吳建良

MPS212中速磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)運(yùn)行特性分析

吳建良

（華電六安發(fā)電有限公司，安徽六安 237126）

結(jié)合華電六安發(fā)電有限公司MPS212輥式磨煤機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，分析了影響磨煤機(jī)運(yùn)行出力和威脅磨煤機(jī)運(yùn)行安全性的因素并提出了應(yīng)對(duì)措施，可為同類型設(shè)備的運(yùn)行提供參考。

中速磨煤機(jī)；煤粉細(xì)度；運(yùn)行方式；安全性

0 引言

華電六安發(fā)電有限公司＃3鍋爐為660MW超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式，配備6臺(tái)MPS212中速輥式磨煤機(jī)，燃用淮南煙煤。在機(jī)組調(diào)試與投入商業(yè)運(yùn)行的過程中，直吹式制粉系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定直接影響到鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，制粉系統(tǒng)的重要性顯現(xiàn)突出。

1 制粉系統(tǒng)概況

為了滿足鍋爐燃燒需求，華電六安發(fā)電有限公司制粉系統(tǒng)采用冷一次風(fēng)正壓直吹式系統(tǒng)。直吹式制粉系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是無煤粉倉(cāng)，負(fù)荷響應(yīng)速度慢。它通過給煤機(jī)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)的給煤量，連續(xù)、均勻、穩(wěn)定地向爐膛提供質(zhì)量合格的煤粉，保證爐膛輸入的熱量與鍋爐負(fù)荷相匹配。因此，MPS212中速磨煤機(jī)已成為鍋爐燃燒系統(tǒng)中不可分割的重要組成部分。MPS212輥盤式磨煤機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1（表中：BMCR工況為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量工況）。

2 影響磨煤機(jī)出力的因素

MPS212輥式磨煤機(jī)運(yùn)行工況的好壞，將直接影響鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)過綜合分析調(diào)試期間及商業(yè)運(yùn)行期間的數(shù)據(jù)，影響磨煤機(jī)出力的因素主要有原煤煤質(zhì)、煤粉細(xì)度、通風(fēng)干燥出力、磨煤機(jī)磨輥磨損度及液壓機(jī)構(gòu)加載力等。

2.1 原煤煤質(zhì)

MPS212磨煤機(jī)設(shè)計(jì)煤種的哈氏可磨性系數(shù)（HGI）為65，磨煤機(jī)對(duì)原煤的煤種適應(yīng)性較差。磨煤機(jī)的出力試驗(yàn)顯示：煤的灰分應(yīng)小于40%，HGI應(yīng)大于60。原煤的HGI每增加1，出力增加1.3 t／h左右，占正常最大出力的2.3%～2.5%。

表1 磨煤機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)

原煤的外在水分對(duì)磨煤機(jī)的出力影響也較大。由于水分增加，磨煤機(jī)的干燥能力下降，煤的塑性變形能力增大，研磨阻力加大，造成磨煤機(jī)的出力下降。為了提高出力，應(yīng)提高磨煤機(jī)入口風(fēng)溫，增大入口一次風(fēng)量，否則必須降低給煤量才能保證磨煤機(jī)的正常運(yùn)行。試驗(yàn)結(jié)果顯示：原煤水分每增加1%，磨煤機(jī)出力下降0.3～0.4 t／h。

2.2 煤粉細(xì)度

煤粉細(xì)度的變化與動(dòng)態(tài)分離器葉片轉(zhuǎn)速、磨輥碾磨力、給煤量及一次風(fēng)量等有關(guān)。

為了保證煤粉燃燒完全，運(yùn)行中應(yīng)隨時(shí)調(diào)整煤粉細(xì)度以適應(yīng)鍋爐運(yùn)行負(fù)荷和燃料的變化。運(yùn)行中，MPS212磨煤機(jī)煤粉細(xì)度的調(diào)整主要通過及時(shí)改變磨煤機(jī)內(nèi)動(dòng)態(tài)分離器的旋轉(zhuǎn)速度以及液壓加載力；同時(shí)，磨煤機(jī)通風(fēng)量減小時(shí)，一次風(fēng)攜帶煤粉的能力減弱，煤粉細(xì)度也會(huì)變細(xì)。鍋爐在運(yùn)行中應(yīng)綜合考慮煤粉細(xì)度，盡量將機(jī)械不完全燃燒熱損失、磨煤電耗及金屬磨耗之和降到最小。

為了滿足細(xì)度及燃燒要求，提高燃燒經(jīng)濟(jì)性，磨煤機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后，應(yīng)及時(shí)投入液壓變加載力自動(dòng)、分離器轉(zhuǎn)速自動(dòng)及風(fēng)量自動(dòng)，這些自動(dòng)裝置跟蹤給煤量自動(dòng)調(diào)節(jié)。磨煤機(jī)出力試驗(yàn)及燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果顯示：煤粉細(xì)度R90＝18%，磨煤機(jī)初始液壓加載力為6.5MPa為宜。

2.3 通風(fēng)出力與燃燒要求的配合

為了保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和安全性，MPS212磨煤機(jī)的通風(fēng)量與燃燒要求的一次風(fēng)量一定要匹配。該磨煤機(jī)的最小通風(fēng)量取決于兩個(gè)條件：一是磨煤機(jī)出口溫度應(yīng)控制在75℃下，水平一次風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)粉流速不能低于20m／s，以防止煤粉沉積，通過燃燒試驗(yàn)，確定風(fēng)速控制在25～30m／s為宜；二是保證磨煤機(jī)的正常通風(fēng)、干燥出力和合格的煤粉細(xì)度。在正常運(yùn)行中，MPS212磨煤機(jī)要求一次風(fēng)量既要保證磨煤機(jī)出口風(fēng)粉氣流中風(fēng)粉質(zhì)量比達(dá)到1.8～2.1，又要滿足磨煤機(jī)干燥出力的要求。一次風(fēng)量降低將導(dǎo)致磨煤機(jī)出力下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起滿磨、堵磨。磨煤機(jī)負(fù)荷率與一次風(fēng)量的關(guān)系曲線如圖1所示。

圖1 磨煤機(jī)負(fù)荷率與一次風(fēng)量關(guān)系曲線

同時(shí)，磨煤機(jī)入口一次風(fēng)溫對(duì)磨煤機(jī)的通風(fēng)量也有較大的影響：風(fēng)溫高，則需要的通風(fēng)量減小；反之，則需要的通風(fēng)量加大。試驗(yàn)結(jié)果顯示：MPS212磨煤機(jī)入口一次風(fēng)溫在170℃以上時(shí)，既能滿足干燥出力，又能滿足通風(fēng)出力。因此，磨煤機(jī)風(fēng)煤比的控制與燃燒穩(wěn)定的要求及磨煤機(jī)安全運(yùn)行的要求，綜合限制了該磨煤機(jī)的出力。由于MPS212磨煤機(jī)選型偏小，通風(fēng)阻力偏大，出力在實(shí)際運(yùn)行中受限于磨煤機(jī)自身通風(fēng)干燥出力，熱風(fēng)門普遍開度較大，在單臺(tái)給煤量達(dá)38 t／h時(shí)，磨煤機(jī)熱風(fēng)門開度達(dá)95%以上，幾近全開。

2.4 磨煤機(jī)碾磨壓力

MPS212磨煤機(jī)采用液壓加載機(jī)構(gòu)，因此其出力還與磨輥的液壓加載力有關(guān)。碾磨壓力主要來自液壓加載機(jī)構(gòu)的加載油壓，其次才是磨輥?zhàn)陨淼闹亓Α＜虞d油壓過大，將加速磨輥的磨損，過小將使磨煤機(jī)出力降低、煤粉變粗。因此，運(yùn)行中要保持與當(dāng)前煤量相應(yīng)的碾磨壓力。磨煤機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，液壓加載機(jī)構(gòu)置于變加載工作模式，自動(dòng)裝置根據(jù)給煤量自動(dòng)調(diào)節(jié)加載力。當(dāng)給煤量不變時(shí)，隨著碾磨壓力的提高，磨煤機(jī)出力增大，煤粉細(xì)度也變細(xì)；反之，出力下降。因此，當(dāng)磨煤機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可適當(dāng)降低碾磨壓力，這既有利于減小磨煤機(jī)的振動(dòng)，又不至于對(duì)煤粉細(xì)度造成明顯的影響，而磨煤機(jī)的定加載工作模式極少采用。出力試驗(yàn)表明：MPS212磨煤機(jī)初始給煤量為18 t／h，加載油壓為6.5MPa；最大給煤量為50 t／h，加載油壓為11.0MPa。磨煤機(jī)負(fù)荷率與加載油壓關(guān)系曲線如圖2所示。

圖2 磨煤機(jī)負(fù)荷率與加載油壓關(guān)系曲線

2.5 磨煤機(jī)運(yùn)行方式

磨煤機(jī)出力的調(diào)整還與投運(yùn)的磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)有關(guān)。當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化幅度較大時(shí)，選擇磨煤機(jī)運(yùn)行方式時(shí)應(yīng)充分考慮磨煤機(jī)在不同負(fù)荷下，煤粉細(xì)度、風(fēng)粉混合物濃度以及磨煤機(jī)安全性的影響。

為了保證鍋爐燃燒穩(wěn)定，防止滅火，須維持較高的風(fēng)粉濃度，在機(jī)組負(fù)荷大于370MW、單臺(tái)磨煤機(jī)出力接近40 t／h時(shí)，應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)備用磨煤機(jī)，防止運(yùn)行磨煤機(jī)滿煤、堵煤，以保證磨煤機(jī)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，MPS212磨煤機(jī)的最小出力能降到20 t／h以維持正常運(yùn)行。若低于該出力運(yùn)行，由于磨盤上煤層過薄，將會(huì)造成磨輥與磨盤直接接觸，導(dǎo)致磨煤機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈的磨損和振動(dòng)。當(dāng)單臺(tái)磨煤機(jī)出力降至22 t／h時(shí)，應(yīng)及時(shí)停運(yùn)，以增加其他磨煤機(jī)的出力，維持較高的風(fēng)粉濃度，保證煤粉的穩(wěn)定燃燒。

3 磨煤機(jī)運(yùn)行安全性分析

3.1 磨煤機(jī)的運(yùn)行溫度

一般來講，磨煤機(jī)出口氣粉混合物的溫度越高，越有利于煤粉的干燥，也利于煤粉在爐膛內(nèi)著火，特別是在低負(fù)荷燃用劣質(zhì)煤時(shí)。但若出口溫度高于規(guī)定值，高溫會(huì)驅(qū)使揮發(fā)分從煤中逸出，增加磨煤機(jī)和粉管內(nèi)燃料著火的可能性；出口溫度低于規(guī)定值，會(huì)因煤粉不能獲得充分的干燥而黏附在磨煤機(jī)內(nèi)部和煤粉管中，導(dǎo)致煤粉管堵塞，而積存煤粉遇到高溫時(shí)，還可能出現(xiàn)磨煤機(jī)、煤粉管著火，甚至發(fā)生爆炸。因此，MPS212磨煤機(jī)爆炸事故極易發(fā)生在煤種揮發(fā)分高、煤粉細(xì)度過細(xì)、磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合物溫度達(dá)到110℃以上等工況。因此，為了防止發(fā)生自燃、爆炸，對(duì)磨煤機(jī)運(yùn)行提出如下要求。

（1）制粉系統(tǒng)嚴(yán)密性要好，不得有漏粉現(xiàn)象。

（2）運(yùn)行中嚴(yán)格控制磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合物溫度低于75℃，加強(qiáng)對(duì)出口一次風(fēng)粉管CO質(zhì)量濃度的監(jiān)視；基于干燥介質(zhì)含氧量、原煤揮發(fā)分和對(duì)磨輥軸承溫度的限制，出口緊急停運(yùn)溫度為110℃。

（3）停運(yùn)磨煤機(jī)前，要求通風(fēng)吹掃10min以上，保證磨煤機(jī)及一次粉管內(nèi)無積存煤粉；遇緊急情況時(shí)，通入滅火蒸汽進(jìn)行滅火。

3.2 磨煤機(jī)振動(dòng)

MPS212磨煤機(jī)在運(yùn)行方面若操作維護(hù)不當(dāng)，也會(huì)引起磨煤機(jī)振動(dòng)。通常，造成振動(dòng)大的原因主要有以下幾個(gè)方面。

（1）磨煤機(jī)斷煤或滿煤。

（2）原煤中存在三塊（木、石、鐵）及其他雜物。

（3）油質(zhì)不合格或潤(rùn)滑油站故障。

（4）減速器及磨盤軸承損壞。

（5）磨輥嚴(yán)重磨損或磨輥軸承損壞。

（6）磨輥碾壓力不均勻。

（7）未及時(shí)排放石子煤。

磨煤機(jī)的振動(dòng)會(huì)嚴(yán)重威脅磨煤機(jī)的安全，進(jìn)而威脅鍋爐的安全運(yùn)行，因此，為了防止磨煤機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)，在運(yùn)行過程中應(yīng)注意以下問題。

（1）經(jīng)常檢查輸煤除鐵器，及時(shí)清理原煤里的鐵塊，避免雜物進(jìn)入磨煤機(jī)。

（2）經(jīng)常檢查加載系統(tǒng)的油路，及時(shí)更換已損壞的加載缸和電磁換向閥，保證3個(gè)加載油缸的加載同步及電磁換向閥正常工作。

（3）避免磨煤機(jī)斷煤、滿煤，并保證給煤量和一次風(fēng)量按規(guī)定比例運(yùn)行。若需手動(dòng)調(diào)節(jié)磨煤機(jī)出力，在提高磨煤機(jī)出力時(shí)，應(yīng)先加風(fēng)量，后加煤量，降低出力時(shí)，先減煤量，后減風(fēng)量，防止一次風(fēng)量調(diào)節(jié)過快或風(fēng)量過小造成石子煤量過多，甚至堵煤。

4 結(jié)論

（1）MPS212磨煤機(jī)的出力受煤質(zhì)、磨煤機(jī)通風(fēng)量、加載壓力、煤粉細(xì)度及運(yùn)行方式等因素影響，運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)燃料性質(zhì)和磨煤機(jī)負(fù)荷的變化，及時(shí)調(diào)整相應(yīng)的通風(fēng)量、加載壓力及煤粉細(xì)度，以保證磨煤機(jī)和鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

（2）運(yùn)行人員應(yīng)充分掌握磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性，提高操作水平和調(diào)整能力，及時(shí)對(duì)異常情況做出準(zhǔn)確的分析和預(yù)判，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度，防止磨煤機(jī)事故的發(fā)生。

［1］魏志強(qiáng).中速磨運(yùn)行特性分析及其制粉系統(tǒng)控制［J］.石河子科技，2014（4）：31-32.

［2］林江.直吹式制粉系統(tǒng)及中速磨運(yùn)行特性分析［J］.中國(guó)電力，1999，32（1）：25-27.

（本文責(zé)編：劉芳）

TK 223.25

：B

：1674-1951（2015）03-0061-03

吳建良（1972—），男，四川溫江人，技師，從事電廠運(yùn)行工作（E-mail：15955999465＠139.com）。

2014-10-10；

2015-01-20