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1、增大制粉系统出力，降低磨煤机钢耗量摘要：在理论上分析影响磨煤机钢球消耗的相关因素，通过改变钢球配比来降低磨煤机的钢球消耗。同时分析设备结构和运行调整方式对制粉系统的影响，采取相应措施增加制粉系统的出力,提高经济性。关键词：火电厂 钢球磨煤机 钢球配比 金属耗量 空砸Abstract：On the analysis of the influence of coal mill steel ball consumption related factors, by changing the ratio of steel ball coal mill to reduce the consumption
2、of steel balls. Simultaneous analysis of equipment structure and operation mode of coal pulverizing system adjustment effects, take corresponding measures to increase the output of coal pulverizing system, improve the economy.Key words：Coal-fired power plant Ball mill Steel ball ratio Metal consumpt
3、ion of Empty hit1 前言钢球磨煤机是广泛用于火电厂的主要制粉设备，具有维修简单，煤种适应性广，运行安全可靠等优点，同时，钢球磨煤机因设备本身体积大，质量大，其运行耗电量大，是火电厂能耗大户之一；因此，增大制粉系统出力，降低制粉电耗和金属消耗，充分利用钢球磨煤机的优点，是各火电厂节能工作的重点。我公司为两台125MW机组，每台机组配备两套热风送粉，钢球磨中间储仓式制粉系统，型号为DTM350/600-III，原设计煤种为YM3（现煤种以煤泥和混配煤泥为主）。其最大装球量59吨，电机功率726KW；排粉机型号为M6-31NO.19D，通风量为120212立方米每小时，风压10.35
4、kPa，风量裕量：9%，风头裕量：15%；出力48T，出力储备系数1.326。两台机组于2002年投产。磨煤机安装后，按照厂家说明书，对新装钢球磨煤机按筒内总容积的30%（43T）装载研磨介质的耐磨钢球，球直径为30-80mm，圆筒的转速为17.75转/分钟，制粉系统其它设备，如排粉机、给煤机、粗、细粉分离器均按设计要求运行。我公司的煤种改变后，断煤使磨煤机内钢球干砸现象尤为突出，使钢球的非工作损耗增加，由此可见我公司制粉系统运行钢球损耗巨大，制粉系统出力低，设备有较大潜力可挖。2 影响出力的原因及分析磨煤机出力，即指单位时间内进入磨煤机的煤量。若保持其它参数不变，在一定范围内随着给煤量的增大
5、，球磨机的出力也随之增大。而由于磨煤机中的存煤重量与磨煤机自重（滚筒加钢球）相比，所占份额少，据测试，一般空载下的磨煤机电流与满载工况下电流相差仅10左右，在正常情况下，给煤量的增加并不明显增大磨煤机的电耗。所以磨煤机应尽量在满负荷（最大给煤量）工况下运行。影响磨煤机出力的因素比较多，只有各种影响因素达到最佳状态时，磨煤机的出力才能达到最大，制粉电耗也才能最小。磨煤机制粉量的大小受磨制出力、干燥出力和通风出力三者的限制，且等于三者中的较小者。21 影响磨制出力的因素211转筒转速磨煤机筒转速是根据不同规格规定的。转速过小，筒体旋转时携带能力不强，钢球会随着筒体转到一定高度后滑落至筒底；转速过大
6、，筒体旋转时携带能力过强，钢球会随着筒体一起旋转做圆周运动。因此，转筒转速的最佳值是使钢球运动到筒上时做抛物曲线的运动轨迹时，钢球产生的撞击力是最大的，才能达到撞击原煤的效果，将原煤磨制成煤粉。212衬瓦的形状衬瓦的材质及完整性，直接影响磨煤机出力的大小。煤种不同对应的衬瓦材质要求也有差别，这主要是考虑到磨损周期性。对于耐磨煤质，衬瓦的磨损周期性短，消耗量大。磨损严重的衬瓦表面比较平缓、提升力差，带动筒内工质转动能力不强，导致制粉能力下降。当衬瓦的凸峰磨损达到 2/3 时，应更换套瓦。213球磨机内钢球量及钢球尺寸磨煤机钢球的装载量直接影响煤粉的研磨和研碎能力,所以钢球量不能太少,否则对煤的研
7、磨能力作用太小,出粉率低;反之,钢球太多磨煤力距减小同样会影响磨煤的出力,增加电耗。所以并不是钢球装载量大,磨煤机出力就大。从磨煤机内部工作情况来分析,磨煤机出力并不完全随钢球量的增加而增加,当钢球装载量超过最佳值后其磨煤机出力的增加要小于磨煤机功率消耗的增加,磨煤机电耗反而升高。此外,随着磨运行时间的推移,钢球会磨损,钢球量逐渐下降,必须补加新钢球,一般运行 2000-3000 小时后,应筛选、称量滚筒内不合格的钢球,通常钢球磨损超过40%即可视为不合格。还有大小钢球配比也非常关键,一般情况下小钢球占总量的1/4-1/5效果最佳。这样既能减少钢球之间的空间,同时也可保持钢球一定质量下的冲击力
8、。 钢球量与钢球尺寸对磨煤机的出力影响比较大，也是降低制粉系统钢耗的重点。钢球装载量及钢球尺寸钢球装载量过多或过少，都影响出力，因此，应保持合理的钢球充满系数；钢球尺寸要保持合理比例，要定期补入大球、清理出小球。214煤种变化与煤质的好坏及原煤的可磨性系数大小、粒度大小有关。煤质对制粉单耗的影响主要决定于煤的可磨性(原煤被研制成粉的难易程度)和煤的主要性能指标(发热量、挥发份),不同质的煤种,其可磨性系数不同,燃烧工况也不同。前者,直接反映制粉单耗的大小,而后者需要通过一系列的调整来决定制粉单耗的大小。然而,原煤的采购往往不以人的意志为转移,也就是只能在有效的范围内选择,即可控性很小。215给
9、煤量一般情况下，增加筒内载煤量，磨煤机的出力也相应增加，当简内载煤量增加到一定程度后，为了保持磨煤机负压运行，通风量相应减少，通风出力减少，进煤量大于出粉量，转筒内存煤越来越多，直至堵煤，磨煤机出力反而降低。22干燥出力影响磨煤机干燥出力的因素主要是煤的水分、热风温度和热风量。当较大湿度的煤进入磨煤机后，就会造成热风的干燥能力不足，使磨煤机的出力降低。23通风出力球磨机内磨制好的煤粉需要相当的干燥风量将它携带出来。一般来说，增大通风量，可输出更多的煤粉，因此磨煤机的入口负压应维持在合理的水平，以保证通风出力。3、我公司存在的问题31 煤质变化由于煤炭市场价格发生巨大变化，燃烧设计煤种将使我公司
10、出现亏损局面。我公司煤质设计值为应用基灰分：41.1%、水分：5.2%、低位发热量：4200千卡。而现煤种平均指标应用基灰分：49%、水分：10%、低位发热量：3200千卡。远低设计值的煤种给制粉带来相当大的困难。水分偏高，灰分大直接导致制粉量下降。32 干燥出力不足掺烧煤泥后，入厂入炉煤中水分增加很多，原有的干燥出力已达不到烘干现有煤种的水平；受制粉系统负压限制，热风也不能无限的加入。同时，过大的风量会导致磨损的严重。33 系统负压不足经过长期运行周期，制粉系统可靠性能有所下降，主要三个方面原因：1）、系统漏风过大，2）、排粉机出来不足，3）、粗细粉分离器内部结构不完整。34 钢耗增加磨煤机
11、内的衬瓦形状已经不能满足制粉要求，经过长时间的磨损，厚度变薄，波形变平。没有足够的能量来带动，钢球转动，达不到预期的高度，形成不了抛物线。其动能和势能均减弱，对煤的撞击能力也减弱。使磨煤机内存在大量不合格的煤粉，制粉出力下降。磨煤机经过长期运行，并经常出现空砸现象，其内部钢球消耗磨损较大。钢球尺寸也不能达到要求，碎球偏多。煤质变化对钢球的消耗也显著增加，加球次数和量也明显增加。4、提高我公司磨煤出力，节能降耗措施第4/8页 41 加强燃煤混配我公司长期以来燃料供应主要以地煤为主，近年来由于原煤市场变化，煤种多样化和煤质优劣不等，对给制粉带来很大困难。因此，在煤种的储存和混配上采取有效的方法和制
12、度是十分必要的。对每天新进的煤种根据热值的不同分垛储存，燃煤管理部应采用以下方法：1）、每天根据入场煤采样的煤质化验情况，确定每天燃煤的混配方式。2）、每天卸煤班根据燃煤管理部提供的煤质情况，负责卸煤过程中的燃煤混配工作，将不同的燃煤进行混配，卸在新、老卸煤沟、储煤场内，完成第一次混配燃煤工作。4）、将入厂部分煤泥卸入汽车卸煤间，并以一车煤泥与一车原煤的比例掺配后输送到新机组。5）、将当天燃用不完的入厂余煤按燃煤的热值不同，分别卸储到北储煤场、南储煤场、东储煤场，进行分热值存放。运行班组再根据值长有关煤质要求，安排人员从不同储煤点输煤，完成取煤过程中燃煤再次混配。6）、根据来煤热值的高低、挥发
13、份含量制定混配比例：1/3高热值、1/3中热值、1/3低热值卸在新卸煤间；1/3高热值、1/3中热值、1/3低热值卸在老卸煤间；1/3高热值、1/3中热值、1/3低热值卸在储煤场；混配后的原煤再利用不同的上煤方式输送到锅炉原煤仓。同时，发电部根据实际情况制定出对煤制的要求：1）、发热量：平均热值在3300大卡以上，全天要均匀。2）、水 分：控制在9%以内（设计煤种：5.2%）3）、灰 分：控制在49%以内（设计煤种：41.1%）发电部每天入炉煤样的化样结果及时反馈给燃煤管理部，使其及时针对煤种的变化进行重新混配，并要求混配后的煤泥的各项指要长期稳定在发电部要求的范围内。以此来保证煤质的稳定和均
14、匀性，使制粉出来达到最大。42 煤质初步预热由于煤泥的水分比例比较，可采取提前除去部分水分的方法，提高煤质量。如我公司的煤泥煤干设备，在燃煤进入煤仓前有部分通过煤泥烘干设备烘干后再重新混配进来，不但可降低煤的水分，同时还可以提高混配后煤的低位发热量，抵消部分干燥出力不足，造成制粉出力不足，以提高制粉能力。43 合理装载钢球，提高钢球质量对#1、2炉制粉系统进行实验后，发现2#炉的制粉能力明显高于#1炉，其主要原因为系统负压及干燥出力比#1炉高；#1炉的磨煤机出入口密封装置不严密，负压过小，压差稍大时出现冒粉现象。因此，在保证正常的运行参数的前题下，控制#2炉磨煤机电流不低于70A（原电流为80
15、A以上），#1炉磨煤机电流不低于80A（原电流为85A以上），就可以满足机组的要求。截取一个月实验的十天中的十个点，为#2炉磨煤机电流与粉位的变化曲线。（如图4-1）图4-1：#2炉磨煤机电流与粉位的变化曲线此次实验条件，保证煤种发热量3200200千卡范围内平稳变化，水分9%、灰分49%左右变化，负荷基本在72%-80%之间，通过一个月的观察记录后，并充分考虑到断煤等诸多因素。从上图可以看到，最低电流在67以上时，在煤种及设备稳定的情况下，粉位可保证在2500mm以上，足以满足72%（90MW）以上负荷的稳定运行。将磨煤机电流控制在较低水平的原因，主要是考虑到煤种变化，煤泥混配比例大，使断煤
16、次数频繁。磨煤机在断煤时会经常出现空砸现象即钢球与钢球的撞击机率大，使钢球的耗费量比以往要高。降低钢球的装载量后，只要煤种在混配上稳定，各项指标在要求的范围内，并保持稳定，其出力就可以满足机组的运行。如果钢球量过多，断煤后，煤粉在磨停留的时间过短，会经常出现钢球干砸现象。使磨内不合格的碎钢球增多，短时间内新加的钢球，就由于空砸而白白消耗掉。44 分离装置治理我厂的粗、细粉分离器，经过长期运行，没有经过实际意义上的大修，其内部结构，已经被损坏。粗粉分离器内外锥体，出现大量的漏点，折向档板也有损坏，分离和调节效果也失去作用。煤粉细度平均为R90为14%，而我厂最佳细度为19%-21%为最经济。45
17、 系统漏风治理系统漏风对系统出力影响很大，因为是在磨煤机出口以后，会排挤进入磨煤机的热风，使磨煤机出入口负压变小。使热风加不进来，携带能力下降，磨煤机出力下降。并且进入系统的是冷风，会影响到系统的温度水平。我公司重点的漏风部位为：粗、细粉分离器，各防爆门，给粉机等处。46 改变运行调整方式球磨机启动后，随着存煤量的不断增加，球磨机的功率也不断增加直至最大，但此时球磨机的出力并没有达到最大。因为球磨机的筒体和钢球的重理比载煤量大得多，此时球磨机的功率大部分用于带动筒体和钢球转动，只有一小部分消耗于磨煤。随着存煤量的增加，钢球用于磨煤的能量增大，球磨机的出力也逐渐增至最大，此时对应的存煤量称为最佳
18、存煤量。同时磨煤机出入口压差也不断增加。当存煤最增加到一定程度时，进煤大于出粉造成堵煤，此时球磨机进口负压下降甚至变正，进出口压差急骤上升，所以出入口压差在一定程度上可以反映磨煤机内的存煤量。（如图4-2）图4-2：磨煤机内的存煤量因此，很多运行参数的调整会影响制粉单耗和制粉出力，如煤粉细度、热风开度、再循环开度,均匀给煤等。5、结论挖掘中间储仓式钢球磨制粉系统出力减少磨煤机钢球消耗是一件集节能降耗、确保满发、减轻劳动强度的重要工作。钢球磨制粉系统的钢球装载量、钢球配比、系统通风量等，推荐装球量和通风量按设计值进行，少装或多装钢球等措施都应慎重进行；钢球配比以加权平均直径D50mm为基础，它不但对大块煤具有较强的砸击力，磨煤出力较大，且磨损量较小。钢球配比初装建议D40:D50:D60=3:4:3（质量比），为日后添加补充钢球创造条件，便于钢球管理，也能方便地控制在3:4:3与1:3:1之间。对于不同煤质，加权平均直径也应有差别。粗粉分离器的效率对制粉系统出力也有较大影响，其结构直接决定着煤粉细度；我厂#1、#2炉的粗粉分离器也应尽快被改造成串联双轴向粗粉分离器。
