磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)布置優(yōu)化問題研究

張善東 李春

摘要：本文通過調(diào)研分析，并且結(jié)合目前磨煤機(jī)消防蒸汽采用的常規(guī)設(shè)計，總結(jié)了其在應(yīng)用中存在的的問題與不足。結(jié)合實際應(yīng)用提出優(yōu)化改進(jìn)方案，并結(jié)合十堰電廠的實際應(yīng)用，提出了優(yōu)化方案的可行性及其優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：磨煤機(jī);消防蒸汽;優(yōu)化

Abstract：In this paper， through investigation and analysis， and combined with the current coal mill fire steam conventional design， summed up the problems and shortcomings in its application. The feasibility and advantages of the optimization scheme are presented in combination with the practical application of shiyan power plant.

Key words：Coal mill; Fire steam; Optimization

一、前言

據(jù)美國電力科學(xué)研究院（EPRI）的統(tǒng)計，美國平均每臺機(jī)組每年著火1.26次，每年爆炸0.31次，其中直吹式制粉系統(tǒng)的機(jī)組平均每臺每年著火1.3次，使用中速磨煤機(jī)的機(jī)組中，使用煙煤的每臺機(jī)組平均每年著火0.9次，使用次煙煤的每臺機(jī)組平均每年著火2.6次，著火與爆炸的基本比例是3∶1。

國內(nèi)制粉系統(tǒng)也存在著火和爆炸問題。據(jù)國內(nèi)統(tǒng)計，42%的鍋爐制粉系統(tǒng)發(fā)生過著火或爆炸。

二、概述

我廠選用北京電力設(shè)備總廠有限公司的ZGM型中速輥式磨煤機(jī)，其碾磨部分是由轉(zhuǎn)動的磨環(huán)和三個沿磨環(huán)滾動的固定且可自轉(zhuǎn)的磨輥組成。需研磨的原煤從磨煤機(jī)的中央落煤管落到磨環(huán)上，旋轉(zhuǎn)磨環(huán)借助于離心力將原煤運動至碾磨滾道上，通過磨輥進(jìn)行碾磨。三個磨輥沿圓周方向均布于磨盤滾道上，碾磨力則由液壓加載系統(tǒng)產(chǎn)生，通過靜定的三點系統(tǒng)，碾磨力均勻作用至三個磨輥上，這個力經(jīng)磨環(huán)、磨輥、壓架、拉桿、傳動盤、減速機(jī)、液壓缸后通過底板傳至基礎(chǔ)。原煤的碾磨和干燥同時進(jìn)行，一次風(fēng)通過噴嘴環(huán)均勻進(jìn)入磨環(huán)周圍，將經(jīng)過碾磨從磨環(huán)上切向甩出的煤粉混合物烘干并輸送至磨煤機(jī)上部的分離器中進(jìn)行分離，粗粉被分離出來返回磨環(huán)重磨，合格的細(xì)粉被一次風(fēng)帶出分離器。

為了防止磨煤機(jī)內(nèi)部著火，火電廠磨煤機(jī)都設(shè)計消防蒸汽系統(tǒng)，在磨煤機(jī)內(nèi)部著火或摻燒高揮發(fā)分煤種啟停磨煤機(jī)時向磨煤機(jī)內(nèi)部噴入蒸汽，來降低磨煤機(jī)內(nèi)部的氧氣達(dá)到防止磨煤機(jī)內(nèi)部著火目的。

三、磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)存在問題

目前大多數(shù)鍋爐磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)汽源都來自輔汽系統(tǒng)，并設(shè)置減溫水調(diào)節(jié)系統(tǒng)。鍋爐磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)布置方式是一根母管，再通過蒸汽分支管道進(jìn)入磨煤機(jī)。母管上有調(diào)整門、減溫裝置、疏水系統(tǒng)，各磨煤機(jī)分支管道設(shè)置電動門、逆止門和疏水系統(tǒng)。鍋爐磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)如下圖一。

鍋爐磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)存在問題：

（1）系統(tǒng)復(fù)雜，影響管道局部布置。消防蒸汽母管在設(shè)計布置時不考慮管道的疏水暢通及積水對制粉系統(tǒng)的危害，只是按照空間位置進(jìn)行布置，這樣造成運行中磨煤機(jī)內(nèi)部進(jìn)水，蒸汽管道積水發(fā)生水擊振動以及疏水系統(tǒng)布置復(fù)雜，并影響鍋爐房局部管道布置。

（2）疏水系統(tǒng)可靠性低。消防蒸汽母管的布置標(biāo)高比各磨煤機(jī)分支蒸汽管道高，磨煤機(jī)入口電動門前宜積水，為了防止大量積水，在各磨煤機(jī)進(jìn)口電動門前設(shè)置疏水系統(tǒng)，造成系統(tǒng)復(fù)雜，影響局部管道布置，若某個疏水器工作不良，疏水不暢，造成電動門前大量積水，使電動門產(chǎn)生交變的熱應(yīng)力，導(dǎo)致閥門法蘭泄漏、管道振動、磨煤機(jī)進(jìn)水的危害，甚至發(fā)生法蘭爆破的安全風(fēng)險，系統(tǒng)可靠性低。

（3）蒸汽工質(zhì)和熱量浪費大。由于磨煤機(jī)消防蒸汽的疏水裝置多，各裝置同時工作，造成蒸汽工質(zhì)和熱量浪費。

（4）蒸汽管道疏水存在死區(qū)。這種布置主要是輔汽接入消防蒸汽母管的位置根據(jù)空間就近位置接入，造成蒸汽向蒸汽消防蒸汽母管兩個方向供汽，這就可能存在疏水死區(qū)的問題。

（5）運行維護(hù)費用高。由于疏水系統(tǒng)裝置多，系統(tǒng)布置復(fù)雜，系統(tǒng)故障率高，增加運行維護(hù)費用。

四、我廠磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案

通過調(diào)研分析，十堰熱電磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)在基建設(shè)計階段就進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，將原設(shè)計的蒸汽母管標(biāo)高進(jìn)行了調(diào)整，使其與各磨煤機(jī)進(jìn)汽分支管道在同一標(biāo)高，并且將輔汽接入消防蒸汽母管的位置也進(jìn)行了調(diào)整，布置在消防蒸汽母管的一端，在消防蒸汽母管的另一端布置母管疏水系統(tǒng)。優(yōu)化后的鍋爐磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)如圖二。

由于消防蒸汽母管和各磨煤機(jī)分支蒸汽管道在同一標(biāo)高位置，取消了各磨煤機(jī)進(jìn)口電動門前疏水系統(tǒng)，其疏水都通過消防蒸汽母管疏水系統(tǒng)排出。這樣系統(tǒng)布置簡單，蒸汽管道疏水合理，可提高系統(tǒng)可靠性;疏水系統(tǒng)由五組減至一組，不但降低了投資，而且可減少蒸汽工質(zhì)和熱量大量外排，并且能優(yōu)化局部管道布置。

五、結(jié)論

優(yōu)化后的鍋爐磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)的優(yōu)勢：

1）優(yōu)化設(shè)計后的鍋爐磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)簡單，蒸汽疏水系統(tǒng)只剩一組，投資降低;

2）蒸汽疏水系統(tǒng)只剩一組，疏水系統(tǒng)的故障率降低，系統(tǒng)可靠性提高，運行維護(hù)費用降低;

3）疏水系統(tǒng)可靠性提高，疏水暢通，減少磨煤機(jī)進(jìn)水和管道振動的危害;并且疏水暢通，可避免磨煤機(jī)進(jìn)口電動門前大量積水，電動門法蘭爆破的風(fēng)險;

4）由于疏水系統(tǒng)優(yōu)化后只有一組，減少了運行中蒸汽工質(zhì)和熱量的浪費，提高了機(jī)組運行的經(jīng)濟(jì)性。

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