直吹式制粉系統(tǒng)及中速磨運行特性分析

魏永剛 賈存銀 高喜成

摘要：制粉系統(tǒng)是煤粉鍋爐的重要組成部分，運行狀態(tài)的好壞，直接影響鍋爐安全、穩(wěn)定運行，對鍋爐運行的經濟性影響較大。根據A/B磨運行的實際情況，從理論上深入分析直吹式制粉系統(tǒng)及其磨煤機的運行特性，討論影響中速磨煤機經濟安全工作的主要因素，提出較為合理的運行方式，對A/B磨實際運行具有理論指導意義。

關鍵詞：直吹式系統(tǒng);中速磨煤機;運行特性;運行方式

1.中速平盤磨的工作原理

磨煤機是制粉系統(tǒng)的主要設備，化肥廠動力車間A/B磨煤機采用日本宇部工業(yè)株式會社制造的LM-8.20D型Loesche中速磨煤機，其磨輥轉速：42.9rpm，額定出力：18.9t/h，工作原理如下：

電機驅動減速機帶動水平布置的磨盤以一定的轉速不停的轉動，磨輥與磨盤之間存在一定間隙。原煤落在磨盤上兩組相對運動的碾磨部件表面間，在離心力的作用下沿磨盤徑向向外沿運動，在磨輥與磨盤間形成煤層，在壓緊力作用下擠壓和碾磨而破碎，繼續(xù)向外溢出磨盤。一次風從磨下部經磨盤周圍環(huán)隙流經旋轉磨盤的外徑，在磨盤外徑的細煤粉被氣流攜帶向上流向粗粉分離器，合格的煤粉隨一次風進入爐膛燃燒，不合格的落下來繼續(xù)研磨，廢料進入廢料箱。

2.中速磨直吹式制粉系統(tǒng)的特點

直吹式制粉系統(tǒng)是磨煤機根據鍋爐負荷的需要，連續(xù)、均勻、有調節(jié)地向爐膛供應煤粉。這一性質使直吹式制粉系統(tǒng)成為鍋爐燃燒系統(tǒng)重要的組成部分。

A/B鍋爐采用單臺中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)。該制粉系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡單、設備部件少、占地小、維護量小;運行電耗低; 潤滑油冷卻系統(tǒng)簡單;給煤機采用電子重力式皮帶給煤機，利于燃煤量的自動、精確控制調節(jié);爆炸危險性小的特點。

3.中速磨煤機的運行特性

評價中速磨煤機的指標有：磨煤機出力、煤粉細度、系統(tǒng)工作的安全性及運行電耗、碾磨部件的使用壽命等。在磨煤機運行過程中，各種因素的要求存在一定的矛盾，因此綜合分析它們之間的關系以尋求最佳的運行方式。運行中磨煤機的運行負荷要根據鍋爐的負荷進行調整，煤質在一定程度上發(fā)生變化，其次是隨著運行時間的延長，碾磨部件磨損加劇。分析磨煤機運行特性，應在這樣的前提下進行。

3.1 磨煤機出力

國內常用可磨性系數表明煤的機械強度的大小，即煤是否易于被磨成煤粉的特性，此系數本身不是煤的固有特性，只是表示煤在一特定設備上將其磨成煤粉的難易程度。

在中速磨煤機中，熱空氣對原煤的干燥呈逆向流動方式，熱空氣與進入磨煤機的原煤不能預先接觸，因此原煤水分的大小對碾磨出力影響較大。水分越高，磨煤機出力越小。過大的水分會導致磨輥處煤及煤粉粘結，影響磨煤機安全運行。

磨煤機出力還與磨煤機碾磨壓力有關。碾磨壓力主要來自液壓油系統(tǒng)的液壓缸，其次是磨輥的自重力。碾磨壓力過大，將加速碾磨部件的磨損，過小將使磨煤機出力降低、煤粉變粗，因此，運行中要求碾磨壓力保持一定。A/B磨煤機運行時液壓油的壓力通常設定在55kg/cm2，隨著碾磨部件的磨損，碾磨壓力相應減小，運行中需隨時進行調整。

中速磨的最小出力一般能降低到額定出力的40%而維持正常運行。低于最小出力運行，由于磨盤上煤層過薄，會造成碾磨部件金屬間的直接接觸，導致強烈磨損和振動等事故。

3.2 通風量

對結構尺寸已定的磨煤機而言，滿負荷下磨煤機的通風量是固定的數值。在風環(huán)和分離器設計維持不變的情況下，固定的通風量可保證必要的風環(huán)風速和煤粉細度。但隨之而來的問題是，運行中風煤比（煤粉濃度）不能隨煤種變化作相應的調整。例如對高揮發(fā)分煙煤，煤粉可磨得粗些，同時若煤的可磨性指數也較高時，磨煤機出力可有較大的提高。但通風量高于規(guī)定值會使得煤粉管道和磨煤機內部磨損加速，因而提高了高揮發(fā)份煤對一次風率的要求，其后果必然對燃燒帶來不利的影響。為此必須限制磨煤機出力，以保證合理的風煤比，從而限制了磨煤機的出力潛力。

在40%～100%磨煤機運行負荷范圍內，磨煤機通風量與磨煤機負荷率間呈線性關系，但對制粉系統(tǒng)最小通風量的要求，決定了通風量必須維持在額定值的70%，當磨煤機以額定出力和相應額定通風量運行時，此時可獲得一個對燃燒合適的風煤比：隨著磨煤機出力下降，風煤比增大，煤粉濃度大降。低負荷運行時，爐膛溫度水平本已降低，又加上風煤比過大，對煤粉著火和穩(wěn)定燃燒會更加不利。揮發(fā)分越低的煤種，此問題就越突出。由此可見，中速磨煤機不適合總在低負荷下運行。

3.3 煤粉細度

當磨煤機運行負荷降低時，由于其通風量與負荷呈線性關系，風量絕對值減少，風環(huán)處、磨煤機內及分離器空間氣流速度均下降，能托起和攜帶的煤粉粒徑減小，煤粉變細。此外，運行中磨煤機的碾磨壓力對煤粉細度也有顯著影響，當磨煤機負荷不變時，隨著碾磨壓力的提高，煤粉變細;當碾磨壓力不變時，隨著負荷的增大，煤粉變粗。碾磨壓力變化對煤粉細度的影響隨磨煤機負荷的加大而愈加顯著。因此，當磨煤機處于低負荷運行時，可適當降低施加的碾磨壓力，這既有利于減少磨煤機的振動，又不至于對煤粉細度造成明顯影響。

3.4 磨煤機溫度

磨煤機出口溫度越高，越有利于煤粉的干燥，煤粉著火所需的著火熱越少，著火越容易，延長了煤粉在爐膛中的停留時間，降低鍋爐的飛灰含碳量，在一定程度上提高了鍋爐的經濟性。但溫度過高會驅使揮發(fā)分從煤中逸出，容易引起煤粉的自然，甚至爆炸，導致磨煤機被迫停運，同時著火過早又可能引起燃燒器周圍嚴重結焦，甚至燒壞燃燒器噴口。 出口溫度過低，會因煤不能獲得充分的干燥以致吸附在磨煤機內部和煤粉管中，使煤粉管堵塞。因此，選擇合適的磨煤機出口溫度至關重要。

中速磨出口溫度一般為60～90 ℃。對于高揮發(fā)分煤種，最低應維持在65～70 ℃;對于低揮發(fā)分煤種不應高過90～95 ℃。磨煤機出口最低溫度應比露點高10 ℃，但最低不能低于60 ℃，以避免煤粉結塊?；诟稍锝橘|含氧量、制粉系統(tǒng)布置、原煤揮發(fā)分和磨輥的限制，運行中最高緊急停運溫度為110 ℃。

4 結論

4.1 中速磨煤機不適合長期在低負荷下運行。

4.2 直吹式制粉系統(tǒng)的工作性質，決定了該系統(tǒng)及其磨煤機是鍋爐燃燒系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分，其運行特性必須綜合考慮對鍋爐燃燒的影響。

4.3 運行中應根據燃料性質的變化和磨煤機負荷的變化，相應調整通風量、碾磨壓力及煤粉細度，以保證磨煤機工作和鍋爐燃燒的經濟性。

參考文獻

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