吳建良

MPS212中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)運行特性分析

吳建良

（華電六安發(fā)電有限公司，安徽六安 237126）

結(jié)合華電六安發(fā)電有限公司MPS212輥式磨煤機的實際運行情況，分析了影響磨煤機運行出力和威脅磨煤機運行安全性的因素并提出了應對措施，可為同類型設備的運行提供參考。

中速磨煤機；煤粉細度；運行方式；安全性

0 引言

華電六安發(fā)電有限公司＃3鍋爐為660MW超超臨界參數(shù)變壓運行螺旋管圈直流爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式，配備6臺MPS212中速輥式磨煤機，燃用淮南煙煤。在機組調(diào)試與投入商業(yè)運行的過程中，直吹式制粉系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定直接影響到鍋爐運行的經(jīng)濟性，制粉系統(tǒng)的重要性顯現(xiàn)突出。

1 制粉系統(tǒng)概況

為了滿足鍋爐燃燒需求，華電六安發(fā)電有限公司制粉系統(tǒng)采用冷一次風正壓直吹式系統(tǒng)。直吹式制粉系統(tǒng)的最大特點是無煤粉倉，負荷響應速度慢。它通過給煤機調(diào)節(jié)磨煤機的給煤量，連續(xù)、均勻、穩(wěn)定地向爐膛提供質(zhì)量合格的煤粉，保證爐膛輸入的熱量與鍋爐負荷相匹配。因此，MPS212中速磨煤機已成為鍋爐燃燒系統(tǒng)中不可分割的重要組成部分。MPS212輥盤式磨煤機設計參數(shù)見表1（表中：BMCR工況為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量工況）。

2 影響磨煤機出力的因素

MPS212輥式磨煤機運行工況的好壞，將直接影響鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性。經(jīng)過綜合分析調(diào)試期間及商業(yè)運行期間的數(shù)據(jù)，影響磨煤機出力的因素主要有原煤煤質(zhì)、煤粉細度、通風干燥出力、磨煤機磨輥磨損度及液壓機構(gòu)加載力等。

2.1 原煤煤質(zhì)

MPS212磨煤機設計煤種的哈氏可磨性系數(shù)（HGI）為65，磨煤機對原煤的煤種適應性較差。磨煤機的出力試驗顯示：煤的灰分應小于40%，HGI應大于60。原煤的HGI每增加1，出力增加1.3 t／h左右，占正常最大出力的2.3%～2.5%。

表1 磨煤機主要設計參數(shù)

原煤的外在水分對磨煤機的出力影響也較大。由于水分增加，磨煤機的干燥能力下降，煤的塑性變形能力增大，研磨阻力加大，造成磨煤機的出力下降。為了提高出力，應提高磨煤機入口風溫，增大入口一次風量，否則必須降低給煤量才能保證磨煤機的正常運行。試驗結(jié)果顯示：原煤水分每增加1%，磨煤機出力下降0.3～0.4 t／h。

2.2 煤粉細度

煤粉細度的變化與動態(tài)分離器葉片轉(zhuǎn)速、磨輥碾磨力、給煤量及一次風量等有關。

為了保證煤粉燃燒完全，運行中應隨時調(diào)整煤粉細度以適應鍋爐運行負荷和燃料的變化。運行中，MPS212磨煤機煤粉細度的調(diào)整主要通過及時改變磨煤機內(nèi)動態(tài)分離器的旋轉(zhuǎn)速度以及液壓加載力；同時，磨煤機通風量減小時，一次風攜帶煤粉的能力減弱，煤粉細度也會變細。鍋爐在運行中應綜合考慮煤粉細度，盡量將機械不完全燃燒熱損失、磨煤電耗及金屬磨耗之和降到最小。

為了滿足細度及燃燒要求，提高燃燒經(jīng)濟性，磨煤機運行穩(wěn)定后，應及時投入液壓變加載力自動、分離器轉(zhuǎn)速自動及風量自動，這些自動裝置跟蹤給煤量自動調(diào)節(jié)。磨煤機出力試驗及燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗結(jié)果顯示：煤粉細度R90＝18%，磨煤機初始液壓加載力為6.5MPa為宜。

2.3 通風出力與燃燒要求的配合

為了保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和安全性，MPS212磨煤機的通風量與燃燒要求的一次風量一定要匹配。該磨煤機的最小通風量取決于兩個條件：一是磨煤機出口溫度應控制在75℃下，水平一次風管內(nèi)的風粉流速不能低于20m／s，以防止煤粉沉積，通過燃燒試驗，確定風速控制在25～30m／s為宜；二是保證磨煤機的正常通風、干燥出力和合格的煤粉細度。在正常運行中，MPS212磨煤機要求一次風量既要保證磨煤機出口風粉氣流中風粉質(zhì)量比達到1.8～2.1，又要滿足磨煤機干燥出力的要求。一次風量降低將導致磨煤機出力下降，嚴重時會引起滿磨、堵磨。磨煤機負荷率與一次風量的關系曲線如圖1所示。

圖1 磨煤機負荷率與一次風量關系曲線

同時，磨煤機入口一次風溫對磨煤機的通風量也有較大的影響：風溫高，則需要的通風量減小；反之，則需要的通風量加大。試驗結(jié)果顯示：MPS212磨煤機入口一次風溫在170℃以上時，既能滿足干燥出力，又能滿足通風出力。因此，磨煤機風煤比的控制與燃燒穩(wěn)定的要求及磨煤機安全運行的要求，綜合限制了該磨煤機的出力。由于MPS212磨煤機選型偏小，通風阻力偏大，出力在實際運行中受限于磨煤機自身通風干燥出力，熱風門普遍開度較大，在單臺給煤量達38 t／h時，磨煤機熱風門開度達95%以上，幾近全開。

2.4 磨煤機碾磨壓力

MPS212磨煤機采用液壓加載機構(gòu)，因此其出力還與磨輥的液壓加載力有關。碾磨壓力主要來自液壓加載機構(gòu)的加載油壓，其次才是磨輥自身的重力。加載油壓過大，將加速磨輥的磨損，過小將使磨煤機出力降低、煤粉變粗。因此，運行中要保持與當前煤量相應的碾磨壓力。磨煤機正常運行時，液壓加載機構(gòu)置于變加載工作模式，自動裝置根據(jù)給煤量自動調(diào)節(jié)加載力。當給煤量不變時，隨著碾磨壓力的提高，磨煤機出力增大，煤粉細度也變細；反之，出力下降。因此，當磨煤機低負荷運行時，可適當降低碾磨壓力，這既有利于減小磨煤機的振動，又不至于對煤粉細度造成明顯的影響，而磨煤機的定加載工作模式極少采用。出力試驗表明：MPS212磨煤機初始給煤量為18 t／h，加載油壓為6.5MPa；最大給煤量為50 t／h，加載油壓為11.0MPa。磨煤機負荷率與加載油壓關系曲線如圖2所示。

圖2 磨煤機負荷率與加載油壓關系曲線

2.5 磨煤機運行方式

磨煤機出力的調(diào)整還與投運的磨煤機臺數(shù)有關。當鍋爐負荷變化幅度較大時，選擇磨煤機運行方式時應充分考慮磨煤機在不同負荷下，煤粉細度、風粉混合物濃度以及磨煤機安全性的影響。

為了保證鍋爐燃燒穩(wěn)定，防止滅火，須維持較高的風粉濃度，在機組負荷大于370MW、單臺磨煤機出力接近40 t／h時，應及時啟動備用磨煤機，防止運行磨煤機滿煤、堵煤，以保證磨煤機的安全、經(jīng)濟運行。

在鍋爐低負荷運行時，MPS212磨煤機的最小出力能降到20 t／h以維持正常運行。若低于該出力運行，由于磨盤上煤層過薄，將會造成磨輥與磨盤直接接觸，導致磨煤機產(chǎn)生強烈的磨損和振動。當單臺磨煤機出力降至22 t／h時，應及時停運，以增加其他磨煤機的出力，維持較高的風粉濃度，保證煤粉的穩(wěn)定燃燒。

3 磨煤機運行安全性分析

3.1 磨煤機的運行溫度

一般來講，磨煤機出口氣粉混合物的溫度越高，越有利于煤粉的干燥，也利于煤粉在爐膛內(nèi)著火，特別是在低負荷燃用劣質(zhì)煤時。但若出口溫度高于規(guī)定值，高溫會驅(qū)使揮發(fā)分從煤中逸出，增加磨煤機和粉管內(nèi)燃料著火的可能性；出口溫度低于規(guī)定值，會因煤粉不能獲得充分的干燥而黏附在磨煤機內(nèi)部和煤粉管中，導致煤粉管堵塞，而積存煤粉遇到高溫時，還可能出現(xiàn)磨煤機、煤粉管著火，甚至發(fā)生爆炸。因此，MPS212磨煤機爆炸事故極易發(fā)生在煤種揮發(fā)分高、煤粉細度過細、磨煤機出口風粉混合物溫度達到110℃以上等工況。因此，為了防止發(fā)生自燃、爆炸，對磨煤機運行提出如下要求。

（1）制粉系統(tǒng)嚴密性要好，不得有漏粉現(xiàn)象。

（2）運行中嚴格控制磨煤機出口風粉混合物溫度低于75℃，加強對出口一次風粉管CO質(zhì)量濃度的監(jiān)視；基于干燥介質(zhì)含氧量、原煤揮發(fā)分和對磨輥軸承溫度的限制，出口緊急停運溫度為110℃。

（3）停運磨煤機前，要求通風吹掃10min以上，保證磨煤機及一次粉管內(nèi)無積存煤粉；遇緊急情況時，通入滅火蒸汽進行滅火。

3.2 磨煤機振動

MPS212磨煤機在運行方面若操作維護不當，也會引起磨煤機振動。通常，造成振動大的原因主要有以下幾個方面。

（1）磨煤機斷煤或滿煤。

（2）原煤中存在三塊（木、石、鐵）及其他雜物。

（3）油質(zhì)不合格或潤滑油站故障。

（4）減速器及磨盤軸承損壞。

（5）磨輥嚴重磨損或磨輥軸承損壞。

（6）磨輥碾壓力不均勻。

（7）未及時排放石子煤。

磨煤機的振動會嚴重威脅磨煤機的安全，進而威脅鍋爐的安全運行，因此，為了防止磨煤機產(chǎn)生振動，在運行過程中應注意以下問題。

（1）經(jīng)常檢查輸煤除鐵器，及時清理原煤里的鐵塊，避免雜物進入磨煤機。

（2）經(jīng)常檢查加載系統(tǒng)的油路，及時更換已損壞的加載缸和電磁換向閥，保證3個加載油缸的加載同步及電磁換向閥正常工作。

（3）避免磨煤機斷煤、滿煤，并保證給煤量和一次風量按規(guī)定比例運行。若需手動調(diào)節(jié)磨煤機出力，在提高磨煤機出力時，應先加風量，后加煤量，降低出力時，先減煤量，后減風量，防止一次風量調(diào)節(jié)過快或風量過小造成石子煤量過多，甚至堵煤。

4 結(jié)論

（1）MPS212磨煤機的出力受煤質(zhì)、磨煤機通風量、加載壓力、煤粉細度及運行方式等因素影響，運行中應根據(jù)燃料性質(zhì)和磨煤機負荷的變化，及時調(diào)整相應的通風量、加載壓力及煤粉細度，以保證磨煤機和鍋爐燃燒的經(jīng)濟性和安全性。

（2）運行人員應充分掌握磨煤機的結(jié)構(gòu)和運行特性，提高操作水平和調(diào)整能力，及時對異常情況做出準確的分析和預判，嚴格執(zhí)行各項規(guī)章制度，防止磨煤機事故的發(fā)生。

［1］魏志強.中速磨運行特性分析及其制粉系統(tǒng)控制［J］.石河子科技，2014（4）：31-32.

［2］林江.直吹式制粉系統(tǒng)及中速磨運行特性分析［J］.中國電力，1999，32（1）：25-27.

（本文責編：劉芳）

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：1674-1951（2015）03-0061-03

吳建良（1972—），男，四川溫江人，技師，從事電廠運行工作（E-mail：15955999465＠139.com）。

2014-10-10；

2015-01-20