DGS型風(fēng)扇磨煤機在褐煤機組中的選型計算

張明昌

摘 ? 要：國內(nèi)常用的傳統(tǒng)S型風(fēng)扇磨煤機易損件壽命低、體積大，在褐煤機組應(yīng)用中受到了一定的限制，不能滿足長期穩(wěn)定連續(xù)運行的需求。本文采用DGS型磨煤機磨制褐煤，既具有傳統(tǒng)S型磨煤機磨制褐煤的優(yōu)點，更能適應(yīng)更差煤種的運行，同時易損件的壽命大幅度提高，檢修方便，將是磨制超高水分褐煤的更加合適的制粉設(shè)備。

關(guān)鍵詞：DGS型風(fēng)扇磨煤機 ?運行原理 ?選型計算 ?啟動和調(diào)速

中圖分類號：TM621.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）04（c）-0013-02

1 ?傳統(tǒng)風(fēng)扇磨和DGS型風(fēng)扇磨煤機運行原理對比

1.1 國內(nèi)傳統(tǒng)風(fēng)扇磨煤機運行原理

風(fēng)扇磨是集破碎、干燥、送粉三項功能于一身的制粉設(shè)備。其自身為一臺直葉片低效離心式風(fēng)機，因此風(fēng)扇磨煤機設(shè)計的核心理論基礎(chǔ)是流體力學(xué)，所有類型的風(fēng)扇磨煤機都是按照風(fēng)機近似理論設(shè)計的。

風(fēng)扇磨主要由插板伸縮節(jié)、大門、打擊輪、機殼、分離器、軸承箱、主電機組成。主要結(jié)構(gòu)類似于風(fēng)機，轉(zhuǎn)速一般在400～1500r/min，屬于高速磨煤機。

在運行中，通過主電機帶動裝有打擊板的打擊輪進行高速旋轉(zhuǎn)。高速旋轉(zhuǎn)的打擊板對燃料進行撞擊粉碎，煤在被撞擊粉碎過程中被大量、高速旋轉(zhuǎn)的高溫介質(zhì)所干燥的。被粉碎后的燃料在高速旋轉(zhuǎn)的打擊板形成的提升壓力的作用下，被輸送至爐膛中進行充分燃燒。

傳統(tǒng)的風(fēng)扇磨（S型、FM型、MB型）全靠打擊板對原煤進行粉碎，打擊板的磨損較為嚴重，壽命較低，檢修工作量大。因此，這類傳統(tǒng)風(fēng)扇磨煤機主要磨制低水分、可磨性較好、煤的沖刷磨損指數(shù)較低（Ke<1.5）的褐煤。

1.2 DGS型風(fēng)扇磨煤機運行原理

DGS磨是一種帶有前置錘的風(fēng)扇磨煤機，也是集破碎、干燥、送粉三項功能于一身的制粉設(shè)備，比傳統(tǒng)風(fēng)扇磨多了一級破碎機構(gòu)。

原煤通過給煤機進入前置錘室里，經(jīng)過安裝在主軸上的前置錘多次打擊，變成了較細的煤粉顆粒，并隨著干燥劑進入打擊輪工作區(qū)。煤粒在此工作區(qū)受到高速旋轉(zhuǎn)的打擊輪打擊板的撞擊和沿程摩擦破碎，并被拋到磨煤機周向護板上得到進一步撞擊破碎;在氣流的帶動下，被破碎的煤粒沿周向護板做環(huán)流運動，進行摩擦破碎，同時與周向護板發(fā)生撞擊，對煤粉進行又一次破碎。被粉碎后的燃料在高速旋轉(zhuǎn)的打擊板形成的提升壓力的作用下，被輸送至爐膛中進行充分燃燒。

與傳統(tǒng)風(fēng)扇磨相比，DGS型風(fēng)扇磨增加了一級破碎（75%～85%的煤粉靠前置錘進行破碎），提高了磨煤機的制粉能力及對HGI較低煤質(zhì)的適應(yīng)性，使煤粉在磨煤機內(nèi)的循環(huán)倍率降低，減輕了磨煤機內(nèi)部的磨損及內(nèi)部阻力，提高了通風(fēng)出力和磨煤機壓頭提升能力。

在中國和亞洲，因為早期開采出來的褐煤可磨性較好、水分也相對較低（煤全水大多在40以內(nèi)），沖刷磨損指數(shù)較低，使用傳統(tǒng)的風(fēng)扇磨基本能滿足要求，對DGS型風(fēng)扇磨煤機的認識存在空白。隨著近幾年國內(nèi)褐煤（水分大多在45～65之間，可磨性系數(shù)HGI小于50）的進一步開發(fā)，煤的可磨性降低，沖刷磨損指數(shù)Ke增大，水分增加，需要新的風(fēng)扇磨才能滿足長期穩(wěn)定運行的要求，DGS型風(fēng)扇磨將在國內(nèi)市場得到廣泛應(yīng)用。

2 ?工程概況和磨煤機選型

2.1 工程基本參數(shù)和煤質(zhì)資料

煤質(zhì)資料如表1所示。磨煤機安裝地點：鍋爐房內(nèi)零米層圍繞鍋爐四周布置（8角切向布置）。

布置要求：電動機與磨煤機同軸。

平均海拔高度570m;平均大氣壓945mbar;鍋爐最大出力為2030t/h;鍋爐燃煤量：BMCR工況679t/h;風(fēng)扇磨數(shù)量8臺，運行方式6+1（備）+1（檢修）;干燥介質(zhì)為高溫爐煙+熱風(fēng)+冷煙，高溫爐煙：1045℃，熱風(fēng)：367℃，冷煙： 162℃;提升壓頭不低于1870Pa。

2.2 磨煤機選型技術(shù)參數(shù)

選型計算結(jié)果，選用DGS130型風(fēng)扇磨，打擊輪直徑為3850mm，打擊板有效打擊寬度為1150mm，電機功率1600kW，碾磨出力滿足要求。提升壓頭為1900Pa，大于1870Pa，能夠?qū)⒏稍锓鬯楹蟮拿悍圯斔椭翣t膛燃燒，完全滿足要求（見表1）。

2.3 熱平衡計算數(shù)據(jù)

磨煤機出力為113.18t/h，采用高溫爐煙1045℃、159℃低溫爐煙和362.5℃熱風(fēng)三介質(zhì)進行干燥，熱平衡計算后參數(shù)如下：入口通風(fēng)量142.9t /h，提升壓頭為1900Pa;鍋爐一次風(fēng)率35%;磨入口一次風(fēng)溫848℃;終端氧含量為6.2%，滿足規(guī)程防爆要求。計算結(jié)果（見表3），DGS130型風(fēng)扇磨煤機完全能滿足工程要求。

3 ?DGS型風(fēng)扇磨煤機的特點

3.1 受力均衡，運行平穩(wěn)

DGS型風(fēng)扇磨煤機打擊輪的支撐方式與其它類型風(fēng)扇磨煤機不同，是簡支梁式，即：打擊輪處于主軸間，主軸兩端分別由一個固定軸承座支撐。使打擊輪在運行中始終處于平穩(wěn)運行狀態(tài)，即使受到外力的沖擊時也能平穩(wěn)運行。使磨煤機運行的安全性得到了極大的提高。

3.2 打擊板壽命長，檢修工作量小

DGS型風(fēng)扇磨煤機帶有前置錘，原煤在進入機殼前已經(jīng)被前置錘（前置錘錘頭更換簡單、便捷，壽命長）進行初破碎，減輕了打擊板的原煤破碎量，提高了打擊板壽命;蝸殼型線和打擊板形狀的優(yōu)化不僅提高了磨煤機的性能，也使風(fēng)粉在機殼內(nèi)部合理分布，降低了局部劇烈磨損;破碎效率的提高使磨煤機內(nèi)的煤粉濃度降低，風(fēng)粉的沖刷強度降低，提高了打擊板壽命。因此，帶有前置錘式的風(fēng)扇磨煤機打擊板的壽命遠比單純風(fēng)扇磨煤機的使用壽命長。

4 ?DGS型風(fēng)扇磨煤機啟動和調(diào)速運行方式

為滿足鍋爐調(diào)峰要求，提高制粉效率，磨煤機應(yīng)配置調(diào)速裝置?？梢愿鶕?jù)鍋爐的負荷調(diào)節(jié)磨煤機轉(zhuǎn)速，使風(fēng)粉比例更加合理，在低負荷時利于鍋爐燃燒;同時磨煤機型號較大，電機直接啟動時電流大，對電負荷沖擊大，因此采用軟啟動、調(diào)速裝置將是一個非常好的方案。

DGS130風(fēng)扇磨煤機可采用液力耦合器或變頻調(diào)速裝置兩種方式實現(xiàn)軟啟動，且運行中轉(zhuǎn)速可在80%～100%范圍內(nèi)調(diào)整，根據(jù)需要調(diào)整鍋爐負荷。不僅可以適應(yīng)鍋爐各種工況要求，而且可以降低通風(fēng)電耗，增強磨煤機制粉的經(jīng)濟效率。

5 ?結(jié)語

（1）經(jīng)過詳細計算，選用DGS130型風(fēng)扇磨煤機完全能夠滿足工程出力要求。

（2）采用高溫爐煙、低溫爐煙和熱風(fēng)三介質(zhì)進行混合干燥，磨煤機干燥出力及防爆均滿足工程要求。

（3）采用液力耦合器或變頻器裝置進行啟動和調(diào)速，可以更加方便調(diào)節(jié)鍋爐的負荷，降低制粉電耗，具有顯著的經(jīng)濟效益。

（4）與傳統(tǒng)風(fēng)扇磨相比，DGS型風(fēng)扇磨煤機運行更加平穩(wěn)、安全，易損件壽命長，更加適合磨制較差的褐煤，將會在未來的褐煤機組中得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻

[1] 國家能源局.火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計計算技術(shù)規(guī)定：DL/T 5145-2012[S].北京：中國電力出版社，2012.

[2] 國家能源局.電站磨煤機及制粉系統(tǒng)選型導(dǎo)則：DL/T 466-2017[S].北京：中國電力出版社，2018.

[3] 張安國，梁輝.電站鍋爐煤粉制備與計算[M].北京：中國電力出版社，2010.

[4] 張經(jīng)武，李衛(wèi)東，許傳凱.電站煤粉鍋爐燃燒設(shè)備選型[M].北京：中國電力出版社，2017.