MPS—HP—II型磨煤機(jī)在高水分褐煤項(xiàng)目中的優(yōu)化

曲阜珍

摘 要：MPS型磨煤機(jī)是原西德Babcock公司研制成功的一種輥盤式磨機(jī)，早期主要用于碾磨煙煤和高水分的次煙煤。近年來由于我國處于國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展期，電力建設(shè)速度也達(dá)到了空前的規(guī)模，然而由于國家對煤炭資源的控制，使電廠用煤越來越緊張，而之前一直被認(rèn)為是劣質(zhì)煤種的褐煤則越來越受到重視。我國具有豐富的褐煤資源，已探明儲量近1 204億t，約占我國煤炭總儲量的14%，其特點(diǎn)是揮發(fā)份高，Vdaf在40%～50%以上，水分含量高，全水分一般都在30%以上，發(fā)熱量低，一般在7 000～16 200 kJ/kg，其灰熔點(diǎn)也較低，一般ST<1 200 ℃。但是褐煤在磨制過程中存在許多問題，Babcock公司對MPS磨煤機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，形成MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)系列產(chǎn)品，可以應(yīng)用于碾磨褐煤，拓展MPS中速磨煤機(jī)的應(yīng)用范圍，并在通遼發(fā)電廠中獲得了成功，隨后又在霍林河電廠、大板電廠、呼倫貝爾發(fā)電廠等電廠成功應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)；高水分褐煤

中圖分類號：TK223.25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）21-0003-02

2008年7月，通遼發(fā)電廠三期1×600 MW亞臨界發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行，同月霍林河坑口電廠2×600 MW新建工程兩臺機(jī)組也相繼投入了商業(yè)運(yùn)行，這三臺機(jī)組燃燒的都是霍林河煤礦褐煤，該煤的特點(diǎn)是水份和揮發(fā)份高、易燃。這兩個(gè)項(xiàng)目中所采用的磨煤機(jī)是長春發(fā)電設(shè)備總廠利用德國BABCOCK公司專利設(shè)計(jì)制造的MPS225HP-II型中速磨煤機(jī)，成功磨制了該褐煤，達(dá)到了機(jī)組的設(shè)計(jì)要求。在此之前國內(nèi)磨制高水分褐煤全部應(yīng)用的風(fēng)扇磨煤機(jī)，這兩個(gè)項(xiàng)目開辟了運(yùn)用中速磨磨制高水分褐煤的先河。但因?yàn)閲鴥?nèi)尚無MPS型中速磨煤機(jī)磨制高水分褐煤的經(jīng)驗(yàn)，機(jī)組運(yùn)行過程中，出現(xiàn)了磨損嚴(yán)重、阻力過大等問題，現(xiàn)主要以通遼項(xiàng)目為例，論述一下在褐煤項(xiàng)目中磨煤機(jī)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化改進(jìn)方。

1 通遼項(xiàng)目磨煤機(jī)概況及優(yōu)化分析

1.1 通遼三期設(shè)計(jì)參數(shù)

通遼三期工程1×600 MW亞臨界燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組，采用的是中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺爐配7臺中速磨煤機(jī)，燃燒設(shè)計(jì)煤種時(shí)，6臺運(yùn)行，1臺備用。具體參數(shù)要求如下：煤粉細(xì)度：R90=35%（設(shè)計(jì)煤種）；R90=35%（校核煤種）；煤粉水份：15%（設(shè)計(jì)煤種）；15%（校核煤種）；鍋爐（B-MCR）燃煤量：444.355 t/h（設(shè)計(jì)煤種）；419.437 t/h（校核煤種）；磨煤機(jī)入口干燥介質(zhì)溫度：買方可提供的干燥劑最高溫度（空預(yù)器出口一次風(fēng)溫）為400 ℃；磨煤機(jī)出口介質(zhì)溫度：65 ℃。

煤質(zhì)分析及灰成分分析：

①設(shè)計(jì)煤種及校核煤種均為褐煤。

②煤質(zhì)及灰成分分析如表1、表2所示。

1.2 中速磨煤機(jī)選型及設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)1.1中鍋爐機(jī)組要求及煤質(zhì)資料，按照德國BABCOCK公司的選型方法選型為MPS225HP-II型中速磨煤機(jī)，得出該型號磨煤機(jī)參數(shù)如表3所示。

1.3 現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行參數(shù)

現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行參數(shù)如表4所示。

1.4 現(xiàn)場出現(xiàn)問題

通遼和霍林河兩個(gè)項(xiàng)目的磨煤機(jī)檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)磨輥?zhàn)o(hù)板和加載架沖刷磨損嚴(yán)重（如圖1所示）；同時(shí)對比表3、表4的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)通風(fēng)阻力過大，較設(shè)計(jì)值增加了5 342 Pa。

1.5 噴嘴環(huán)優(yōu)化

在褐煤項(xiàng)目中，因原煤水分過大，空氣預(yù)熱器所供風(fēng)溫不夠等因素，造成磨煤機(jī)風(fēng)量過大，通風(fēng)阻力增加，磨煤機(jī)磨損較大，磨煤機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定。因此要對噴嘴環(huán)進(jìn)行相應(yīng)的改造，從而降低運(yùn)行時(shí)的通風(fēng)阻力，以減少對磨煤機(jī)內(nèi)部的磨損。

1.5.1 噴嘴環(huán)的結(jié)構(gòu)

噴嘴環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，由動(dòng)噴嘴環(huán)和靜噴嘴環(huán)組成。靜噴嘴環(huán)焊接在中架體上，不能夠轉(zhuǎn)動(dòng)；動(dòng)噴嘴環(huán)固定在磨盤上隨磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，對一次風(fēng)起到導(dǎo)流的作用。如圖3所示，動(dòng)噴嘴環(huán)的葉片與水平面成45？觷角，一次風(fēng)通過噴嘴環(huán)時(shí)，葉片改變了風(fēng)的方向，使一次風(fēng)成45？觷角方向旋轉(zhuǎn)向上，從而增大風(fēng)的攜粉能力。

1.5.2 噴嘴環(huán)優(yōu)化設(shè)計(jì)

將噴嘴環(huán)的開口寬度設(shè)計(jì)為L=137.7 mm，增大噴嘴環(huán)的開口面積，將風(fēng)速減小到85 m/s；同時(shí)減小了因噴嘴環(huán)面積小而造成的噴嘴環(huán)阻力過大的問題。

改變?nèi)~片的方向，使噴嘴環(huán)出口的一次風(fēng)呈逆時(shí)針45？觷角向上旋轉(zhuǎn)，減少噴嘴環(huán)因旋轉(zhuǎn)而造成的阻力增加。

1.5.3 噴嘴環(huán)優(yōu)化后的效果

根據(jù)現(xiàn)場反應(yīng)情況看，除磨輥套有正常磨損外，加載架和磨輥?zhàn)o(hù)板均未磨損；運(yùn)行中磨煤機(jī)的阻力為6 522 Pa，小于設(shè)計(jì)MPS235HP-II型中磨煤機(jī)的設(shè)計(jì)通風(fēng)阻力7 404 Pa，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，磨損也減小了很多。

1.5.4 優(yōu)化后經(jīng)濟(jì)效益分析

進(jìn)行上述優(yōu)化設(shè)計(jì)后將會給用戶帶來的經(jīng)濟(jì)效益：風(fēng)速減小后，將減少煤粉對磨煤機(jī)各部件的磨損，避免了加載架等部件因磨損而需要檢修的問題；增加了碾磨部件磨盤磨輥的使用壽命，減少了備品備件的支出；降低了磨煤機(jī)阻力，減少了一次風(fēng)機(jī)的功耗；降低了因頻繁檢修磨煤機(jī)所產(chǎn)生的人工費(fèi)用；降低了因磨煤機(jī)停機(jī)檢修，而造成電廠負(fù)荷降低，發(fā)電量減少等原因所帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

2 褐煤項(xiàng)目磨煤機(jī)運(yùn)行方面的優(yōu)化調(diào)整

①干燥出力低成為MPS中速磨磨制高水分褐煤的一個(gè)制約問題。鑒于此，在日后的設(shè)計(jì)中應(yīng)注意加強(qiáng)制粉系統(tǒng)的干燥出力。目前可行的辦法有兩種：其一，提高一次風(fēng)溫度?？梢栽黾踊剞D(zhuǎn)式換熱面積或者在回轉(zhuǎn)式空預(yù)器后增加管式空預(yù)器以提高一次風(fēng)溫。其二，降低入磨原煤水分。目前褐煤預(yù)干燥技術(shù)已基本可以投入生產(chǎn)使用，通過將原煤預(yù)干燥，可以使Mar降低10%以上，這樣經(jīng)過干燥后的褐煤再進(jìn)入中速磨后干燥出力將不會成為問題。

②運(yùn)行過程中要時(shí)刻關(guān)注如下參數(shù)：磨進(jìn)出口差壓應(yīng)在5～6 kPa以下；出口溫度在50～60 ℃范圍內(nèi)；磨電流的增長速度不能過快。

3 針對褐煤的的特點(diǎn)所采取的加強(qiáng)制粉系統(tǒng)安全性的措施

在啟動(dòng)磨煤機(jī)的允許條件中，磨出口溫度不能超過65 ℃；在磨煤機(jī)的運(yùn)行中，磨出口溫度不能超過80 ℃，否則要保護(hù)停磨；停磨后要關(guān)閉熱風(fēng)門，打開冷風(fēng)門將磨煤機(jī)內(nèi)煤粉徹底吹盡，以防積粉自燃；在磨煤機(jī)的運(yùn)行或啟、停過程中，如果磨出口溫度出現(xiàn)不正常的急劇升高時(shí)，應(yīng)立即停；磨煤機(jī)運(yùn)行，一定要待其溫度降到50 ℃以下后，再打開人孔門檢查，萬不可停磨即打人孔檢查門。

4 結(jié) 語

對于燃燒高水分褐煤的新型電站要時(shí)刻關(guān)注系統(tǒng)的磨損情況，提前發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)點(diǎn)，從設(shè)備結(jié)構(gòu)改造及運(yùn)行方式調(diào)整上進(jìn)行控制，把磨損降到最低。由于褐煤自身的特點(diǎn)，要密切關(guān)注制粉系統(tǒng)的安全性，采取一系列的安全措施防止自然及爆炸現(xiàn)象的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)：

[1] LT 5145-2002，火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)計(jì)算技術(shù)規(guī)定[S].

[2] DL 466-1992，電站磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)選型導(dǎo)則[S].