全燒準(zhǔn)東煤中速磨煤機(jī)的選型參數(shù)探討

徐哲　董曉宇

摘要：文章對準(zhǔn)東地區(qū)煤質(zhì)進(jìn)行了試磨研究，為鍋爐主設(shè)備及磨煤機(jī)等輔機(jī)設(shè)備的選型和設(shè)計提供了必要依據(jù)，同時提出磨煤機(jī)的選型指導(dǎo)參數(shù)，避免由于磨煤機(jī)選型不當(dāng)造成日后對鍋爐及制粉系統(tǒng)帶來的不利影響。

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)東地區(qū)煤質(zhì)；中速磨煤機(jī)；選型參數(shù)；鍋爐主設(shè)備；鍋爐系統(tǒng)；制粉系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TK223 文章編號：1009-2374（2015）12-0159-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.079

“準(zhǔn)東”是指準(zhǔn)噶爾盆地東部從阜康市到木壘哈薩克自治縣的一條狹長地帶，東西長約220公里。準(zhǔn)東煤田資源預(yù)測儲量達(dá)3900億噸，目前累計探明煤炭資源儲量為2136億噸，是我國目前最大的整裝煤田。

伴隨著國家“西部大開發(fā)”政策的深入實施，新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展已進(jìn)入快車道，煤電、煤化工等建設(shè)方興未艾，發(fā)展勢頭極其迅猛。作為新疆地區(qū)儲量最大的準(zhǔn)東煤田勢必將在未來新疆能源開發(fā)利用的大發(fā)展中扮演重要角色。

新疆準(zhǔn)東地區(qū)煤質(zhì)具有高水分（全水分30%±4%、內(nèi)水約10%），中等熱值（4300大卡）、低灰、易結(jié)渣、易沾污、煤質(zhì)軟等特點，與目前國內(nèi)已知的煙煤和褐煤都有一定區(qū)別，給鍋爐及制粉系統(tǒng)的設(shè)計及選型帶來了新的課題。西安熱工研究院進(jìn)行了燃煤全分析、半工業(yè)化試磨和試燒試驗，對準(zhǔn)東煤質(zhì)有了比較全面的了解，為鍋爐主設(shè)備及磨煤機(jī)等輔機(jī)設(shè)備的選型和設(shè)計提供了必要依據(jù)。

1 基本煤質(zhì)參數(shù)

西安熱工研究院以準(zhǔn)東地區(qū)特變電工新疆天池能源公司露天礦煤種為例進(jìn)行了全煤質(zhì)分析見表1：

2 與國內(nèi)典型褐煤、煙煤的比較

試驗煤與國內(nèi)典型褐煤、煙煤的比較如表2：

3 煤質(zhì)對磨煤機(jī)選型的影響

各種型式中速磨煤機(jī)的出力計算的計算方法基本一致，采用基本出力與各出力修正系數(shù)相乘得到各規(guī)格磨煤機(jī)出力，并根據(jù)鍋爐燃煤量和配置磨煤機(jī)臺數(shù)確定磨煤機(jī)型號。出力修正系數(shù)是指可磨性、煤粉細(xì)度、原煤水分、灰分、原煤粒度等對磨煤機(jī)出力的影響系數(shù)。

目前國內(nèi)磨煤機(jī)選型計算依據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計計算技術(shù)規(guī)定（DL/T5145）》和《電站磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)選型導(dǎo)則（DL/T466）》進(jìn)行，并參考國外引進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但上述標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，磨煤機(jī)出力計算公式適用于哈氏可磨性指數(shù)為40～90的貧煤和煙煤，對于高水分煙煤和褐煤磨煤機(jī)出力需通過試磨來確定（主要因為褐煤的可磨性隨著溫度的升高變化關(guān)系比較復(fù)雜）。對于準(zhǔn)東地區(qū)煤質(zhì)參照表2可以發(fā)現(xiàn)，煤質(zhì)參數(shù)與國內(nèi)典型煙煤和褐煤均有差異，煤的哈氏可磨性指數(shù)為120～126，煤的全水分為26%～34%，均已超過了出力計算公式的適用范圍，如果沒有試磨，磨煤機(jī)選型只能依據(jù)引進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗做出判斷。

西安熱工研究院的試驗?zāi)镸PS32型，與我公司設(shè)計制造的MPS型中速磨煤機(jī)為同一種型式中速磨煤機(jī)，試磨結(jié)果對磨煤機(jī)選型具有直接的指導(dǎo)意義，可作為磨煤機(jī)選型主要依據(jù)，避免由于磨煤機(jī)選型不當(dāng)造成日后對鍋爐及制粉系統(tǒng)帶來的不利影響。

4 磨煤機(jī)主要性能參數(shù)的確定

4.1 煤粉細(xì)度

燃用準(zhǔn)東地區(qū)煤種，本文建議的煤粉細(xì)度為R90=25%～30%。

試磨結(jié)果表明，燃用準(zhǔn)東地區(qū)煤種，煤粉細(xì)度對磨煤機(jī)出力影響較大；煤粉細(xì)度R90小于25%時，煤粉細(xì)度對燃燒燃盡率影響不大，當(dāng)煤粉細(xì)度R90大于35%時，燃盡率下降，試磨結(jié)果熱工院推薦值為30%。

經(jīng)濟(jì)煤粉細(xì)度需綜合考慮制粉系統(tǒng)出力、磨煤電耗以及爐內(nèi)燃燒狀態(tài)綜合考慮。試磨結(jié)果表明在要求采用較細(xì)的煤粉，即將煤粉細(xì)度R90小于25%時，磨煤機(jī)出力過小，建議將煤粉細(xì)度R90控制在30%左右。

鍋爐廠對煤粉細(xì)度的建議值是25%～30%。

綜合考慮上述因素及磨煤機(jī)選型問題，建議的煤粉細(xì)度為25%～30%，磨煤機(jī)可按R90=30%進(jìn)行選型計算。

4.2 煤粉水分

燃用準(zhǔn)東地區(qū)煤種，本文建議的煤粉水分為12%～15%。

DL/T5145標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定：煤粉水分和設(shè)備的終端溫度以及原煤水分有關(guān)，煤粉水分一般的范圍為：

Mpc=（0.5～1.0）Mad具體數(shù)值可按圖1選取。

（a）在直吹和中貯制系統(tǒng)、煙氣和空氣混合干燥時，磨制褐煤；（b）在直吹和中貯制系統(tǒng)、熱空氣干燥時，磨制褐煤；（c）在直吹和中貯制系統(tǒng)、熱空氣干燥時，磨制無煙煤、貧煤和煙煤。

圖1 煤粉水分Mpc和設(shè)備終端溫度t2℃以及原煤水分Mt的關(guān)系

上述標(biāo)準(zhǔn)中圖表表述與國外各磨煤機(jī)廠家標(biāo)準(zhǔn)表述大致相當(dāng)，與目前國內(nèi)褐煤機(jī)組磨煤機(jī)運(yùn)行參數(shù)也比較相近。

在磨制設(shè)計煤種（全水分為30%，磨煤機(jī)出口溫度65℃）時，煤粉水分不建議按公式Mpc=（0.5～1.0）Mad進(jìn)行計算，而應(yīng)按圖1中（b）曲線選取，取值約為13%。

試磨煤粉水分Mpc按11%選取。

鍋爐廠對煤粉水分的建議值是12%～15%。

綜合考慮上述因素及磨煤機(jī)一次風(fēng)率和空氣預(yù)熱器出口溫度的影響，并根據(jù)實際運(yùn)行經(jīng)驗，建議的煤粉水分Mpc為11%～15%，磨煤機(jī)可按煤粉水分11%取值進(jìn)行熱平衡計算。

4.3 一次風(fēng)率和磨煤機(jī)通風(fēng)量

燃用準(zhǔn)東地區(qū)煤種，本文建議的一次風(fēng)率為30%。

煤種水分較高，需選用較高的一次風(fēng)率。

考慮空氣預(yù)熱器出口溫度即磨煤機(jī)入口干燥劑溫度的影響，并參照煤粉水分和磨煤機(jī)出口溫度的關(guān)系，一次風(fēng)率建議取30%，與鍋爐廠及試磨推薦數(shù)據(jù)一致。

需要說明的是，該煤種的可磨性指數(shù)較高，磨煤機(jī)碾磨出力可有較大的提高，為了獲得較高的干燥出力，也需要較高的通風(fēng)量（即一次風(fēng)率），磨煤機(jī)通風(fēng)量大于正常規(guī)格磨煤機(jī)通風(fēng)量的約25%，需要相應(yīng)修改磨煤機(jī)風(fēng)環(huán)和分離器設(shè)計，以保證磨煤機(jī)內(nèi)部件不過于磨損并保證分離器分離效果，煤粉細(xì)度可控，磨煤機(jī)阻力值也需作相應(yīng)調(diào)整。

4.4 磨煤機(jī)出口溫度

燃用準(zhǔn)東地區(qū)煤種，本文建議的磨煤機(jī)出口溫度為60℃～65℃。

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過程，但溫度值不能超過制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行限度。若出口溫度越高，需要一次風(fēng)溫越高，增加煤粉著火的潛在可能性；出口溫度低于規(guī)定值，會因煤不能獲得充分的干燥以致吸附在磨煤機(jī)內(nèi)部和煤粉管中，使煤粉管堵塞以及導(dǎo)致磨煤機(jī)、煤粉管著火甚至爆炸。對于揮發(fā)分較高、水分較高褐煤來講，推薦運(yùn)行時維持在60℃～65℃。

我公司建議磨煤機(jī)出口溫度取60℃～65℃。熱平衡計算按65℃取值計算。該值與鍋爐廠及試磨推薦數(shù)據(jù)

一致。

5 結(jié)語

為了確保燃用準(zhǔn)東煤種時電站鍋爐及制粉系統(tǒng)科學(xué)合理、安全可靠地運(yùn)行，磨煤機(jī)的選型應(yīng)注重實際運(yùn)行經(jīng)驗。本文提出了燃用準(zhǔn)東地區(qū)煤種的選型參數(shù)，為磨煤機(jī)的選型參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化提供了參考。

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（責(zé)任編輯：陳 倩）