HP磨煤機(jī)主要運(yùn)行參數(shù)對煤粉細(xì)度及單耗的影響

何海龍

摘 要：基于磨煤機(jī)動態(tài)分離器分離原理提出了分離強(qiáng)度參數(shù)α；建立了磨煤機(jī)給煤量B、一次風(fēng)量Q、分離器轉(zhuǎn)速n對煤粉細(xì)度R90及磨煤單耗Em影響的靜態(tài)模型；根據(jù)模型就各運(yùn)行參數(shù)對煤粉細(xì)度和磨煤單耗的影響及敏感性進(jìn)行了分析。得到如下結(jié)論：α/B與R90呈指數(shù)關(guān)系，與Em呈顯著的線性關(guān)系；Em與ln（R90）呈顯著的線性關(guān)系；給煤量、一次風(fēng)量和分離器轉(zhuǎn)速對煤粉細(xì)度的影響是獨(dú)立的，對磨煤單耗的影響是不獨(dú)立的；分離器轉(zhuǎn)速及一次風(fēng)量變化時R90和Em的變化約為磨煤機(jī)出力變化時的2倍；R90受運(yùn)行參數(shù)的影響約為Em的3倍。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電；HP磨煤機(jī)；動態(tài)分離器；煤粉細(xì)度；磨煤單耗

1 前言

為了提高鍋爐燃燒效率，燃煤電廠將原煤碾磨成煤粉噴入鍋爐進(jìn)行燃燒。煤粉越細(xì)，機(jī)械不完全燃燒熱損失越低，燃燒效率越高，鍋爐效率也越高。同時NOx生成量也隨著煤粉變細(xì)而降低。但是，煤粉越細(xì)，煤粉制備過程消耗的能量也越多，對碾磨件的磨損也越大?？紤]到鍋爐效率、NOx生成量、制粉電耗及碾磨件磨損的平衡，使燃燒熱損失、環(huán)保成本和制粉成本的總和最低，煤粉細(xì)度存在一個最佳值，即煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度。目前煤粉細(xì)度設(shè)計(jì)值主要考慮燃燒熱損失和制粉電耗，根據(jù)煤種揮發(fā)分來確定?？紤]NOx排放、飛灰含碳量和磨煤單耗建立了新的煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度模型。由于煤燃盡特性和可磨性的不同，不同煤種的經(jīng)濟(jì)細(xì)度存在差異，磨煤機(jī)在磨制不同煤種時需要對煤粉細(xì)度進(jìn)行調(diào)整；對于同

一種煤，運(yùn)行參數(shù)不同，煤粉細(xì)度也不盡相同。但目前的制粉系統(tǒng)中較少使用煤粉細(xì)度在線測量裝置，對煤粉細(xì)度的控制主要依靠運(yùn)行人員經(jīng)驗(yàn)或根據(jù)針對某一煤種進(jìn)行的性能試驗(yàn)結(jié)果來確定動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速，煤粉細(xì)度很可能偏離經(jīng)濟(jì)細(xì)度，使機(jī)組經(jīng)濟(jì)性下降。

2 主要影響因素

在煤粉制備過程中，煤粉越細(xì)，磨煤單耗越高。運(yùn)行參數(shù)中，動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速、一次風(fēng)量、磨煤機(jī)出力以及磨輥加載力等都會直接或間接地影響煤粉細(xì)度和磨煤單耗。動態(tài)分離器轉(zhuǎn)速主要通過調(diào)節(jié)分離過程中煤粉顆粒受離心力的大小來調(diào)節(jié)煤粉細(xì)度，進(jìn)而影響單耗；一次風(fēng)量則通過分離器中煤粉受曳力的大小影響煤粉細(xì)度，進(jìn)而影響單耗；磨煤機(jī)出力主要通過磨碗中存煤量的變化影響單耗以及從磨碗溢出并進(jìn)入分離器的煤粉細(xì)度而影響制粉單耗。而對于磨輥加載力，由于HP磨煤機(jī)為彈簧加載，運(yùn)行過程中不會人為調(diào)整加載力，當(dāng)彈簧加載設(shè)定后，磨輥加載力雖會隨著出力的變化有所變化，但變化不大，其對單耗和煤粉細(xì)度的影響，可歸入出力這一因素中一并考慮。

3 分離強(qiáng)度參數(shù)α

煤粉顆粒隨氣流進(jìn)入分離區(qū)域后，顆粒受氣流對顆粒的曳力和離心力的共同作用。當(dāng)曳力大于離心力時，顆粒隨氣流運(yùn)動至出口；曳力小于離心力，顆粒在向外的合力下減速，如果在到達(dá)出口前速度減為零并被反向加速，則顆粒被分離，反之，顆粒隨氣流運(yùn)動至出口。α越大，分離器分離效果越強(qiáng)，煤粉越細(xì)，反之煤粉越粗。對于同一種煤，磨煤單耗主要受煤粉細(xì)度和給煤量的影響，給煤量越大，煤粉越粗，單耗越低。以分離強(qiáng)度參數(shù)α與給煤量的比值α/B的函數(shù)來評價(jià)運(yùn)行參數(shù)對磨煤單耗的影響。此外，給煤量越大，磨碗中的存煤量越多，進(jìn)入分離器的煤粉越粗，分離器出口的煤粉也越粗，因此，同樣以α/B的函數(shù)來評價(jià)運(yùn)行參數(shù)對煤粉細(xì)度的影響。

4 模型表征的磨煤機(jī)特性

4.1 運(yùn)行參數(shù)對煤粉細(xì)度和單耗的影響

基于上述關(guān)系，在Δt=200℃時，分別計(jì)算煤粉細(xì)度及磨煤單耗與磨煤機(jī)出力、一次量及分離器轉(zhuǎn)速的關(guān)系。隨著分離器轉(zhuǎn)速的升高，一次風(fēng)量的減小和磨煤機(jī)出力的減小，α/B變大，煤粉變細(xì)。隨著分離器轉(zhuǎn)速的增大，煤粉細(xì)度的減小略有變緩，但整體上仍呈非常明顯的線性關(guān)系。此外，等一次風(fēng)量曲線簇和等出力曲線簇內(nèi)曲線間的間隔都是均勻的，說明一次風(fēng)量和磨煤機(jī)出力對煤粉細(xì)度的影響都有較高的線性度。

不同一次風(fēng)量及不同磨煤機(jī)出力的所有曲線均相互平行，說明一次風(fēng)量和磨煤機(jī)出力對煤粉細(xì)度的影響和分離器轉(zhuǎn)速對煤粉細(xì)度的影響是相互獨(dú)立的，在各出力及一次風(fēng)量下，單位分離器轉(zhuǎn)速變化引起的煤粉細(xì)度變化幾乎相同。反之亦然。各等一次風(fēng)量曲線簇間的簇內(nèi)曲線間距相同，各等出力曲線簇間的簇內(nèi)曲線間距相同，說明一次風(fēng)量、磨煤機(jī)出力對煤粉細(xì)度的影響是相互獨(dú)立的，一個參數(shù)的變化不會影響另一個參數(shù)對煤粉細(xì)度的影響。因此，分離器轉(zhuǎn)速、一次風(fēng)量和磨煤機(jī)出力對煤粉細(xì)度的影響是高度線性、相互獨(dú)立的。

（1）無論是簇內(nèi)曲線還是簇間曲線都不平行，隨著一次風(fēng)量和磨煤機(jī)出力的減小，單耗-轉(zhuǎn)速曲線變陡。這說明在高分離器轉(zhuǎn)速下，一次風(fēng)量和磨煤機(jī)出力對磨煤單耗的影響比低轉(zhuǎn)速下大。分離器轉(zhuǎn)速對磨煤單耗的影響與一次風(fēng)量和磨煤機(jī)出力對磨煤單耗的影響是相互關(guān)聯(lián)的。

（2）隨著一次風(fēng)量的減小，等一次風(fēng)量曲線簇內(nèi)間距增大，說明低一次風(fēng)量下磨煤機(jī)出力對磨煤單耗的影響較高一次風(fēng)量下大。磨煤機(jī)出力和一次風(fēng)量對單耗的影響也是相互關(guān)聯(lián)的。因此，分離器轉(zhuǎn)速、磨煤機(jī)出力和一次風(fēng)量對磨煤單耗的影響是不獨(dú)立、相互關(guān)聯(lián)的。任何一個參數(shù)水平不同，另外兩個參數(shù)對磨煤單耗的影響程度也不同。

4.2 運(yùn)行參數(shù)同步變化時的煤粉細(xì)度及單耗變化

在磨煤機(jī)的實(shí)際運(yùn)行中，常伴隨著多個運(yùn)行參數(shù)的同時變化。而除磨煤機(jī)碾磨出力不足，需要降低分離器轉(zhuǎn)速以保證出力的情況外，磨煤機(jī)給煤量、一次風(fēng)量和分離器轉(zhuǎn)速是同向變化的。如鍋爐需要升負(fù)荷時，給煤量和一次風(fēng)量增加，同時為了保證煤粉不致過粗增加分離器轉(zhuǎn)速。

5 結(jié)束語

（1）磨煤機(jī)運(yùn)行綜合參數(shù)α/B與煤粉細(xì)度呈指數(shù)關(guān)系，正常運(yùn)行調(diào)整時α/B變化較小，可近似為線性關(guān)系，線性關(guān)系高度顯著。

（2）參數(shù)α/B與磨煤單耗呈線性關(guān)系，線性關(guān)系高度顯著。

（3）磨煤單耗與煤粉細(xì)度的自然對數(shù)呈線性關(guān)系，線性關(guān)系高度顯著。

（4）磨煤機(jī)出力、入口一次風(fēng)量、分離器轉(zhuǎn)速對煤粉細(xì)度的影響是獨(dú)立的，而對磨煤單耗的影響是不獨(dú)立的。

參考文獻(xiàn)

[1]車長發(fā)，郭宏亮.MPS-HP-Ⅱ型中速磨煤機(jī)碾磨新疆準(zhǔn)東煤的應(yīng)用[J].中阿科技論壇（中英阿文），2019（02）：74-76+97-100.

[2]賈本康.降低HP1003型磨煤機(jī)磨輥軸承損壞率[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（02）：93-94.

[3]王煜偉，秦永新.HP843型中速磨煤機(jī)增容提效改造實(shí)踐[J].新型工業(yè)化，2018，8（11）：56-59.

[4]史小剛，王金鑫，毛華，范振宇.HP803型中速磨煤機(jī)異常振動分析及對策[J].大氮肥，2018，41（03）：175-177.

[5]蔣理想.HP型磨煤機(jī)著火事故原因分析[J].裝備機(jī)械，2018（01）：59-62.

[6]方偉.600MW機(jī)組HP1003型中速磨煤機(jī)性能優(yōu)化[J].機(jī)電信息，2018（09）：65-66.