MPS中速磨煤機(jī)磨制褐煤的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)探討

黃勇，王春民

(北京電力設(shè)備總廠有限公司，北京　102401)

MPS中速磨煤機(jī)磨制褐煤的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)探討

黃勇，王春民

(北京電力設(shè)備總廠有限公司，北京102401)

對(duì)MPS中速磨煤機(jī)磨制褐煤的方式和運(yùn)行難點(diǎn)進(jìn)行分析研究，根據(jù)工程實(shí)例討論了MPS中速磨煤機(jī)磨制褐煤時(shí)能維持正常運(yùn)行的條件，對(duì)其磨制褐煤時(shí)的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)(煤粉水分、一次風(fēng)率、一次風(fēng)溫、出口溫度和煤粉細(xì)度)的選取提出參考意見。實(shí)踐表明:原煤水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜35%可直接采用中速磨煤機(jī);35%～40%時(shí)，可通過調(diào)整運(yùn)行參數(shù)有條件地采用中速磨煤機(jī);40%以上時(shí)，則需增設(shè)另外的干燥系統(tǒng)。

中速磨煤機(jī);褐煤;運(yùn)行參數(shù)

近年來，由于褐煤的應(yīng)用范圍越來越廣泛，因此在制粉系統(tǒng)選型時(shí)需要充分考慮其具有高水分、高揮發(fā)分、低灰分、低熱值、低灰熔點(diǎn)的煤質(zhì)特性，進(jìn)行合理的設(shè)備選型。早期采用風(fēng)扇磨煤機(jī)磨制褐煤，但由于MPS中速磨煤機(jī)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、研磨能力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、控制靈活、檢修工作量少等諸多優(yōu)點(diǎn)，越來越多的工程項(xiàng)目采用MPS中速磨煤機(jī)磨制褐煤。隨著磨制褐煤機(jī)組的投入運(yùn)行，MPS中速磨煤機(jī)磨制褐煤的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)對(duì)磨煤機(jī)的選型及安全運(yùn)行具有重要意義。筆者對(duì)MPS中速磨煤機(jī)磨制褐煤的方式和運(yùn)行難點(diǎn)進(jìn)行分析，根據(jù)工程實(shí)例討論了其在磨制褐煤時(shí)能維持正常運(yùn)行的條件，提出了對(duì)其關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)的選取意見。

1　磨制褐煤的方式

目前燃燒褐煤的機(jī)組采用MPS中速磨煤機(jī)的工程有多倫煤化工自備電廠、錦州電廠、通遼電廠、琿春電廠等30余個(gè)工程項(xiàng)目。

1.1將褐煤預(yù)干燥后進(jìn)行碾磨

大唐多倫煤化工項(xiàng)目采用15臺(tái)管式干燥機(jī)將褐煤進(jìn)行干燥，干燥后的褐煤水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在12%～15%，然后輸送到中速磨煤機(jī)進(jìn)行碾磨。通過旋轉(zhuǎn)分離器控制煤粉細(xì)度R90=10%左右，煤粉水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在2%～5%。為了防止煤粉自燃，整個(gè)制粉系統(tǒng)和收塵系統(tǒng)采用惰化環(huán)境，用含氧體積分?jǐn)?shù)＜8%的煙氣進(jìn)行干燥和輸送。

國(guó)華印尼穆印項(xiàng)目，褐煤的全水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)50%以上，通過筒式干燥機(jī)將其干燥到35%左右，然后進(jìn)入中速磨煤機(jī)進(jìn)行碾磨。鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)。

1.2褐煤摻燒

原來采用煙煤的一些電廠，從運(yùn)營(yíng)成本上考慮，也陸續(xù)摻燒褐煤。每臺(tái)鍋爐通常采用2～3臺(tái)磨煤機(jī)磨制褐煤。磨制褐煤遇到的主要問題是干燥能力不足，影響磨煤機(jī)的產(chǎn)粉量;同時(shí)由于褐煤的熱值較低，摻燒褐煤對(duì)鍋爐負(fù)荷影響較大。

京隆電廠采用蒙源煤業(yè)褐煤，原煤水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到40%左右;采用的摻燒方式是將褐煤與煙煤在煤場(chǎng)按比例進(jìn)行混合，將原煤水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在26%左右，然后再輸入到煤倉(cāng)。這種摻燒方式的缺點(diǎn)是煤場(chǎng)混合不均勻，運(yùn)行人員需要經(jīng)常調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，以適應(yīng)原煤水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化。其優(yōu)點(diǎn)是在煤場(chǎng)混合過程中，可以蒸發(fā)掉部分褐煤外在水分，利于干燥;而且各臺(tái)磨煤機(jī)的運(yùn)行參數(shù)可以保持一致，方便運(yùn)行管理。

2　磨制褐煤運(yùn)行實(shí)況

多個(gè)中速磨磨制褐煤時(shí)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行平穩(wěn)，無異常振動(dòng)。由于褐煤的沖刷磨損指數(shù)較低，沖刷磨損不強(qiáng)，因此磨制褐煤的風(fēng)量雖然都偏大，但耐磨件的壽命均超過了設(shè)計(jì)要求值。

5個(gè)典型磨制褐煤的機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)見表1。

表1　磨制褐煤的實(shí)例運(yùn)行數(shù)據(jù)

錦州電廠MPS235(ZGM113G)型磨煤機(jī)的最大產(chǎn)粉量達(dá)到56.7 t/h，風(fēng)溫和風(fēng)量與設(shè)計(jì)值吻合，磨煤機(jī)設(shè)計(jì)選型準(zhǔn)確，熱平衡計(jì)算符合實(shí)際工況。

通遼電廠采用MPS225-HP-Ⅱ型磨煤機(jī)，一次風(fēng)溫最高只能提供到300℃。為了滿足鍋爐負(fù)荷，只能加大一次風(fēng)量運(yùn)行，一次風(fēng)壓頭提高到10 kPa，磨煤機(jī)阻力偏大，風(fēng)煤質(zhì)量比高達(dá)2.8～3.0，一次風(fēng)率接近46%～50%，超過了設(shè)計(jì)值。

岱海電廠采用MPS255(ZGM123G)型磨煤機(jī)，原設(shè)計(jì)磨制煙煤。在磨制水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的褐煤磨煤機(jī)產(chǎn)粉量達(dá)到35 t/h時(shí)，出口溫度降到了55℃左右。雖然碾磨容量還有很大的裕度，但受制于出口溫度的降低，不能再增加煤量，屬于典型的干燥能力不足。

雙鴨山電廠A、B、D、E號(hào)磨煤機(jī)MPS225 (ZGM113N)磨制褐煤，C、F號(hào)磨煤機(jī)磨制煙煤。磨制褐煤的磨煤機(jī)，熱風(fēng)門開度均為100%，運(yùn)行調(diào)節(jié)性差。

京隆電廠原設(shè)計(jì)為煙煤的機(jī)組，摻燒使用褐煤時(shí)，磨煤機(jī)MPS235(ZGM113G)運(yùn)行穩(wěn)定性很好，主要考慮的因素還是系統(tǒng)的干燥能力。

3　中速磨煤機(jī)磨制褐煤時(shí)關(guān)鍵參數(shù)的確定

3.1煤粉水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)

原煤通過磨煤機(jī)進(jìn)行碾磨，煤粉水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)取決于磨煤機(jī)的出口溫度和煤粉在磨煤機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間。出口溫度越高，煤粉水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低;反之，煤粉水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高。

在實(shí)驗(yàn)室中，取一定量的煤粉進(jìn)行靜態(tài)干燥分析。用100℃的干燥溫度，煤粉的水分丟失很快，5 min內(nèi)就干燥到空干基水分，25 min后煤粉水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)只剩余2%。用55℃的干燥溫度，煤粉水分干燥相對(duì)緩慢，2 h才能干燥到2%的水分。

在磨煤機(jī)內(nèi)，原煤干燥是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，在一次風(fēng)的作用下，干燥過程非常迅速。在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出的磨煤機(jī)的溫度梯度可以看出，熱交換過程主要集中在磨煤機(jī)噴嘴環(huán)出口處與其上方0.8 m之間的區(qū)域。

DL/T 5145—2002《火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)規(guī)定》中給出了褐煤殘留水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)與出口溫度的曲線。大量的運(yùn)行實(shí)踐表明，該曲線與實(shí)際運(yùn)行情況吻合，是磨煤機(jī)選型時(shí)的重要參考依據(jù)［1］。

3.2一次風(fēng)率

在鍋爐系統(tǒng)能提供最大的干燥能力下，盡可能提高一次風(fēng)量是提高干燥能力的有效途徑，但是過高的一次風(fēng)率會(huì)影響系統(tǒng)的效率;另外在磨煤機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸一定的情況下，過高的一次風(fēng)量會(huì)增加磨煤機(jī)的通風(fēng)阻力，運(yùn)行時(shí)需要提高一次風(fēng)機(jī)的壓頭，從而增加通風(fēng)電耗。目前磨制褐煤的工程一次風(fēng)率控制在35%左右，一般不超過40%［2］。

3.3一次風(fēng)溫

一次風(fēng)溫表明了一次風(fēng)的干燥能力。磨煤機(jī)的一次風(fēng)溫取決于兩個(gè)因素:一個(gè)是鍋爐系統(tǒng)能提供的最高風(fēng)溫，另一個(gè)是磨煤機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)能承受的風(fēng)溫。從目前國(guó)內(nèi)外工程運(yùn)行情況來看，采用中速磨煤機(jī)磨制褐煤，一次風(fēng)溫一般不超過400℃。如果超過該值，磨煤機(jī)一些部件需要進(jìn)行安全性評(píng)估，并做材料校核計(jì)算。一次風(fēng)溫還與漏風(fēng)率、保溫效果及環(huán)境溫度等因素有關(guān)，特別是對(duì)于北方冬季寒冷季節(jié)，原煤溫度低，需要系統(tǒng)有更高的干燥能力［3］。

3.4出口溫度

磨煤機(jī)出口溫度也是影響熱平衡計(jì)算的一個(gè)重要因素。磨煤機(jī)出口溫度直接影響了煤粉水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高低，而蒸發(fā)水分需要的熱量占整個(gè)干燥熱量的80%左右。出口溫度越高，煤粉水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)就越低;原煤需要蒸發(fā)的水分越大，需要的干燥能力越強(qiáng)。磨制褐煤時(shí)，磨煤機(jī)出口溫度一般控制在55～65℃。

3.5煤粉細(xì)度

對(duì)于褐煤來說，干燥無灰基揮發(fā)分都比較高，非常容易著火和燃盡，鍋爐對(duì)煤粉細(xì)度的要求不高，通常R90=35%。中速磨的碾磨能力強(qiáng)，煤粉的均勻性較好。磨制褐煤要求煤粉粗、風(fēng)量大，需要對(duì)噴嘴環(huán)和分離器做校核設(shè)計(jì)，以滿足大風(fēng)量的要求。

4　結(jié)語

工程實(shí)踐表明:中速磨煤機(jī)可以適應(yīng)于褐煤的磨制，關(guān)鍵是干燥條件要滿足，即要求鍋爐系統(tǒng)提供足夠的干燥風(fēng)量。用于磨制褐煤的中速磨煤機(jī)在選型時(shí)，主要考慮磨煤機(jī)的干燥能力，只要干燥能力足夠，中速磨可以用于褐煤的參考文獻(xiàn):

磨制。從多個(gè)項(xiàng)目的熱平衡計(jì)算及使用情況看，原煤水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在35%以下，可以直接采用中速磨運(yùn)行;原煤水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)如果在35%～40%，則可以通過調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，有條件地采用中速磨運(yùn)行;原煤水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于40%，則需要另外增加干燥系統(tǒng)，經(jīng)過干燥機(jī)預(yù)干燥后采用中速磨進(jìn)行磨制，或者直接采用風(fēng)扇磨進(jìn)行制粉。

［1］中華人民共和國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).DL/T 5145—2002火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)規(guī)定［S］.北京:中國(guó)電力出版社，2002.

［2］賈鴻祥.制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行［M］.北京:水利電力出版社，1994.

［3］中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).DL/T 466—2004電站磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)選型導(dǎo)則［S］.北京:中國(guó)電力出版社，2004.

Discussion on the Key Operating Parameters of an MPS Medium-Speed Mill for Grinding Lignite

Huang Yong，Wang Chunmin
(Beijing Power Equipment Group Co.，Ltd.，Beijing 102401，China)

The mode and operating difficulty of an MPS medium-speed mill for grinding lignite have been studied，while conditions under which normal operation of the mill can be kept are analyzed based on project examples，and subsequently suggestions on selection of some important operating parameters are proposed，including the moisture of pulverized coal，primary air ratio，primary air temperature，outlet temperature of mill and pulverized coal fineness，etc.Practices indicate a medium-speed coal mill can be adopted directly for raw coal with moisture content of less than 35%，which can be conditionally adopted through parameter adjustments for raw coal with moisture content of 35%to 40%，while a drying system needs to be added extraordinarily when the moisture content is greater than 40%.

medium-speed coal mill;lignite;operation parameter

TK223.25

A

1671-086X(2016)01-0058-03

2015-06-12

黃勇(1974—)，男，高級(jí)工程師，主要從事磨煤制粉系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)及研發(fā)工作。

E-mail:hy@bpeg.cn