磨煤機(jī)鋼球材質(zhì)及優(yōu)化配比試驗(yàn)研究

林樹(shù)彪

（山西兆光發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 霍州 031400）

磨煤機(jī)鋼球材質(zhì)及優(yōu)化配比試驗(yàn)研究

林樹(shù)彪

（山西兆光發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 霍州 031400）

鋼球磨煤機(jī)主要的研磨部件為鋼球?；谌加玫蜔嶂得旱娜济弘姀S，選擇高性能的熱軋鋼球，降低鋼球的磨損消耗量，有效降低了磨煤機(jī)襯板等部件的磨損速度，提高磨煤機(jī)的壽命，減少磨煤機(jī)維修次數(shù)，節(jié)約運(yùn)行成本。同時(shí)根據(jù)入磨煤的粒徑，通過(guò)不同直徑鋼球的優(yōu)化配比，減低磨煤機(jī)單耗，減少?gòu)S用電率，降低發(fā)電成本。

磨煤機(jī)；熱軋鋼球；鋼球配比；廠用電率

0 引言

火力發(fā)電廠的運(yùn)營(yíng)成本主要取決于燃煤的相對(duì)價(jià)格。為降低發(fā)電成本，部分燃煤電廠選用低熱值、灰分較大的煤種。由于燃煤熱值降低及硬度的提高，機(jī)組在帶負(fù)荷過(guò)程中，燃用煤量增加，磨煤機(jī)出力不足、鋼球的消耗量大、帶負(fù)荷困難、嚴(yán)重影響機(jī)組的穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性。針對(duì)上述現(xiàn)狀，通過(guò)優(yōu)化磨煤機(jī)內(nèi)鋼球的材質(zhì)及配比，有效減少磨煤機(jī)內(nèi)的鋼球重量，降低磨煤機(jī)電耗和鋼球磨損消耗量，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1 磨煤機(jī)鋼球材質(zhì)及直徑的選取原則

1.1 鋼球硬度選取

熱值大小、可磨性系數(shù)、矸石數(shù)量等情況不同時(shí)鋼球的磨損量也不同，因此鋼球硬度應(yīng)根據(jù)煤種進(jìn)行選取[1]。進(jìn)入磨煤機(jī)的原煤的硬度在其他條件相同時(shí)，當(dāng)鋼球的硬度HQ與被磨原煤的硬度HW相等時(shí)，即相對(duì)硬度H=HQ/HW=1時(shí)，鋼球的磨損最嚴(yán)重。當(dāng)相對(duì)硬度H＞1或H＜1時(shí)，鋼球的磨損顯著降低。當(dāng)H≥3時(shí)，再增加鋼球的硬度，磨損降低極微，同時(shí)硬度過(guò)高，韌性下降，破球率增加。因此，應(yīng)依據(jù)電廠所用煤種的硬度情況，來(lái)合理地選取鋼球硬度。

1.2 鋼球直徑選取

直徑大的鋼球破碎能力強(qiáng)，直徑小的研磨性好，所以應(yīng)該根據(jù)入磨原煤粒度的大小及可磨系數(shù)情況對(duì)鋼球進(jìn)行直徑優(yōu)化配比。隨著入磨煤粉粒度的增大，原煤在鋼球表面的吸附減少，保護(hù)作用降低，鋼球的磨損也逐漸增大，但隨著原煤粒度繼續(xù)增大，煤粉將鋼球與鋼球隔開(kāi)，減少了鋼球與鋼球直接接觸的機(jī)會(huì)，鋼球磨損逐漸減少，因此鋼球直徑的選取應(yīng)基于入磨煤粒的粒徑，大、小鋼球按比例合理分配才能起到最佳效果。鋼球最大直徑計(jì)算方法[2]見(jiàn)式（1）。

式中：dmax——最大鋼球直徑,mm；

d——80%通過(guò)篩孔煤粉最大粒度尺寸,mm。

實(shí)踐證明：鋼球的直徑宜在20～90 mm之間,具體級(jí)度配比根據(jù)不同的煤種現(xiàn)場(chǎng)確定。

2 熱軋鋼球的應(yīng)用

為解決廠用電率高、磨煤機(jī)出力不足影響機(jī)組帶負(fù)荷、考核違約電量較大的現(xiàn)狀，特進(jìn)行磨煤機(jī)鋼球選取及配球技術(shù)試驗(yàn)。鑒于本次試驗(yàn)電廠所采用的煤種顆粒較大并且含有矸石，在試驗(yàn)前對(duì)不同 鋼球的性能進(jìn)行了對(duì)比，見(jiàn)表1、表2。

表1 不同類(lèi)型鉻鋼球的硬度

表2 鑄造、鍛造、熱軋鋼球性能對(duì)比

通過(guò)對(duì)比，熱軋鋼球硬度高，淬透性好，硬度分布均勻、硬度梯度一致，而且金相組織極為致密、晶粒細(xì)小，鋼球硬度可達(dá)60～67 HRC，內(nèi)外硬度差<5 HRC，沖擊韌性高達(dá)12～35 J/cm2，破碎率為0.1%，且比重大，圓度好，直徑精確。結(jié)合試驗(yàn)電廠的煤種，在試驗(yàn)中選定熱扎鋼球進(jìn)行試驗(yàn)。

本次試驗(yàn)選取A、B 2臺(tái)磨煤機(jī)，對(duì)其采用原低鉻鋼球，量和配比進(jìn)行了調(diào)整，A磨在原裝載量進(jìn)行篩選，保留多數(shù)鋼球的基礎(chǔ)上添充了部分熱軋鋼球，B磨清理后全部換成了熱軋鋼球，并重新配球。啟機(jī)后通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察，軋制鋼球在實(shí)際的使用當(dāng)中破碎率和失圓率比低鉻鋼求降低很多，并且由于其韌性高，因此，襯板的磨損也降低較多。A磨的鋼球消耗量由213.2 g/t降到了105.6 g/t，消耗量下降了50.7%，B磨鋼球的消耗量由213.2 g/t降到了93.9 g/t，消耗量下降了55.9%，表3為磨煤機(jī)A、B磨在試驗(yàn)期間的鋼球消耗量。

表3 A、B磨優(yōu)選前后鋼球消耗量

3 鋼球直徑的優(yōu)化

3.1 鋼球級(jí)配優(yōu)化

優(yōu)化鋼球的直徑比例在不變動(dòng)磨煤機(jī)襯板和磨煤機(jī)出力、煤粉細(xì)度的情況下可以降低磨煤機(jī)的電流和鋼球磨損量。試驗(yàn)期間通過(guò)對(duì)燃用煤種的熱值、揮發(fā)分、可磨性系數(shù)的分析，選取A、B磨煤機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。A磨在原有部分低鉻鋼球的基礎(chǔ)上新增一定量的熱軋鋼球、B磨煤機(jī)選用熱軋鋼球，并重新進(jìn)行了配球?；谠囼?yàn)電廠配煤中顆粒較大，并且煤中含有矸石，需要大重量的鋼球進(jìn)行撞擊擠壓，在此次配球中增加了φ70 mm的鋼球，B磨所選用的鋼球直徑及比例見(jiàn)表4。A磨保持原來(lái)的裝球量和配比下補(bǔ)充了5 t的φ30mm鋼球。

表4 B磨鋼球的裝載量和配比

3.2 配球效果分析

配球后，B磨的總裝球量為58 t，較以前總裝載量70 t下降了17%，另外鋼球的配比改變后φ30 mm的比例占到了19%，φ40mm的比例占到了42%，φ60mm的比例占到了29%，并新增φ70mm的鋼球比例占到了10%，在處理不變的情況下，B磨的運(yùn)行電流由133 A降至120 A，節(jié)能效果明顯，如表5所示。

表5 B磨改造前后電流

A磨沒(méi)有采用配球，A磨加鋼球后電流略微下降，表6為A磨調(diào)整前后數(shù)據(jù)對(duì)比。

表6 A磨調(diào)整前后數(shù)據(jù)對(duì)比

同時(shí)改變A、B 2臺(tái)磨的出力至47 t，B磨電流較A磨電流低17 A。B磨通過(guò)鋼球直徑的優(yōu)化配比，節(jié)電效果明顯。

4 結(jié)論

a)熱軋鋼球硬度高，淬透性好，硬度分布均勻，而且金相組織極為致密、晶粒細(xì)小，有效地減少鋼球磨損速度，減少鋼球變形，延長(zhǎng)鋼球壽命，提高鋼球的利用率。

b)通過(guò)不同規(guī)格的直徑配比，在磨煤機(jī)同等出力下，可降低磨煤機(jī)的單耗。

c)通過(guò)優(yōu)選熱軋鋼球，有效地減小了磨煤機(jī)襯板等部件的磨損速度，提高磨煤機(jī)的壽命，減少磨煤機(jī)維修次數(shù)，降低維修費(fèi)用。

d)通過(guò)磨煤機(jī)鋼球材質(zhì)及直徑的優(yōu)化，可滿足燃用較低熱值的煤種，降低發(fā)電成本。

[1] 張驍博，楊建國(guó)，趙虹.鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)優(yōu)化試驗(yàn)研究[J].動(dòng)力工程學(xué)報(bào)，2011，30（2）：133-137.

[2] 劉英雄，毛愛(ài)珍.球磨機(jī)直徑的優(yōu)化選擇[J].中國(guó)電力，1996，29（6）：11-13.

Experimental Research on the Materials and Optimized Ratio of Steel Balls of Coal Pulverizer

LIN Shubiao

（Shanxi Dragon Power Generation Co.,Ltd.,Huozhou,Shanxi 031400,China)

Steel balls are the main grinding parts for ball mill coal machine. Choosing hot- rolled steel ball with high performance for the coal power plant using firing low- heat value coal can effectively reduce the consumption rate of steel balls, and coal mill lining plate and other parts can be less worn. It can also improve the service life of the mill, reduce maintenance and save operation cost. According to the particle diameter of the coal for grinding, the ratio of steel balls with different diameters can be optimized so as to reduce coal consumption, plant power consumption rate and the cost of power generation.

coal pulverizer; hot rolled steel ball; ratio of steel balls; auxiliary power consumption rate

TM223.25

A

1671-0320（2016）01-0056-03

2015-11-17，

2015-11-25

林樹(shù)彪(1979),男,山西朔州人，2005年畢業(yè)于太原理工大學(xué)熱能動(dòng)力專(zhuān)業(yè)，碩士，工程師,從事電站管理及優(yōu)化運(yùn)行工作。