雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)整研究

劉希健 張中正 申 旭

（山東中實(shí)易通集團(tuán)有限公司，山東濟(jì)南 250000）

0 引言

家用電器及新能源汽車(chē)的普及，促使用電需求量越來(lái)越大，這有效促進(jìn)了電廠的發(fā)展。目前火電裝機(jī)容量占到全部發(fā)電裝機(jī)容量的52%，我國(guó)火電廠主要為燃煤機(jī)組，本文主要介紹了燃煤機(jī)組配備的雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)的靜態(tài)調(diào)整工作。

1 雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)技術(shù)參數(shù)

燃用低揮發(fā)分貧煤時(shí)，宜選用雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)[1]。本工程燃用山西沁水煤田的貧煤，采用雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)，其技術(shù)性能參數(shù)如表1所示。

表1 技術(shù)性能參數(shù)表

2 雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)保護(hù)設(shè)置

熱工保護(hù)系統(tǒng)是設(shè)備主要組成部分，其可靠性會(huì)影響到設(shè)備運(yùn)行安全性、可靠性[2]，根據(jù)磨煤機(jī)設(shè)備說(shuō)明書(shū)、系統(tǒng)圖等，由業(yè)主、調(diào)試、設(shè)備廠家共同討論制定如下邏輯保護(hù)條件。

2.1 磨煤機(jī)啟動(dòng)允許條件

潤(rùn)滑油系統(tǒng)正常、大齒輪密封風(fēng)機(jī)運(yùn)行、吹掃風(fēng)電動(dòng)擋板門(mén)全關(guān)、任一一次風(fēng)機(jī)、密封風(fēng)機(jī)允許、磨慢傳電機(jī)未運(yùn)行、MFT已復(fù)位且無(wú)磨跳閘條件、磨軸承和電機(jī)溫度正常、給煤機(jī)全停且給煤機(jī)出口門(mén)全關(guān)、磨煤機(jī)容量風(fēng)門(mén)和旁路風(fēng)門(mén)開(kāi)度合適、磨出口煤粉管道快關(guān)門(mén)已開(kāi)、煤層點(diǎn)火允許、磨點(diǎn)火能量滿(mǎn)足、磨煤機(jī)冷熱一次風(fēng)電動(dòng)門(mén)全開(kāi)。

2.2 磨煤機(jī)跳閘條件

MFT動(dòng)作、一次風(fēng)機(jī)全停、潤(rùn)滑油系統(tǒng)供油壓力低低、低壓潤(rùn)滑油泵全停、磨煤機(jī)運(yùn)行10 s主減速機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)供油壓力低、磨煤機(jī)主電機(jī)定子溫度高高、分離器出口溫度高高、磨投運(yùn)煤層火焰喪失、磨煤機(jī)運(yùn)行3 min內(nèi)點(diǎn)火能量不滿(mǎn)足、磨煤機(jī)投運(yùn)分離器出口門(mén)關(guān)。

3 靜態(tài)調(diào)整試驗(yàn)要點(diǎn)

靜態(tài)調(diào)整主要包括：系統(tǒng)閥門(mén)、聯(lián)鎖、報(bào)警、保護(hù)、啟停等傳動(dòng)試驗(yàn)；磨煤機(jī)滅火防爆系統(tǒng)調(diào)試；磨煤機(jī)干油噴射系統(tǒng)調(diào)試；最佳鋼球加裝量計(jì)算及加裝；潤(rùn)滑油系統(tǒng)油壓油量確認(rèn)；分離器工作轉(zhuǎn)速核對(duì)；各部位的通風(fēng)阻力校正；磨煤機(jī)入口容量風(fēng)及旁路風(fēng)風(fēng)量測(cè)量元件、一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速測(cè)量元件系數(shù)校驗(yàn)標(biāo)定；測(cè)定出口風(fēng)粉管道內(nèi)風(fēng)量均勻性及調(diào)平試驗(yàn)；進(jìn)行給煤機(jī)轉(zhuǎn)速及煤稱(chēng)量裝置校驗(yàn)。

3.1 一次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)量均勻性測(cè)定與調(diào)平試驗(yàn)

在冷態(tài)下調(diào)節(jié)一次風(fēng)管上的縮孔，使各一次風(fēng)管最大風(fēng)量相對(duì)偏差（相對(duì)平均值的偏差）值≤5%[3]。最大風(fēng)量相對(duì)偏差值計(jì)算公式如下：

式中：ΔQmax為最大風(fēng)量相對(duì)偏差；Qt，max（min）為偏差最大（最?。┑囊淮物L(fēng)管風(fēng)量;為風(fēng)量平均值。

圖1為A磨煤機(jī)調(diào)平試驗(yàn)結(jié)果，冷態(tài)調(diào)平前一次風(fēng)管最大風(fēng)量相對(duì)偏差為16.18%，通過(guò)調(diào)節(jié)安裝在各一次風(fēng)管上的縮孔開(kāi)度分配調(diào)整各粉管風(fēng)量，調(diào)整后一次風(fēng)管最大風(fēng)量相對(duì)偏差為2.32%。

圖1 A磨煤機(jī)一次風(fēng)粉管調(diào)平試驗(yàn)

3.2 最佳鋼球加裝量計(jì)算及加裝

根據(jù)表1所示MGS4366雙進(jìn)雙出筒式磨煤機(jī)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行如下計(jì)算：磨煤機(jī)體積V（m3）：

式中：D為磨煤機(jī)直徑；L為磨煤機(jī)長(zhǎng)度。

計(jì)算得V=95.57 m3。

磨煤機(jī)筒體的臨界轉(zhuǎn)速ncr（r/min）：

計(jì)算得ncr=20.52 r/min。

最佳鋼球裝載系數(shù)φb，opt：

計(jì)算得φb，opt=0.19。

最佳鋼球裝載量Bb，opt（t）：

式中：ρb為鋼球堆積密度，對(duì)篩選過(guò)的鋼球取4.9 t/m3。

計(jì)算得Bb，opt≈88.98 t。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，與業(yè)主、磨煤機(jī)廠家進(jìn)行研討，決定加入90 t直徑為φ30、φ40、φ50的1:1:1比例混合后的鋼球，每次加入15 t后進(jìn)行試轉(zhuǎn)，記錄磨煤機(jī)電流，并畫(huà)出鋼球裝載量與電流的關(guān)系曲線，結(jié)果如圖2所示。

圖2 A磨煤機(jī)鋼球裝載量與電流關(guān)系曲線

后期磨煤機(jī)運(yùn)行中鋼球由于磨損質(zhì)量不斷減小，應(yīng)定期補(bǔ)充鋼球至最佳鋼球量，以恢復(fù)磨煤機(jī)的磨制能力[4]。

對(duì)于大多數(shù)煤種（HGI在50左右），鋼球磨損速度一般為0.03 kg/（h·t）左右[5]，建議采取少量多次的加鋼球方式，當(dāng)R200偏大時(shí)，需要加一定量的小鋼球，保證磨煤機(jī)空載電流保持平穩(wěn)，確保鋼球的裝載量始終保持在最佳水平。

3.3 磨煤機(jī)回轉(zhuǎn)式分離器轉(zhuǎn)速核對(duì)

本爐配備了新型低氮旋流煤粉燃燒器，低氮燃燒器是通過(guò)分級(jí)配風(fēng)來(lái)降低NOx排放量的，其抑制NOx的方法是通過(guò)減少燃燒器噴口的理論空氣量，在燃燒器噴口附近形成濃燃料燃燒區(qū)，降低燃燒區(qū)的氧濃度，也就降低了燃燒區(qū)的溫度，從而在燃燒區(qū)使NOx的生成量減少[6]。

主燃燒區(qū)域欠氧燃燒會(huì)導(dǎo)致煤粉顆粒不能完全燃盡，造成飛灰可燃物含量升高。為使煤粉更容易燃燒，就要控制煤粉細(xì)度合理，此時(shí)回轉(zhuǎn)式分離器的調(diào)試至關(guān)重要。靜態(tài)調(diào)試時(shí)繪制分離器轉(zhuǎn)速與頻率關(guān)系曲線如圖3所示，為磨煤機(jī)投運(yùn)后煤粉細(xì)度的調(diào)整奠定基礎(chǔ)。

圖3 A磨煤機(jī)分離器轉(zhuǎn)速與頻率關(guān)系曲線

磨煤機(jī)啟動(dòng)初期分離器轉(zhuǎn)速控制在150～160r/min，正常運(yùn)行后控制在130～150 r/min為宜，根據(jù)燃燒狀況、飛灰含碳量進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

3.4 磨煤機(jī)一次風(fēng)量控制方案

磨煤機(jī)一次風(fēng)量為進(jìn)入磨煤機(jī)的容量風(fēng)量和旁路風(fēng)量之和。根據(jù)負(fù)荷，保證磨出力的同時(shí)保證粉管煤粉速度，因此磨一次風(fēng)、容量風(fēng)、旁路風(fēng)風(fēng)量要成適當(dāng)比例控制。

一次風(fēng)量與磨煤機(jī)出力的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)符合圖4，一次風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速在20～25 m/s，磨煤機(jī)入口溫度保證在205～285 ℃，磨煤機(jī)分離器出口溫度根據(jù)煤的揮發(fā)分進(jìn)行調(diào)整，溫度控制在105～115 ℃。

圖4 一次風(fēng)與磨煤機(jī)出力關(guān)系曲線

雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)可以在給煤機(jī)斷煤、堵煤、故障及磨煤機(jī)一側(cè)堵煤等設(shè)備異常情況下使用，并根據(jù)機(jī)組負(fù)荷調(diào)整的需要進(jìn)行不同的組合匹配，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力[7]。磨煤機(jī)單進(jìn)雙出、單進(jìn)單出運(yùn)行時(shí)，可適當(dāng)調(diào)節(jié)兩側(cè)容量風(fēng)及旁路風(fēng)擋板的位置，避免兩側(cè)分離器出口溫度偏差過(guò)大，盡快恢復(fù)正常運(yùn)行方式。

4 制定雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)啟動(dòng)與停運(yùn)步驟

4.1 磨煤機(jī)啟動(dòng)步驟

1）檢查磨煤機(jī)開(kāi)機(jī)許可條件已具備，確認(rèn)磨煤機(jī)一次混合風(fēng)、冷一次風(fēng)、熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板、分離器出口擋板、煤粉管道吹掃風(fēng)電動(dòng)插板門(mén)、燃燒器入口煤粉管道氣動(dòng)插板門(mén)、給煤機(jī)出入口電動(dòng)閘板門(mén)均在關(guān)閉狀態(tài)。磨煤機(jī)高、低壓潤(rùn)滑油系統(tǒng)運(yùn)行正常。

2）啟動(dòng)磨煤機(jī)螺旋分離器電機(jī)，調(diào)整磨煤機(jī)螺旋分離器電機(jī)轉(zhuǎn)速至正常范圍。

3）打開(kāi)磨煤機(jī)1、2、3、4、5、6燃燒器入口煤粉管道手動(dòng)插板門(mén)。

4）打開(kāi)磨煤機(jī)出口1、2、3煤粉管道吹掃風(fēng)電動(dòng)插板門(mén)，吹掃1 min后關(guān)閉；打開(kāi)磨煤機(jī)出口4、5、6煤粉管道吹掃風(fēng)電動(dòng)插板門(mén)，吹掃1 min后關(guān)閉。

5）置磨煤機(jī)1、2、3、4、5、6分離器出口氣動(dòng)插板門(mén)開(kāi)位。

6）置磨、給煤機(jī)密封風(fēng)門(mén)開(kāi)位，檢查確認(rèn)入口容量風(fēng)壓力與密封風(fēng)壓差＞2 kPa。

7）啟動(dòng)磨煤機(jī)大齒輪密封風(fēng)機(jī)、大齒輪噴油裝置。

8）打開(kāi)磨煤機(jī)混合前冷一次風(fēng)、熱一次風(fēng)氣動(dòng)隔絕門(mén)，調(diào)節(jié)磨煤機(jī)冷一次風(fēng)和熱一次風(fēng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)擋板，旁路風(fēng)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)在全開(kāi)位置，調(diào)整一次風(fēng)量、風(fēng)溫，進(jìn)行暖磨。

9）磨煤機(jī)出口溫度達(dá)到設(shè)定溫度80 ℃以上后，完成暖磨。

10）啟動(dòng)磨煤機(jī)主電機(jī)，延時(shí)5 min檢查兩臺(tái)高壓潤(rùn)滑油泵自停。

11）磨煤機(jī)冷一次風(fēng)和熱一次風(fēng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)擋板投入自動(dòng)，維持容量風(fēng)門(mén)在最小開(kāi)度。

12）依次開(kāi)啟給煤機(jī)出、入口電動(dòng)閘板門(mén)，啟動(dòng)給煤機(jī)并增加給定轉(zhuǎn)速，維持給煤量大于30 t/h，磨煤機(jī)建立差壓料位≤1 000 Pa。料位建立后，投入磨煤機(jī)料位自動(dòng)。

13）調(diào)節(jié)容量風(fēng)、旁路風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)擋板，提高磨煤機(jī)出力，滿(mǎn)足機(jī)組負(fù)荷需要。

4.2 磨煤機(jī)正常停運(yùn)步驟

1）將磨煤機(jī)料位控制置手動(dòng)，手動(dòng)將給煤機(jī)轉(zhuǎn)速降低至最小值。

2）關(guān)閉給煤機(jī)入口閘板門(mén)，在給煤機(jī)皮帶上沒(méi)有存煤后停止給煤機(jī)，關(guān)閉給煤機(jī)出口閘板門(mén)。

3）將磨煤機(jī)熱/冷一次風(fēng)、入口容量風(fēng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)擋板置手動(dòng)，根據(jù)磨煤機(jī)出口溫度，關(guān)小磨煤機(jī)熱一次風(fēng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)擋板至完全關(guān)閉，開(kāi)大磨煤機(jī)冷一次風(fēng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)擋板維持風(fēng)量。

4）磨煤機(jī)料位下降后，逐漸關(guān)小磨煤機(jī)入口容量風(fēng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)擋板，開(kāi)大磨煤機(jī)旁路風(fēng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)擋板，控制一次風(fēng)量在正常范圍內(nèi)。根據(jù)容量風(fēng)量關(guān)小對(duì)應(yīng)燃燒器二次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板。

5）磨煤機(jī)吹空后，停運(yùn)磨煤機(jī)主電機(jī)，聯(lián)跳分離器電機(jī)、變頻器。

6）檢查磨煤機(jī)高壓潤(rùn)滑油泵自啟。

7）關(guān)閉冷一次風(fēng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)擋板、混合風(fēng)關(guān)斷擋板、分離器出口擋板。

8）分別將磨、給煤機(jī)密封風(fēng)門(mén)關(guān)閉。

9）將磨煤機(jī)單個(gè)煤粉管道吹掃風(fēng)電動(dòng)插板門(mén)依次打開(kāi)吹掃管道。

10）延時(shí)60 s關(guān)閉磨煤機(jī)煤粉管道吹掃風(fēng)電動(dòng)插板門(mén)。

11）停大齒輪罩密封風(fēng)機(jī)及噴油裝置。

4.3 磨煤機(jī)急停步驟

1）磨煤機(jī)主電機(jī)停運(yùn)后，聯(lián)跳給煤機(jī)，停運(yùn)磨煤機(jī)螺旋分離器電機(jī)。

2）啟動(dòng)兩臺(tái)磨煤機(jī)高壓潤(rùn)滑油泵。

3）分別將磨煤機(jī)熱/冷一次風(fēng)、入口容量風(fēng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)擋板置手動(dòng)，將磨煤機(jī)熱一次風(fēng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)擋板全部關(guān)閉。

4）關(guān)閉磨煤機(jī)各分離器出口擋板/冷一次風(fēng)、混合風(fēng)關(guān)斷擋板。

5）非MFT工況下，置磨煤機(jī)出口1、2、3煤粉管道吹掃風(fēng)電動(dòng)插板門(mén)全開(kāi)，吹掃2 min后關(guān)閉；置磨煤機(jī)出口4、5、6煤粉管道吹掃風(fēng)電動(dòng)插板門(mén)全開(kāi)，吹掃2 min后關(guān)閉。

6）兩臺(tái)高壓油泵啟動(dòng)運(yùn)行3 min后停止運(yùn)行。

7）停運(yùn)磨煤機(jī)旋轉(zhuǎn)分離器、大齒輪罩密封風(fēng)機(jī)、大齒輪噴油裝置。

5 制粉系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視與調(diào)整

磨煤機(jī)作為主要輔機(jī)，投運(yùn)后應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)視其運(yùn)行情況，調(diào)整運(yùn)行參數(shù)在正常值內(nèi)。

1）監(jiān)視磨煤機(jī)電機(jī)運(yùn)行電流、各風(fēng)量、一次風(fēng)速、各處風(fēng)壓、料位差壓、出口溫度等各重要參數(shù)，綜合判斷制粉系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)是否良好并采取相應(yīng)措施。

2）加強(qiáng)就地巡視，檢查制粉系統(tǒng)無(wú)跑、漏粉的情況，發(fā)現(xiàn)制粉系統(tǒng)的異常情況采取相應(yīng)措施。

3）定期檢查集控原煤斗料位與燃料主控室煤斗料位是否相符，原煤斗消防蒸汽系統(tǒng)各閥門(mén)方式正常。

4）檢查給煤機(jī)無(wú)異常振動(dòng)、噪聲，溫度正常，皮帶無(wú)撕裂跑偏現(xiàn)象。

5）磨煤機(jī)潤(rùn)滑油油箱油位介于高低限之間，油溫保持在25～35 ℃；磨煤機(jī)大瓦溫度低于60 ℃；檢查大齒輪噴油裝置工作正常，油量正常；大齒輪密封風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

6）定期對(duì)差壓、電耳料位進(jìn)行比較，如有較大偏差，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系檢修吹掃磨煤機(jī)控制系統(tǒng)測(cè)量管線。

6 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)設(shè)置保護(hù)、進(jìn)行靜態(tài)調(diào)整試驗(yàn)，可為磨機(jī)的啟動(dòng)運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，為機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電創(chuàng)造有利條件。