中速磨煤機動靜環(huán)性能優(yōu)化

李宏巖 王永 滕繼俊 王明洋 盧有琦

[摘? ? 要]對四平第一熱電廠2×350MW機組配用的MPS212HP-II型磨煤機動靜環(huán)進行性能優(yōu)化，對比其改造前后運行工況，從磨煤機單耗、通風(fēng)阻力及最大出力方面做了分析比較，確定其優(yōu)化效果。

[關(guān)鍵詞]中速磨;動靜環(huán);性能優(yōu)化;節(jié)能;降耗

[中圖分類號]TM621 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）12–00–03

[Abstract]The performance optimization of mps212hp-ii coal pulverizer motor and static ring for 2×350 MW unit in Siping No.1 Thermal Power Plant was carried out. The operation conditions before and after the transformation were compared， and the unit consumption， ventilation resistance and maximum output of the coal pulverizer were analyzed and compared to determine the optimization effect.

[Keywords]medium speed mill; dynamic and static ring; performance optimization; energy saving; consumption reduction

1 項目背景

磨煤機動靜環(huán)作為磨煤機關(guān)鍵部件，起到組織一次風(fēng)干燥煤粉和送粉至鍋爐燃燒的作用。一次風(fēng)流場直接影響風(fēng)粉比、磨煤出力、煤粉細度、石子煤排放特性等。原廠動靜環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計相對落后，流場不夠合理，具有易磨損、阻力大等明顯缺點。

目前中速磨的動靜環(huán)設(shè)計多不合理，運行一段時間后動靜間隙逐漸加大，中速磨內(nèi)部流場紊亂，降低一次風(fēng)效率。動靜間隙要求安裝控制在5～10 mm，實際運行過程中和運行一段時間后由于部件擺動和磨損，間隙可達20 mm以上，漏風(fēng)嚴(yán)重。導(dǎo)致一次風(fēng)在出口呈發(fā)散狀，將煤粉帶入無效研磨區(qū)域，增加煤粉研磨時間，設(shè)備吹損情況惡化，降低了磨煤的通風(fēng)出力。另外，動靜環(huán)材質(zhì)耐磨性較差，壽命短。

動靜環(huán)不能有效地組織一次風(fēng)流場，失效后會導(dǎo)致一系列問題：磨煤機單耗增加;一次風(fēng)機電耗增加;磨煤機壓差增大;出力不足;磨輥、磨瓦、動靜環(huán)（及靜環(huán)）磨損嚴(yán)重，延長大修周期，增加了維護費用。

為改善中速磨煤機性能，降低磨煤機電耗，目前多通過在磨煤機動環(huán)出口增加擋板，達到提高出口風(fēng)速的目的。但是通流面積過小，會導(dǎo)致一次風(fēng)風(fēng)速過大使石子煤無法正常排放，重新進入磨盤再次碾磨，降低中速磨的有效出力。封堵動環(huán)會增大中速磨煤機本體阻力，磨煤單耗升高，同時為克服增大的阻力，一次風(fēng)機母管壓力也隨之升高，使一次風(fēng)機電耗增加。

2 現(xiàn)階段主要問題

四平第一熱電公司4號鍋爐為哈爾濱鍋爐廠制造的HG-1165/17.5-HM3型鍋爐采用中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)。#4爐制粉系統(tǒng)配備5臺長春發(fā)電設(shè)備總廠生產(chǎn)的MPS212HP-II型中速磨煤機，燃用設(shè)計煤種時4運1備。

磨煤機主要設(shè)計參數(shù)如表1所示。

通過對四平第一熱電公司MPS212HP-II磨煤機運行情況的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，磨煤機原廠動靜環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、材質(zhì)不耐磨，出口處磨損逐漸嚴(yán)重，通流面積增大，出口風(fēng)速下降，從而降低了一次風(fēng)的攜粉能力，磨煤機通風(fēng)阻力逐漸增大，磨煤機電耗上升。同時磨煤機內(nèi)部主要部件磨損后不能有效組織一次風(fēng)流場，一次風(fēng)效率下降，粗煤粉顆粒在磨盤和分離器擋板之間往返行程增多，循環(huán)倍率增大，研磨合格的煤粉不能及時排出，增大磨煤機本體阻力，也增加了磨煤機電耗和磨輥襯板等研磨件的磨損。

3 改造內(nèi)容

2020年8月根據(jù)機組檢修工期，對4號鍋爐A、B磨煤機原廠動靜環(huán)進行提效改造。

（1）通過優(yōu)化動環(huán)型線，優(yōu)化流場，提高一次風(fēng)空氣動力效率，優(yōu)化風(fēng)粉比，降低磨煤機阻力，從而提高制粉系統(tǒng)出力。通過型線設(shè)計可以使動環(huán)速度逐漸平穩(wěn)變化，降低磨煤機通風(fēng)阻力。

（2）重新設(shè)計通流面積，提高送粉速度。調(diào)整合理的噴嘴速度，降低通風(fēng)阻力，減少煤粉在磨煤機內(nèi)部的無效循環(huán)，從而降低送粉和研磨單耗。在磨煤機啟停和給煤量較低時期，以合理的煤粉循環(huán)倍率保證磨盤上部有一定的煤床厚度，也可一定程度上緩解磨煤機常見的振動問題。

（3）動環(huán)材料在硬度和韌性上做雙重提升，采用獨特配方的硬質(zhì)合金耐磨材料，經(jīng)過先進的熱處理工藝，保證新設(shè)備能夠應(yīng)對磨煤機內(nèi)部的異物沖擊現(xiàn)象，確保設(shè)備使用可靠安全性。由于動靜環(huán)材質(zhì)不易磨損，每個出口風(fēng)速基本保持一致，一次風(fēng)流量和壓力分配更加均勻，也保證了整個流場的均勻性。風(fēng)粉均勻性得到提高，有利于提高煤粉均勻指數(shù)。與此同時提高了動靜環(huán)及相關(guān)配件壽命，延長磨煤機檢修周期，降低磨煤機設(shè)備維護費用。

（3）高效密封型式，降低一次風(fēng)泄露，保證一次風(fēng)效率，保證磨煤機運行穩(wěn)定，長期高效安全運行。由于磨煤機運行過程中本身帶有振動問題，不可避免，優(yōu)化密封設(shè)計需要充分考慮動靜環(huán)與磨盤的連接牢靠性，保證在運行過程中不會因振動或其他外力原因而掉落。

（4）根據(jù)磨煤機運行現(xiàn)狀，分析其主要問題，根據(jù)現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)重新設(shè)計磨煤機動靜環(huán)結(jié)構(gòu)，有效地提高磨煤機一次風(fēng)效率，降低磨煤機阻力，從而達到提高制粉效率的目的。

4 改造效果

改造磨煤機分別在磨煤機不同出力下，測試磨煤機實時運行參數(shù)。為準(zhǔn)確對比改造前后效果，需要將改造前后煤種、一次風(fēng)量和分離器開度保持一致。

4.1 磨煤機改造前后相同出力數(shù)據(jù)對比

磨煤機改造前后相同出力數(shù)據(jù)對比見表1、表2。

在相同出力工況下，運行結(jié)果如下。

（1）A磨煤機單耗改造后較改造前降低0.25 kW·h/t，即磨煤單耗降低3.4%;B磨煤機單耗改造后較改造前降低0.31 kW·h/t，即磨煤單耗降低4.2%;

（2）A磨煤機差壓改造后較改造前降低0.22 kPa，即磨煤差壓降低5.1%;B磨煤機差壓改造后較改造前降低0.37 kPa，即磨煤差壓降低7.6%。

4.2 磨煤機最大出力工況數(shù)據(jù)

磨煤機最大出力工況數(shù)據(jù)見表3、表4。

從運行結(jié)果來看，A磨煤機改造前最大出力為49.9 t/h，改造后最大出力為52.6 t/h，即最大出力提高5.4%;B磨煤機改造前最大出力為49.7 t/h，改造后最大出力為53.2 t/h，即最大出力提高7%。

5 經(jīng)濟效益

通過本次改造，磨煤機出力平均提高了6%，磨煤機電耗和阻力分別平均下降了3.8%和6.3%。根據(jù)本次改造結(jié)果，預(yù)計整機主力磨改造后磨煤機電耗可下降約10%，風(fēng)機電耗約下降6%。根據(jù)目前廠用電數(shù)據(jù)，年磨煤機和一次風(fēng)機電耗節(jié)約量約為30萬元。

整機改造后動靜環(huán)壽命提高到至少5a，以及流場優(yōu)化后風(fēng)粉以及雜質(zhì)對磨煤機內(nèi)部零部件吹損的減少，平均每臺磨年維護費用可減少5萬元，單個機組每年節(jié)約檢修費用約20萬元。

6 結(jié)論

四平第一熱電公司2×350 MW機組配備的MPS212HP-II型磨煤機動靜環(huán)進行提效改造后，磨煤機電流明顯下降，即磨煤單耗下降3.4%～4.2%;進出口壓差降低，即通風(fēng)阻力降低5.1%～7.6%;磨煤機最大出力提升明顯，即最大出力提高5.4%～7%，磨煤機運行穩(wěn)定。兩臺磨煤機石子煤排量相差不大，并且磨煤機沒有出現(xiàn)振動現(xiàn)象，運行穩(wěn)定。動靜環(huán)運行壽命和耐磨損程度短期內(nèi)無法評估，需后期追蹤觀察。綜上所述，中速磨煤機動靜環(huán)的提效優(yōu)化效果顯著，磨煤機出力得到提升，同時在不同煤量下的磨煤機電耗、通風(fēng)阻力均有所下降，對降低磨煤機用電率以及減少備用磨的使用均有一定好處，具有較為顯著的經(jīng)濟效益和應(yīng)用前景。

參考文獻

[1] 孫培征，張珍玉.MPS212型中速磨煤機動態(tài)分離器改造分析[J].發(fā)電與空調(diào)，2012，33（3）：33-35.

[2] 陳巖.MPS中速磨煤機旋轉(zhuǎn)式煤粉分離器的改造及應(yīng)用[J].中國科技投資，2016（18）：244.

[3] 解其林.MPS中速磨煤機旋轉(zhuǎn)式煤粉分離器的改造及應(yīng)用[J].中國電力，2005，38（3）：62-66.

[4] 鄒磊，岳峻峰，寧新宇，等.HP中速磨煤機分離器改造后運行特性分析及改造效果評估[J].熱力發(fā)電，2012，41（6）：47-49.

[5] 郭建.中速磨煤機動態(tài)分離器應(yīng)用經(jīng)驗總結(jié)[J].科技尚品，2016（11）：128-129，141.