测点布置附表一：钢球磨煤机中间储仓式制粉系统运行特性试验综合表序号项目单位数据记录1试验日期2试验磨号3磨运行方式4机组电负荷MW5锅炉蒸发量t/h6锅炉氧量%7磨煤机筒体直径m8磨煤机筒体长度m9钢球装载量t10粗粉分离器挡板开度度11给煤机转速r/min12给粉机电流A13给粉机转速r/min14给粉机前一次风温度15给粉机后一次风温度16磨煤机
20、出力t/h17排粉机入口风量m3/h18磨煤机入口风量m3/h19再循环风量m3/h20三次风量m3/h21热风门开度%22冷风门开度%23混合风门开度%24排粉机入口门开度%25热风门开度%26冷风门开度%27混合风门开度%28再循环风门开度%29磨煤机电流（无煤）A30磨煤机电流（有煤）A31排粉机电流A32排粉机转速r/min33磨煤机耗电率kw/h34排粉机耗电率kw/h35制粉系统耗电率kw/h36磨煤机入口热风温度37磨煤机入口混合温度38磨煤机出口温度39排粉机入口风温40磨煤机入口风压Pa41磨煤机出口风压Pa42磨煤机压差Pa43粗粉分离器入口风压Pa44粗粉分离器出口风压P
21、a45粗粉分离器压差Pa46细粉分离器出口风压Pa47细粉分离器压差Pa48排粉机入口风压Pa49排粉机出口风压Pa50粗粉分离器入口煤粉细度（R90）%51粗粉分离器入口煤粉细度（R200）%52粗粉分离器入口煤粉均匀性系数/53粗粉分离器出口煤粉细度（R90）%54粗粉分离器出口煤粉细度（R200）%55粗粉分离器出口煤粉均匀性系数/56回粉细度（R90）%57回粉细度（R200）%58细粉分离器下成粉细度（R90）%59细粉分离器下成粉细度（R200）%60细粉分离器下成粉均匀性系数/61粗粉分离器效率%62粗粉分离器循环倍率/63细粉分离器效率%64煤粉水分%65原煤可磨性系数（VTI
22、方法）/66原煤粒度分析%67原煤全水分%68原煤收到基灰分%69原煤干燥无灰基挥发分%70原煤收到基低位发热量kJ/kg71727374757677787980附表二：钢球磨煤机直吹式制粉系统运行特性试验综合表序号项目单位数据记录1试验日期2试验磨号3磨运行方式4机组电负荷MW5锅炉蒸发量t/h6锅炉氧量%7磨煤机筒体直径m8磨煤机筒体长度m9钢球装载量t10分离器挡板开度度11给煤机转速r/min12给煤机煤闸门提升高度mm13磨煤机出力t/h14磨煤机入口风量m3/h15热风门开度%16冷风门开度%17混合风门开度%18磨煤机电流（无煤）A19磨煤机电流（有煤）A20磨煤机耗电率kw/h
23、21制粉系统耗电率kw/h22磨煤机入口热风温度23磨煤机入口混合温度24磨煤机出口温度25磨煤机入口风压Pa26磨煤机出口风压Pa27磨煤机压差Pa28分离器入口风压Pa29分离器出口风压Pa30分离器压差Pa31分离器入口煤粉细度（R90）%32分离器入口煤粉细度（R200）%33分离器入口煤粉均匀性系数/34分离器出口煤粉细度（R90）%35分离器出口煤粉细度（R200）%36分离器出口煤粉均匀性系数/37回粉细度（R90）%38回粉细度（R200）%39分离器效率%40分离器循环倍率/41煤粉水分%42原煤可磨性系数（VTI方法）/43原煤粒度分析%44原煤全水分%45原煤收到基灰分%46原煤干燥无灰基挥发分%47原煤收到基低位发热量kJ/kg4849505152535455565758596061626364656667686970717273747576777879
