330MW鍋爐磨煤機(jī)鋼球最佳級(jí)配試驗(yàn)研究

摘 要：鋼球磨煤機(jī)在我國(guó)火力發(fā)電廠中得到廣泛的應(yīng)用，但是鋼球磨煤機(jī)金屬損耗大，制粉電耗較高。通過(guò)建立鋼球磨損穩(wěn)態(tài)模型和工程試驗(yàn)可以計(jì)算出最佳鋼球裝載量和鋼球最佳級(jí)配。同時(shí)采用高鉻鋼球，可以減少鋼球磨損，穩(wěn)定鋼球的最佳級(jí)配，減少鋼球的用量，達(dá)到減少電耗和鋼耗的目的。

關(guān)鍵詞：磨煤機(jī)；鋼球；級(jí)配

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.033

0 概述

鋼球磨煤機(jī)已在國(guó)內(nèi)外火力發(fā)電廠中廣泛的應(yīng)用，但是鋼球磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)能耗較高，其用電量高達(dá)廠用電的20%左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，磨煤機(jī)一般每磨制1t煤鋼球磨損為120～300g，個(gè)別磨煤機(jī)甚至更高。通過(guò)調(diào)節(jié)鋼球最佳裝配量、球徑的配比、鋼球以及襯瓦的材料特性及補(bǔ)球參數(shù)，可以起到防磨降耗的作用。目前我國(guó)火力發(fā)電廠鋼球磨煤機(jī)鋼球直徑的選擇一直沿用前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)鋼球磨煤機(jī)的鋼球規(guī)格尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在補(bǔ)球方面，因認(rèn)為大球會(huì)磨成小球，絕大多數(shù)火力發(fā)電廠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)單純的補(bǔ)加大球，造成磨煤機(jī)內(nèi)球荷平均粒度的增大，使磨煤機(jī)不能工作在最佳鋼球級(jí)配。

1 改造項(xiàng)目

某電廠330MW機(jī)組鍋爐配備有4臺(tái)350/600型鋼球磨，均為沈陽(yáng)重型機(jī)械廠生產(chǎn)的單進(jìn)單出磨煤機(jī)。設(shè)計(jì)出力為45.88t/h，額定電流為105A。近年來(lái)，受到國(guó)內(nèi)煤炭市場(chǎng)變化等因素的影響，使得入爐煤質(zhì)偏離設(shè)計(jì)值。目前該廠使用的鋼球規(guī)格為Φ40、Φ50、Φ60三種，配比方式為1：1：1，磨煤機(jī)加裝鋼球主要以磨煤機(jī)電流為參照依據(jù)，采取定期加裝大直徑鋼球方式，使磨煤機(jī)筒體內(nèi)部不同直徑鋼球比例不合理。

以前使用的鋼球?yàn)槠胀ǜ咩t鋼球，平均磨耗為133.6g/噸煤，現(xiàn)在在普通高鉻鋼球化學(xué)成分的基礎(chǔ)上添加適量鎢、鉻、錳、釩等合金元素，進(jìn)一步降低鋼球的磨耗，提高鋼球的耐磨性。

同時(shí)對(duì)磨煤機(jī)襯板的波形和材質(zhì)進(jìn)行了改造，通過(guò)對(duì)波形板的波谷高度差進(jìn)行調(diào)整，提高波形板帶球能力，從而增加鋼球在磨煤機(jī)筒體內(nèi)的粉碎和研磨行程，提高鋼球的粉碎和研磨能力。目前使用的襯板均為低合金材質(zhì)，將襯板材質(zhì)升級(jí)改造為高鉻鑄鐵耐磨襯板，升級(jí)后的高鉻鑄鐵耐磨襯板較低合金襯板耐磨性能提高20%，從而降低襯板的磨損。

2 計(jì)算鋼球最佳級(jí)配系數(shù)

鋼球磨損的結(jié)果是其直徑隨磨損時(shí)間的增長(zhǎng)而減少，就單個(gè)鋼球來(lái)說(shuō)，直徑的減少是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程。然而在特定的磨煤機(jī)中，鋼球群體直徑的減少則表現(xiàn)出很強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)特征。對(duì)于 1 臺(tái)其他各種參數(shù)都固定，而只有鋼球直徑變化的磨煤機(jī)，其出力與鋼球直徑的平方根成反比，磨煤機(jī)電流基本不變，則取用小直徑鋼球有利于降低磨煤電耗。而直徑小的鋼球磨損量大，所以應(yīng)根據(jù)各鋼球級(jí)配下磨煤電耗成本和鋼球磨損成本綜合考慮確定鋼球的最佳級(jí)配[3]。

合理的鋼球裝載量和鋼球級(jí)配使磨煤機(jī)出力增大，降低制粉電耗及鋼耗[4]。磨煤機(jī)的規(guī)格（直徑、總長(zhǎng)）不同、轉(zhuǎn)速不同、襯板形狀不同、所磨燃料不同、煤粉細(xì)度要求不同鋼球級(jí)配也就不同。首先根據(jù)燃煤的可磨系數(shù)、燃煤粒度、磨煤機(jī)直徑確定最大鋼球直徑，確保最大粒度的燃煤被迅速破碎；其次根據(jù)煤粉細(xì)度要求、燃煤的可磨系數(shù)確定最小鋼球的直徑，確保燃煤微粒被迅速碾碎。在此鋼球級(jí)配下的制粉出力可根據(jù)式（1）計(jì)算出相應(yīng)可計(jì)算磨每噸煤的磨煤電耗。根據(jù)發(fā)電成本可計(jì)算磨煤電耗成本，算出磨煤電耗成本和鋼球磨損成本之和，確定出鋼球的最佳級(jí)配[5]。

3 試驗(yàn)前后運(yùn)行參數(shù)分析

（1）磨煤機(jī)鋼球級(jí)配前。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算、分析得出：

1）#6爐D磨煤機(jī)鋼球級(jí)配前磨煤機(jī)運(yùn)行單耗：EM=NM/BM=磨煤機(jī)電機(jī)用電總量（KWh）/給煤量總計(jì)（T）=21.2 kWh/t煤。

2）磨煤機(jī)電流值平均109.3A。

3）磨煤機(jī)平均出力保持在45.3T/h左右。

4）煤粉細(xì)度：R90=25.6%，R200=5.3%。

（2）磨煤機(jī)鋼球級(jí)配后。

（3）磨煤機(jī)鋼球級(jí)配前、后比較分析。通過(guò)對(duì)#6爐D磨煤機(jī)鋼球級(jí)配試驗(yàn)前后采集的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析得出：

1）#6爐D磨煤機(jī)鋼球級(jí)配后運(yùn)行單耗比級(jí)配前平均降低6.6kWh/t煤。

2）磨煤機(jī)電流值平均降低27.2A。

3）磨煤機(jī)出力平均升高1.7T/h左右，變化不大。

4）煤粉細(xì)度（取二次加球后連續(xù)5日平均值）：R90=21.7%，稍高于設(shè)計(jì)值；R200=3.1%，低于設(shè)計(jì)值。（注：#6爐設(shè)計(jì)煤粉細(xì)度：R90≤20%；R200≤5%）

4 結(jié)論

通過(guò)磨煤機(jī)級(jí)配前后各數(shù)據(jù)的對(duì)比可以清晰的看出，磨煤機(jī)級(jí)配后磨煤機(jī)單耗由原來(lái)的21.2kwh/t降低至14.6kwh/t。磨煤機(jī)電耗成本由原來(lái)的8.904元/t降低至6.132元/t，磨制每一噸煤可以節(jié)約成本2.772元，按照一臺(tái)330MW機(jī)組一年用煤量70萬(wàn)噸計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約發(fā)電成本1940400元。

參考文獻(xiàn)：

[1]330MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程[S].華電國(guó)際十里泉發(fā)電廠，2013.

[2]余濤，張翠珍，劉亮.鋼球磨煤機(jī)鋼球的最佳級(jí)配與補(bǔ)球參數(shù)[J]. 長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，4（01）：68-83.

作者簡(jiǎn)介：賈海冰（1988-），男，山東嘉祥人，本科，助理工程師。