MGS4060A雙進(jìn)雙出筒式磨煤機(jī)煤粉特性和級配優(yōu)化研究

顏佳興， 何 翔， 馬達(dá)夫

(1. 云南華電鎮(zhèn)雄發(fā)電有限公司， 云南昭通 657200； 2. 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院， 上海 200240)

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MGS4060A雙進(jìn)雙出筒式磨煤機(jī)煤粉特性和級配優(yōu)化研究

顏佳興1， 何 翔2， 馬達(dá)夫2

(1. 云南華電鎮(zhèn)雄發(fā)電有限公司， 云南昭通 657200； 2. 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院， 上海 200240)

以某600MW機(jī)組MGS4060A雙進(jìn)雙出筒式磨煤機(jī)為例，通過調(diào)整磨煤機(jī)運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)進(jìn)行煤粉取樣，研究了容量風(fēng)開度、動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速、分離器出口溫度和給煤量等因素對煤粉特性的影響。研究表明:動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速增加時(shí)煤粉變細(xì)，隨著給煤量增加，煤粉先粗后細(xì)，其他因素對煤粉細(xì)度影響不明顯。另外分析了鋼球磨損規(guī)律，通過改變鋼球級配可優(yōu)化煤粉特性，提高煤粉均勻性指數(shù)。

雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)； 鋼球磨煤機(jī)； 煤粉特性； 級配優(yōu)化

雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)是在單進(jìn)單出磨煤機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種制粉設(shè)備，由于其對煤種適應(yīng)能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、出力穩(wěn)定、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)[1]，最近幾年在電力行業(yè)中被廣泛應(yīng)用[2]。雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)由磨煤機(jī)筒體、螺旋輸送裝置、靜壓主軸承、密封風(fēng)裝置、混料箱、分離器、大小齒輪主傳動系統(tǒng)、主軸承潤滑系統(tǒng)、大齒輪噴射潤滑系統(tǒng)、壓差和噪聲測料位系統(tǒng)和慢速傳動系統(tǒng)等組成，并與給煤機(jī)相連接[3]。由于鋼球磨煤機(jī)的鋼球級配、磨損等變化特性類似一種“黑匣子”的研究對象，難以掌握其變化特性，導(dǎo)致大多時(shí)候補(bǔ)加鋼球出現(xiàn)偏差，對煤粉特性、制粉單耗和鋼球磨損的影響較大，所以對該類磨煤機(jī)的試驗(yàn)研究顯得較為重要，旨在找出鋼球的補(bǔ)球規(guī)律，提高磨煤機(jī)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

以云南某600MW超臨界鍋爐雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的性能試驗(yàn)[4]及鋼球維護(hù)試驗(yàn)為研究背景，掌握各種因素影響下該類磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)出口的煤粉和運(yùn)行特性，結(jié)合對鋼球級配的探索給出了磨煤機(jī)最優(yōu)運(yùn)行的條件和鋼球加載建議。

1 設(shè)備介紹

該電廠配備的MGS4060A雙進(jìn)雙出筒式磨煤機(jī)部分性能參數(shù)見表1。

表1 磨煤機(jī)部分性能參數(shù)

鍋爐設(shè)計(jì)燃用無煙煤，設(shè)計(jì)煤質(zhì)見表2。

表2 設(shè)計(jì)煤質(zhì)

2 煤粉特性

2.1容量風(fēng)的影響

固定20t/h給煤量及動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速下，調(diào)整各磨煤機(jī)容量風(fēng)，在50%、58%、65%、75%分離器轉(zhuǎn)速下的煤粉細(xì)度R90變化均不大，最大只有4%的變化幅度。因?yàn)楦淖內(nèi)萘匡L(fēng)開度只能增加煤粉攜帶量，對煤粉細(xì)度影響可忽略，見圖1。

2.2動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速的影響

由于容量風(fēng)開度對煤粉細(xì)度影響很小，固定給煤量40t/h并保持容量風(fēng)開度25%～50%(每臺磨煤機(jī)保持一定的容量風(fēng)開度不變)，在不同動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速下，測試R90、均勻性指數(shù)n與估計(jì)平均粒徑。通常觀察R90來判斷煤粉粗細(xì)具有一定的局限性，故引入估計(jì)平均粒徑，算法如下：

(1)

式中：R1、R2、R3、R4、R5、R6分別為粒徑大于200μm、200～125μm、125～90μm、90～75μm、75～61μm，小于65μm的煤粉所占份額。

圖2為動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速對R90的影響，圖3為動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速對估計(jì)平均粒徑的影響。

從圖2、圖3中可見煤粉整體較細(xì)。在給煤量40t/h、容量風(fēng)開度保持在25%～50%、動態(tài)分離器相對轉(zhuǎn)速從50%變化到75%時(shí)，R90從5.5%左右降低到3.5%左右。D磨煤機(jī)在動態(tài)分離器相對轉(zhuǎn)速75%時(shí)上升，這是由于煤粉試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差引起。從估計(jì)平均粒徑也可知煤粉整體的粒徑變小了。

由于煤粉比較細(xì)，所以建議動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速調(diào)低比較好，以免著火過快產(chǎn)生燃燒器結(jié)焦。

2.3分離器出口溫度的影響

動態(tài)分離器相對轉(zhuǎn)速為50%、58%、65%、75%及給煤量40t/h的情況下，進(jìn)行分離器出口溫度的調(diào)節(jié)，測量煤粉細(xì)度。

圖4為分離器出口溫度對R90的影響。

不同分離器轉(zhuǎn)速下，隨磨煤機(jī)出口溫度逐漸提高時(shí)，R90逐漸變小，但是不明顯。這是因?yàn)闇囟忍岣?，顆粒的干燥得到增強(qiáng)，大顆粒破碎成更小的顆粒；除此以外，溫度提高，煤中水分更多的變成水蒸氣，煤粉氣流體積流量增大，離心分離作用增強(qiáng)，所以煤粉逐漸變細(xì)。

2.4給煤量的影響

固定動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速為65%、保持容量風(fēng)開度25%～50%,調(diào)節(jié)磨煤機(jī)給煤量，測量煤粉細(xì)度特性(見圖5)。

由圖5可知：觀察到各臺磨煤機(jī)給煤量在35～40t/h時(shí)煤粉較粗，這是因?yàn)榻o煤量30t/h時(shí)少量的煤容易得到更多的研磨機(jī)會，而給煤量大于40t/h時(shí)煤粉變細(xì)。

3 鋼球級配的影響

利用檢修期間以B磨煤機(jī)為研究對象，機(jī)組啟爐前第一次裝載的鋼球量為75t(初始級配為33.3∶33.3∶33.3)，第二次為80t(加入d=40mm鋼球2.5t，d=50mm鋼球2.5t)，第三次達(dá)到額定裝載量86t(加入d=40mm鋼球3t，d=50mm鋼球3t)。

3.1鋼球級配變化

為了得到B磨煤機(jī)磨損與補(bǔ)球后各級鋼球的比例及個(gè)數(shù)分布情況，磨煤機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后將B磨煤機(jī)中鋼球全部倒出，采用焊制的鋼球篩將20～30mm、30～40mm、40～50mm的鋼球分別歸入不同的鋼球袋，之后過秤即得到鋼球級配，見表3。

表3 級配變化

從表3中可知：中間級配鋼球明顯過大，而且整個(gè)篩分過程并未發(fā)現(xiàn)小于20mm的廢球。

表4為B磨煤機(jī)的補(bǔ)球記錄。

表4 補(bǔ)球記錄

初始總鋼球量86t，余下鋼球67.7t，其中50mm大球損失5.67t，40mm中球損失10.79t，30mm小球損失13.84t，參考表2得知40mm球一直在補(bǔ)給，所以造成40mm球總量偏多。級配已經(jīng)從最初的變化至22∶44∶34，中間尺寸的球過多，造成級配失調(diào)，補(bǔ)球多次補(bǔ)加40mm的鋼球是主要原因。

倒球篩分時(shí)觀察到小于20mm的球幾乎沒有，因?yàn)閺膯t時(shí)是新加的鋼球，經(jīng)過一年多的磨損，30mm的小球并沒有變成小于20mm的廢球。經(jīng)過2014年的6次補(bǔ)球，小球的級配已經(jīng)降至0.18t，若本次再加40mm鋼球3t，會進(jìn)一步加劇級配失調(diào)，故本次加大球1t、小球2t。先穩(wěn)住大球級配，適當(dāng)提高小球級配。

3.2優(yōu)化補(bǔ)球前后對比

在優(yōu)化補(bǔ)球前進(jìn)行一次B磨煤機(jī)最大出力試驗(yàn)，記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行4根管的煤粉取樣；在優(yōu)化補(bǔ)球后再進(jìn)行一次相同工況試驗(yàn)和煤粉取樣，對比前后運(yùn)行數(shù)據(jù)和煤粉特性。圖6是補(bǔ)球后的煤粉粒度分布特性。

由圖6顯示：均勻性指數(shù)n得到了大幅提升，說明補(bǔ)球優(yōu)化方案是正確的。

4 結(jié)語

(1) 隨著動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速的提高，煤粉細(xì)度變細(xì)，煤粉均勻性變差。建議將動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速控制在50%左右。

(2) 隨著容量風(fēng)開度從45%到65%增加，各臺磨煤機(jī)的煤粉細(xì)度沒有明顯變細(xì)或者變粗，可知容量風(fēng)對煤粉細(xì)度影響不大。

(3) 提高動態(tài)分離器出口溫度，煤粉細(xì)度變化不大，即溫度對煤粉細(xì)度影響較小。

(4) 由于鋼球磨煤機(jī)運(yùn)行過程中保持一定的消耗比例，若只補(bǔ)大球則會影響鋼球磨煤機(jī)的最佳配比，故在補(bǔ)球過程中應(yīng)注意級配控制。

(5) 電廠采用了推薦的補(bǔ)球方案之后煤粉過細(xì)的特點(diǎn)被改善，煤粉均勻性指數(shù)得到顯著提升。

[1] 郭玉泉, 鄧文儉, 劉志超, 等. BBD4062型雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的調(diào)試[J]. 中國電力, 2001, 34(1): 18-21.

[2] 孟麗娜. MGS4060雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)系統(tǒng)研究[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品, 2013(24): 98.

[3] 解武, 范朝峰. 雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)及自動控制[J]. 電力建設(shè), 2006, 27(2): 58-61.

[4] 中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會. 電站磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)性能試驗(yàn): DL/T 467—2004[S]. 北京: 中國電力出版社, 2004.

Study on Pulverized Coal Properties and Gradation Optimization of a MGS4060A Double-in Double-out Tubular Coal Mill

Yan Jiaxing1, He Xiang2, Ma Dafu2

(1. Yunnan Huadian Zhenxiong Power Generation Co., Ltd., Zhaotong 657200,Yunnan Province, China; 2. Shanghai Power Equipment Research Institute, Shanghai 200240, China)

Taking the MGS4060A double-in and double-out tubular coal mill in a 600MW unit as an example, the influence of following factors on the pulverized coal properties was studied by adjusting the operating parameters of mill with different coal powder samples, such as the opening degree of air damper, rotation speed of dynamic separator, outlet temperature of the separator and the coal feed rate, etc. Results show that the pulverized coal becomes finer with increasing rotation speed of dynamic separator, which becomes coarser first and then finer with the rise of coal feed rate, whereas the influence of other factors is not obvious. The pulverized coal properties can be improved by familiarizing with the ball abrasion rules and changing the ball gradation, so as to raise the uniformity index of pulverized coal.

double-in double-out coal pulverizer; ball mill; pulverized coal property; gradation optimization

2016-04-13

顏佳興(1972—)，男，助理工程師，從事電站鍋爐制粉系統(tǒng)和燃燒調(diào)整研究。

E-mail: yjx_ddb@163.com

TK223.25

A

1671-086X(2016)06-0378-04