金英淑+王立芳

摘 要：風(fēng)扇磨煤機(jī)是直吹式制粉系統(tǒng)的燃煤電站鍋爐提供合格煤粉的制粉設(shè)備。本文介紹了風(fēng)扇磨煤機(jī)的空氣動(dòng)力特性及運(yùn)行性能，以便于根據(jù)鍋爐制粉參數(shù)邊界條件和燃料條件，確定最合理的風(fēng)扇磨煤機(jī)性能參數(shù)，保證鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行

關(guān)鍵詞：風(fēng)扇磨煤機(jī)；空氣動(dòng)力特性；運(yùn)行性能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.062

1 風(fēng)扇磨煤機(jī)的特點(diǎn)

風(fēng)扇磨煤機(jī)能同時(shí)完成煤的磨制、干燥和通風(fēng)三方面的要求，它與中速磨煤機(jī)的制粉系統(tǒng)不同之處在于能依靠自身的通風(fēng)能力進(jìn)行煤粉的輸送而不需要附加的通風(fēng)風(fēng)機(jī)，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因磨前進(jìn)行高溫干燥，能夠磨制水分較大的褐煤。

2 風(fēng)扇磨煤機(jī)的空氣動(dòng)力特性

由于風(fēng)扇磨的結(jié)構(gòu)組成，使其具有自行吸入干燥劑的能力，因此它起到一個(gè)風(fēng)機(jī)的作用。但是它的運(yùn)行工況又不同于風(fēng)機(jī)，因?yàn)樗瑫r(shí)進(jìn)行著燃料的干燥和破碎過(guò)程，從而大幅度地改變了磨內(nèi)的工作條件。

工作條件：

（1）原煤在制粉系統(tǒng)內(nèi)干燥時(shí)干燥劑溫度降低，蒸發(fā)的水氣大量析出，前一現(xiàn)象使工質(zhì)的體積縮小，后者則使其增大；而溫降的幅度和水分的蒸發(fā)量又取決于干燥劑的量及初溫、煤的應(yīng)用基水分、粒度以及煤粉的細(xì)度等因素。

（2）煤的粒度及比重在破碎和干燥過(guò)程中不斷變化，其粒度與比重成反比。

（3）由于分離器和磨煤機(jī)組合成為一個(gè)整體，因此回粉量的多少和分離器擋板的開(kāi)度都對(duì)磨煤機(jī)的內(nèi)在阻力有影響。

由于上述原因，使風(fēng)扇磨煤機(jī)的工作特性與其在冷態(tài)下純空氣測(cè)定的通風(fēng)特性有顯著的不同。而做為整個(gè)制粉系統(tǒng)，則其工作特性又與輸粉管道流通阻力有關(guān)：系統(tǒng)的通風(fēng)量是風(fēng)扇磨煤機(jī)△P-Q特性線與管道阻力特性線的相交點(diǎn)，這一交點(diǎn)隨著介質(zhì)比重和煤粉濃度的變化而變化。

歸納起來(lái)，運(yùn)行條件對(duì)風(fēng)扇磨煤機(jī)工況的影響表現(xiàn)在：

（1）干燥介質(zhì)溫度降低時(shí)，其比重增加，風(fēng)扇磨壓頭升高，而管道內(nèi)的壓頭損失也增大，系統(tǒng)通風(fēng)量保持不變，但耗電量增加。

（2）給煤量增加時(shí)，煤粉濃度增大，風(fēng)扇磨內(nèi)阻增大、壓頭降低，管道內(nèi)壓頭損失增大，系統(tǒng)通風(fēng)量降低，耗電量增大。

（3）變速調(diào)節(jié)時(shí)，轉(zhuǎn)速降低，風(fēng)扇磨壓頭也相應(yīng)降低，但管道阻力特性不變，系統(tǒng)通風(fēng)量降低，耗電量減少。

這些影響的綜合表現(xiàn)是：磨煤機(jī)給煤量越大，系統(tǒng)通風(fēng)量越低，磨煤機(jī)提升壓頭越小。

3 磨煤機(jī)的運(yùn)行性能

3.1 風(fēng)扇磨煤機(jī)的出力

打擊板對(duì)煤粒的破碎力與撞擊時(shí)兩者之間的相對(duì)速度成正比，因此風(fēng)扇磨的出力與轉(zhuǎn)速或打擊輪直徑成正比；另一方面，風(fēng)扇磨的出力又受到干燥劑輸送能力的限制。在通風(fēng)量一定的條件下，過(guò)多地加煤將使磨內(nèi)發(fā)生“堵塞”，造成煤粉輸送不出去。因此風(fēng)扇磨的出力也與通風(fēng)量成正比；而通風(fēng)量又與打擊輪的直徑，寬度及轉(zhuǎn)速成正比。所以，增大打擊輪直徑及寬度是提高風(fēng)扇磨出力的主要手段。

煤粒不僅在磨煤機(jī)內(nèi)被破碎，同時(shí)也被干燥，此干燥對(duì)破碎產(chǎn)生有利的作用，所以這是一個(gè)復(fù)合過(guò)程。褐煤的有效破碎要求每個(gè)煤粒都被足夠量的高溫干燥劑所包圍，在第一次被撞擊破碎后，干燥介質(zhì)與煤粒之間產(chǎn)生高速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使其新暴露出來(lái)的表面很快得到干燥產(chǎn)生龜裂，而導(dǎo)致煤粒變脆從而在受到第二次撞擊時(shí)就容易被破碎。一般當(dāng)干燥劑溫度降到200℃以下時(shí)，其使煤龜裂的作用減弱。

因此，高溫即加速了干燥，又加速了破碎。但也不能無(wú)限制地提高干燥的溫度，否則磨煤機(jī)出口溫度將會(huì)超限。

3.2 煤粉細(xì)度

煤的破碎程度與打擊輪轉(zhuǎn)速成正比：轉(zhuǎn)速越高，煤粉越細(xì)。在同樣的線速度下，打擊輪直徑越大（出力越大），煤粉越粗，這是因?yàn)樵诖蟪隽r(shí)煤粒與打擊板直接接觸的機(jī)會(huì)相對(duì)減少了，即使分離器是按比例放大的，其分離效果也不能消除這一趨向。同理，對(duì)同一臺(tái)風(fēng)扇磨而言，給煤量越大，煤粉越粗。

大量實(shí)驗(yàn)表明：雖然煤粉的平均粒度隨著磨煤機(jī)尺寸增大而變粗，但煤粉中的大顆粒份額則相對(duì)減少。說(shuō)明風(fēng)扇磨型號(hào)增大后煤粉粒度的均勻性有所改善。

3.3 調(diào)節(jié)特性

當(dāng)減少給煤量時(shí)，風(fēng)扇磨壓頭特性線升高，輸粉管道阻力特性線降低，使磨內(nèi)的通風(fēng)量增大，這就使得磨煤機(jī)出口溫度上升。用高溫爐煙干燥的制粉系統(tǒng)在抽爐煙管道上沒(méi)有調(diào)節(jié)門(mén)，磨煤機(jī)低出力時(shí)只能加大冷空氣的摻入量來(lái)保持出口溫度在極限范圍內(nèi)。用這樣的方法可使風(fēng)扇磨出力的調(diào)節(jié)范圍保持在100%～60%之內(nèi)。低于此范圍，易造成一次風(fēng)率過(guò)高，煤粉濃度降低而導(dǎo)致鍋爐燃燒不穩(wěn)，效率降低。

德國(guó)EVT公司和德國(guó)巴高克公司在大型風(fēng)扇磨上采用液力聯(lián)軸器或變頻器來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，當(dāng)給煤量減少時(shí)，同時(shí)也降低轉(zhuǎn)速，煤粉細(xì)度基本不變（轉(zhuǎn)速降低使煤粉變粗，給煤量減少使煤粉變細(xì)，兩者大致抵消）。轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍一般是最高轉(zhuǎn)速降低20%左右。采用這一措施后，風(fēng)扇磨煤機(jī)的出力調(diào)節(jié)范圍可擴(kuò)大到100%～30%。其優(yōu)點(diǎn)是在鍋爐負(fù)荷變動(dòng)幅度較大時(shí)，避免頻繁地增減風(fēng)扇磨的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。此外，由于通風(fēng)量減少（不低于一次風(fēng)速及一次風(fēng)率的下線），保持了較高的煤粉濃度，這對(duì)鍋爐的穩(wěn)定燃燒非常有利。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：金英淑（1964-），女，本科，高級(jí)工程師，主要從事燃煤火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)中速磨煤機(jī)、高速磨煤機(jī)設(shè)備新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與理論研究。