基于內(nèi)部間隙調(diào)整的磨煤機(jī)節(jié)能降耗措施研究

張金剛，劉文靜

（1.中國鋁業(yè)蘭州分公司；2.蘭州理工大學(xué)技術(shù)工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)的今天，發(fā)電廠的發(fā)電生產(chǎn)同樣要注意節(jié)能、減排、降耗，而在發(fā)電廠中一個(gè)重要的機(jī)械設(shè)備就是磨煤機(jī)，研究一些必要措施，能夠讓該設(shè)備具有節(jié)能減排的意義，是相關(guān)工作人員的工作任務(wù)之一。本文以某電廠正在使用的某型號(hào)磨煤機(jī)為實(shí)例，對其使用現(xiàn)狀和工作要素進(jìn)行了簡要的分析，然后提出了調(diào)整該磨煤機(jī)的內(nèi)部間隙的措施，以期實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的作用。

1 研究背景

某燃煤發(fā)電廠為兩臺(tái)660MW超臨界機(jī)組的鍋爐，配置六臺(tái)碗式磨煤機(jī)，五用一備。單臺(tái)磨煤機(jī)最大出力50T/h。該磨煤機(jī)的外形像一個(gè)大碗，所以稱其為碗式磨煤機(jī)。

磨煤機(jī)的具體作用就是對原煤進(jìn)行研磨，使得原煤在進(jìn)入鍋爐前達(dá)到燃燒需要的煤粉細(xì)度，可以在鍋爐內(nèi)達(dá)到最好燃燒狀態(tài)的煤粉效果。通常情況下，原煤的直徑是小于或者等于38mm，經(jīng)原煤倉、落煤管、稱重給煤機(jī)傳輸?shù)搅诵D(zhuǎn)式運(yùn)行的磨碗中。過程給煤量控制需要依據(jù)發(fā)電機(jī)組發(fā)電負(fù)荷、磨煤機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)、煤的質(zhì)量等眾多因素調(diào)整確定。當(dāng)原煤進(jìn)到了磨碗中，在離心力作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)，原煤會(huì)徑向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至研磨環(huán)處，然后再通過周向和徑向的移動(dòng)，原煤就會(huì)順著轉(zhuǎn)動(dòng)軸，通過磨輥裝置。接著原煤會(huì)受到研磨力，這個(gè)力量是從彈簧加載裝置生成的，通過轉(zhuǎn)動(dòng)磨輥?zhàn)饔玫皆荷?。煤床在磨輥的作用下出現(xiàn)，接著原煤就在磨輥和磨環(huán)之間被研磨成粉狀。整個(gè)研磨工作過程中會(huì)產(chǎn)生一些非常小和非常輕的顆粒，這些顆粒在溫度的作用下會(huì)被一些氣態(tài)傳輸介質(zhì)，像煙氣或者熱空氣，沿磨碗將其吹起來。

磨碗的底部會(huì)有預(yù)熱空氣進(jìn)入，其經(jīng)磨碗周邊環(huán)隙到達(dá)磨碗外部。氣流朝著垂直向流去，造成這一現(xiàn)象的原因是磨碗上設(shè)計(jì)有葉片（或者葉輪）。而磨碗外部會(huì)有一些非常輕和非常小的煤粒，經(jīng)過分離會(huì)被氣流吹到上方，剩下那些顆粒較大和沉重不容易磨碎的，及從外部進(jìn)入的雜物，不會(huì)被帶走，穿過氣流，進(jìn)入到了側(cè)機(jī)體位置。這些雜物會(huì)通過排除裝置，從磨煤機(jī)中排除出去。當(dāng)前使用的這些磨煤機(jī)能夠?qū)⒁恍┯捕容^強(qiáng)并且較大的煤粒及沒能磨碎的煤矸石排除出去。這部分物質(zhì)不具有較好的煤熱值，將其研磨也比較困難，但是將其全部丟棄也非?？上В瑥墓?jié)能降耗的角度去看，該發(fā)電廠決定實(shí)施一些措施，能夠減少排放物數(shù)量，并且使排放物減少排放熱值，進(jìn)而達(dá)到提升燃料利用效率節(jié)能降耗的目的。

2 分析使用現(xiàn)狀和應(yīng)用要素

對使用中的磨煤機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中一部分的研磨效果比較好，有一些還需要提高?？偨Y(jié)出了影響磨煤機(jī)石子排出量和出力的各種因素，主要包括以下幾點(diǎn)。

（1）可進(jìn)行分離器和罩之間的間隙調(diào)節(jié)。（2）可進(jìn)行磨輥頭和彈簧裝置之間的間隙調(diào)節(jié)。（3）可進(jìn)行磨碗和磨輥裝置之間的間隙調(diào)節(jié)。（4）可進(jìn)行節(jié)流環(huán)和葉輪之間的間隙調(diào)節(jié)。（5）可進(jìn)行對彈簧進(jìn)行緊力。（6）可進(jìn)行調(diào)節(jié)一次風(fēng)速。

以上可調(diào)節(jié)的內(nèi)容中，基本已在運(yùn)行調(diào)整中完成，包括分離器和罩之間的間隙、磨輥頭和彈簧裝置之間間隙、磨碗和磨輥裝置之間的間隙、節(jié)流環(huán)和葉輪之間的間隙、彈簧的緊力，這些調(diào)整主要為了讓石子煤也就是上述的排出物質(zhì)的熱值降低，并且已經(jīng)取得了很好地效果。此次研究中，對于上述調(diào)整部位，經(jīng)過一定運(yùn)行周期后做進(jìn)一步調(diào)整試驗(yàn)，使得各個(gè)部位的間隙達(dá)到最佳運(yùn)行調(diào)整值，重點(diǎn)調(diào)整影響排出石子煤效果比較大的風(fēng)環(huán)風(fēng)速，已達(dá)到提升節(jié)流環(huán)風(fēng)速的目的，減少石子煤的排出量，提高燃料利用率。

3 第一次調(diào)整間隙的措施

調(diào)整的具體方案：讓分離器和罩之間的間隙保持在8mm上下；磨輥頭和彈簧裝置之間間隙保持在1～1.5mm之間；讓磨碗和磨輥裝置之間的間隙，其要小于等于3mm；85～90mm的距離是節(jié)流環(huán)和葉輪之間的間隙合適值；31MPa是彈簧的緊力。對于這些部位的間隙做詳細(xì)測量，如果存在偏差，要將存在偏差的部位進(jìn)行恢復(fù)。因?yàn)橥粋€(gè)時(shí)間進(jìn)入到磨煤機(jī)一次風(fēng)速是恒定不變的，因此，想要調(diào)整很不容易。所以針對節(jié)流環(huán)和葉輪之間的間隙做適當(dāng)調(diào)整，原來間隙保持在85～90mm之間，這次調(diào)整要將其縮小，進(jìn)而可以提升風(fēng)環(huán)風(fēng)速。主要原理為流通面積減小，節(jié)流風(fēng)速提升。試驗(yàn)時(shí)，首次將節(jié)流環(huán)和葉輪之間的間隙微調(diào)到了70mm上下，檢測排出石子煤的數(shù)量和其熱值，然后依據(jù)檢測結(jié)構(gòu)做下一步的調(diào)整。

4 分析調(diào)整的效果

燃煤基本情況：試驗(yàn)使用的燃煤做發(fā)熱量檢測，其低位發(fā)熱量是21987kJ；1360℃灰熔點(diǎn)；19%的灰分；12.4%全水；25.36%的干基揮發(fā)份。

4.1 節(jié)流環(huán)和葉輪間隙調(diào)整到70mm上下

首先對磨煤機(jī)各個(gè)部位的間隙做檢查，檢查結(jié)果顯示一些部位的間隙過于小，因此，將各個(gè)部位間隙做恢復(fù)，然后重點(diǎn)調(diào)整節(jié)流環(huán)和葉輪間隙，微調(diào)到間隙距離為70mm上下，然后恢復(fù)使用。45t/h的給煤量時(shí)候，檢測出2.74kPa的磨碗壓差，3個(gè)小時(shí)內(nèi)，排出石子煤的數(shù)量是299.51kg，計(jì)算其排量比例是0.22%，選取石子煤樣品，對其進(jìn)行化驗(yàn)檢測，檢測出其熱值，數(shù)據(jù)見表1。

表1 石子煤樣品熱值分析和煤質(zhì)工業(yè)分析的報(bào)表

4.2 節(jié)流環(huán)和葉輪間隙調(diào)整到50mm上下

從表1中可以看出，這種改變一定程度上能夠降低石子煤排出數(shù)量以及石子煤排放熱值，但是經(jīng)過檢測后，發(fā)現(xiàn)調(diào)整后的石子煤在這兩個(gè)方面的數(shù)值仍舊比較高，沒能達(dá)到最好的效果。因此，對節(jié)流環(huán)和葉輪間隙做再次的調(diào)整，將其間隙盡量縮小到了50mm上下。調(diào)整后，45t/h的給煤量時(shí)候，檢測出2.97kPa的磨碗壓差，兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，排出石子煤的數(shù)量是40.02kg，計(jì)算其排量比例是0.04%，選取石子煤樣品，對其進(jìn)行化驗(yàn)檢測，檢測出其熱值，數(shù)據(jù)見表2。從表2中可以看出，經(jīng)過了第二次的調(diào)整，促使該部分間隙距離保持在50mm上下，該臺(tái)磨煤機(jī)的石子煤排出量和熱值均要比目標(biāo)值低，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

4.3 分析第二次調(diào)整效果和經(jīng)濟(jì)效益

主要分析第二次調(diào)整的效果和經(jīng)濟(jì)效益，在第一次調(diào)整基礎(chǔ)上，對節(jié)流環(huán)和葉輪距離間隙做了再次的調(diào)整，使其距離保持在50mm上下，從表2的數(shù)據(jù)中可以看出，該臺(tái)磨煤機(jī)的石子煤排出量和熱值均要比目標(biāo)值低，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。然后將其余的磨煤機(jī)也都進(jìn)行了調(diào)整，讓其余磨煤機(jī)也能達(dá)到排出石子煤熱值小于6.27MJ/kg標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整后檢測每臺(tái)磨煤機(jī)的該項(xiàng)數(shù)值，其中一些能夠達(dá)到3.602MJ/kg的標(biāo)準(zhǔn)。

表2 石子煤樣品熱值分析和煤質(zhì)工業(yè)分析的報(bào)表

以其中一臺(tái)為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，如果是40t/h的給煤量時(shí)，調(diào)整后照比調(diào)整前，在排放石子煤數(shù)量上就能節(jié)省出1681920kg，主要計(jì)算過程為：

40t=40000kg

24h×40000kg/h×365×（52/10000-4/10000）=1681920kg

繼而可以將排放熱值減少了多少計(jì)算出來，結(jié)果是37132448MJ，整個(gè)計(jì)算過程為：

（20.748×52/10000×1000×365×24h×40000kg/h）-（4.795×4/10000×1000×365×24h×40000kg/h）=37132448MJ

然后將其折算成為標(biāo)準(zhǔn)煤就是1268618kg。

37132448MJ/29.270（MJ/kg）=1268618kg

依照原煤市場價(jià)格計(jì)算每臺(tái)磨煤機(jī)節(jié)約的成本：

960元/kg×1268618kg=1217873280元≈121.8萬元。

從這些數(shù)據(jù)上看，實(shí)施了將磨煤機(jī)各個(gè)內(nèi)部間隙距離調(diào)整的措施之后，可以為發(fā)電廠節(jié)省很大一筆費(fèi)用支出，提升了原煤的使用效率，節(jié)省了煤炭資源，給發(fā)電廠帶來了經(jīng)濟(jì)效益，在一定程度上還收獲到了節(jié)能降耗的社會(huì)效益。

5 結(jié)語

綜上所述，以煤質(zhì)相同為前提條件，磨煤機(jī)在使用一段時(shí)間后，其各個(gè)部位會(huì)存在磨損，內(nèi)部間隙距離也會(huì)改變，機(jī)器內(nèi)部部位的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)影響到石子煤排出數(shù)量和熱值，根據(jù)運(yùn)行情況階段性對其做適當(dāng)調(diào)整后，能夠改善石子煤排出數(shù)量和熱值，提升燃料利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。