鋼球磨煤機(jī)鋼球補(bǔ)充量的研究

王劍

摘要：本文對(duì)某廠現(xiàn)在使用得鋼球磨煤機(jī)的鋼球補(bǔ)充量進(jìn)行了理論性的分析和計(jì)算，提出了通過鋼球磨損分析和磨煤機(jī)電流偏差計(jì)算相結(jié)合的方法來控制鋼球磨煤機(jī)的鋼球補(bǔ)充量，從而使鋼球磨煤機(jī)運(yùn)行在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

關(guān)鍵字：鋼球磨煤機(jī)，鋼球補(bǔ)充量，磨損計(jì)算，電流偏差計(jì)算

中圖分類號(hào)：P618文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源消耗也越來越快，節(jié)能環(huán)保和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)逐漸成為保持可持續(xù)發(fā)展的重要課題?；鹆Πl(fā)電廠是生產(chǎn)能量和使用能源的大戶，在火力發(fā)電廠企業(yè)內(nèi)部尋找節(jié)能降耗的方法，是很有潛力的。其中節(jié)省火力發(fā)電廠的廠用電，降低火力發(fā)電廠的廠用電率，是火力發(fā)電廠節(jié)能措施的重要組成部分。制粉系統(tǒng)是火力發(fā)電廠最重要的組成部分，其電耗在廠用電耗中占有很大的比例，如何降低制粉系統(tǒng)的電耗，并且保證其能向鍋爐提供合格的煤粉，保持鍋爐的燃燒穩(wěn)定，是火力發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的而需要進(jìn)行研究的重要課題。制粉系統(tǒng)的電耗主要部分是磨煤機(jī)的電耗，使磨煤機(jī)運(yùn)行在高效率節(jié)能的狀態(tài)，是本文探討的主要內(nèi)容。

下面以某廠的D-10D鋼球磨煤機(jī)為例，對(duì)其的鋼球補(bǔ)充量進(jìn)行分析、計(jì)算和合理控制，從而使鋼球磨煤機(jī)運(yùn)行在最佳的狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

D-10D鋼球磨煤機(jī)簡介

D-10D鋼球磨煤機(jī)是由美國福斯特●惠勒生產(chǎn)的雙進(jìn)雙出正壓直吹式鋼球磨煤機(jī)，其生產(chǎn)過程如下圖1：

圖1

生產(chǎn)主要流程為：給煤機(jī)將原煤送入鋼球磨煤機(jī)內(nèi)，由鋼球進(jìn)行研磨，磨出的煤粉再由一次風(fēng)通過旋風(fēng)分離器攜帶到鍋爐的煤粉噴燃器，供給鍋爐燃燒。鋼球磨煤機(jī)中要始終保持穩(wěn)定的煤位，這是通過給煤機(jī)的給煤量來控制的。那么在磨煤機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下，給煤機(jī)的給煤量和磨煤機(jī)的出粉量是相同的，即給煤機(jī)的給煤量就是磨煤機(jī)的出力。

影響D-10D鋼球磨煤機(jī)出力的主要因素

影響D-10D鋼球磨煤機(jī)的出力的因素很多，主要有鋼球裝載量、護(hù)板磨損情況、磨煤機(jī)的通風(fēng)量、鋼球的直徑、還有原煤的特性（如原煤的灰分、水分的含量、可磨性系數(shù)、原煤粒度等等）。分析以上因素，原煤的特性、護(hù)板磨損情況、磨煤機(jī)的通風(fēng)量、鋼球的直徑等因素是無法進(jìn)行經(jīng)常性的控制，只有鋼球裝載量是可以進(jìn)行經(jīng)常性的控制，也是比較容易控制的，所以如何通過磨煤機(jī)的鋼球補(bǔ)充量來看控制磨煤機(jī)的鋼球裝載量，而讓D-10D鋼球磨煤機(jī)運(yùn)行在最佳出力狀態(tài)并且這時(shí)的制粉系統(tǒng)單位電耗最小，是我們探討的目標(biāo)。

3、確定最佳鋼球裝載量

要保證鋼球磨煤機(jī)運(yùn)行在最佳狀態(tài)，必須首先確定磨煤機(jī)的最佳鋼球裝載量，方法是將磨煤機(jī)中加入初始的鋼球裝載量，讓磨煤機(jī)運(yùn)行在設(shè)計(jì)通風(fēng)量下，并調(diào)節(jié)分離器擋板使其提供保持鍋爐穩(wěn)定燃燒所需的最佳煤粉細(xì)度，在此狀態(tài)下，逐漸增加鋼球裝載量，同時(shí)測量磨煤機(jī)的出力，磨煤機(jī)電流，磨煤機(jī)和制粉系統(tǒng)的單位電耗等。那么，當(dāng)增加鋼球裝載量時(shí)，磨煤機(jī)出力增加，制粉系統(tǒng)的單位電耗減少，而當(dāng)鋼球裝載量增加到一定程度時(shí)，磨煤機(jī)的出力增加，制粉系統(tǒng)的單位電耗卻反而增加，這時(shí)的鋼球裝載量就是最佳的鋼球裝載量。如圖2：

4、磨煤機(jī)鋼球補(bǔ)充量的分析

當(dāng)磨煤機(jī)運(yùn)行在最佳鋼球裝載量時(shí)，磨煤機(jī)的出力最大而制粉系統(tǒng)的單位電耗最小。磨煤機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間，鋼球就會(huì)磨損，我們需要定期向磨煤機(jī)中補(bǔ)充鋼球以保證磨煤機(jī)中的鋼球量始終為最佳鋼球裝載量。那么如何確定磨煤機(jī)的鋼球補(bǔ)充量呢？有鋼球磨損分析和磨煤機(jī)電流偏差分析兩種方法。

4.1、鋼球磨損分析

4.1.1根據(jù)磨煤機(jī)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)將磨煤機(jī)中加入初始鋼球裝載量，如下表：

鋼球球直徑裝載比例 初始裝載量設(shè)計(jì)最優(yōu)量 最大裝載量

Mm％kgkg kg

50 30 23.13024.33025.100

30 30 23.13024.33025.100

25 40 30.84032.44033.400

4.1.2確定鋼球磨損系數(shù)即每周鋼球的磨損率

根據(jù)鋼球磨損率進(jìn)行的鋼球補(bǔ)充量的計(jì)算是在一定的原煤特性（原煤粒度，濕度，可磨系數(shù)等）下進(jìn)行的。確定方法如下：

將磨煤機(jī)中加入最佳的鋼球裝載量T1，在一定的原煤特性下運(yùn)行一個(gè)星期后，重新測量磨煤機(jī)中的鋼球裝載量為T2，那么該原煤特性下的磨煤機(jī)鋼球磨損率MS為：

MS=(T1-T2)/Hw/T1

T1噸，最佳鋼球裝載量

T2噸，運(yùn)行一周以后磨煤機(jī)中的鋼球裝載量

MS 噸/小時(shí)/噸，鋼球每噸每小時(shí)的磨損率

Hw 小時(shí)，每周磨煤機(jī)運(yùn)行的小時(shí)數(shù)

4.1.3每周需要補(bǔ)充的鋼球量T為：

T＝MS×T1×Hw

4.1.4 以上計(jì)算方法的不足

我們知道磨煤機(jī)每周的出力是不確定的，出力大時(shí)磨損率要大，所以鋼球磨損率是和負(fù)荷有一定的關(guān)系，以上的計(jì)算方法并沒有考慮到磨煤機(jī)出力變化對(duì)磨損率的影響。另外，由于以上計(jì)算方法是在一定的原煤特性下確定的，所以當(dāng)原煤的性質(zhì)改變時(shí)，就必須重新確定磨損率，以保持其準(zhǔn)確。

4.2、利用磨煤機(jī)電流偏差法進(jìn)行的分析和計(jì)算

4.2.1確定磨煤機(jī)電流變化和鋼球裝載量的關(guān)系

為了使磨煤機(jī)的鋼球補(bǔ)充量更加準(zhǔn)確，我們必須考慮到原煤特性的改變和負(fù)荷變化對(duì)鋼球補(bǔ)充量的影響，所以提出根據(jù)磨煤機(jī)電流的變化來確定磨煤機(jī)的鋼球補(bǔ)充量，并得出比較準(zhǔn)確的計(jì)算方法。其理論基礎(chǔ)是在一定的原煤特性和一定的磨煤機(jī)出力下，磨煤機(jī)的電流是相同的。以下是確定的方法：

首先，選擇最常用的原煤和磨煤機(jī)最經(jīng)常的出力點(diǎn)作為試驗(yàn)點(diǎn)，將磨煤機(jī)中加入最佳鋼球裝載量減去2噸的鋼球量，作為初始裝載量，運(yùn)行磨煤機(jī)，并調(diào)整磨煤機(jī)的出力在選擇的出力點(diǎn)，保持磨煤機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，測量此時(shí)的磨煤機(jī)電機(jī)的電源電壓、電流、功率因素，磨煤機(jī)出力等參數(shù)，同時(shí)也測量此時(shí)的原煤特性：原煤粒度、表面濕度、煤粉細(xì)度、可磨系數(shù)等參數(shù)，做好記錄。

然后，每次向磨煤機(jī)中補(bǔ)充0.2噸的鋼球量，并重新測量上述的各個(gè)參數(shù)做好記錄，直到磨煤機(jī)中的鋼球裝載量達(dá)到最佳的鋼球裝載量。也可以多測一部分，如達(dá)到最佳鋼球裝載量加0.4噸。

4.2.2得出鋼球裝載量和磨煤機(jī)電流的關(guān)系圖

將磨煤機(jī)電機(jī)電流折算到在額定電壓和額定功率因素下的電流值，這樣做是將電壓和功率因素的影響考慮進(jìn)去，方法如下，

I＝U×I×COSf/U/COSf

I 磨煤機(jī)在額定電壓和額定功率因素下的電流

U磨煤機(jī)額定電壓

COSf 磨煤機(jī)電機(jī)額定功率因素

I磨煤機(jī)在試驗(yàn)時(shí)測量的電流值

U 磨煤機(jī)在試驗(yàn)時(shí)測量的電壓值