周會(huì)++高志雄++潘東

摘 要：雖然其他新能源不斷發(fā)展，但火力發(fā)電仍占據(jù)重要地位。為了提升火力發(fā)電的綜合效益，必須提高環(huán)保要求、降低發(fā)電能耗。現(xiàn)就我國(guó)火電廠的磨煤制粉的系統(tǒng)、磨煤設(shè)備進(jìn)行了綜述，為提高發(fā)電效率，解決制粉中存在的問題提供一定的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：火電廠；球磨機(jī)；制粉系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.155

盡管水電和風(fēng)電，核電等新能源近年來發(fā)展迅速，但火力發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中仍占有重要比例。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前我國(guó)火力發(fā)電量占總發(fā)電量的份額仍在75 %以上，而火力發(fā)電廠的廠用電大約占總發(fā)電量的10 %，而制粉系統(tǒng)用電量占全廠用電的15 %-25 %，由此可看出降低制粉能耗對(duì)于提高電廠的整體效益有著重要的意義。

隨著國(guó)家電力系統(tǒng)新政策出臺(tái)，要求競(jìng)價(jià)上網(wǎng)，因此各電廠都希望通過省煤節(jié)電來提高電廠的整體效益，磨煤制粉系統(tǒng)作為電廠重要耗電環(huán)節(jié)，其高效低能耗運(yùn)行已經(jīng)成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。本文對(duì)火電廠磨煤制粉系統(tǒng)、磨煤設(shè)備等進(jìn)行綜述，對(duì)解決電廠制粉高能耗問題提供一定的依據(jù)。

1 磨煤制粉系統(tǒng)

針對(duì)不同性質(zhì)的煤、不同類型的磨機(jī)、不同負(fù)荷特性的鍋爐及其他相關(guān)條件，需要采用不同的形式的制粉系統(tǒng)。而常用的制粉系統(tǒng)分為直吹式和中間儲(chǔ)倉(cāng)式（簡(jiǎn)稱中儲(chǔ)式）。直吹式制粉系統(tǒng)是指把煤經(jīng)過磨機(jī)磨成粉，而后直接送入燃燒的系統(tǒng)；而中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)是把在磨機(jī)磨好的煤粉儲(chǔ)存在煤粉倉(cāng)內(nèi)，再根據(jù)鍋爐運(yùn)行的狀況和實(shí)際需要，將煤粉倉(cāng)中的煤粉經(jīng)過給粉機(jī)送入爐堂的燃燒系統(tǒng)。

1.1 中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)

在中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)中，從磨機(jī)出來的煤粉為氣固混合物，且粒度有粗有細(xì)，需要經(jīng)過粗粉分離器把粗顆粒的煤粉中分離出來，其粒度不達(dá)要求不能直接送入鍋爐燃燒，再送入細(xì)粉分離器分離出細(xì)顆粒部分，最后煤粉從氣粉混合物中分離出來，儲(chǔ)存在煤粉倉(cāng)中以備使用。因此，鍋爐燃料消耗量可以和磨機(jī)的出力不相等，這樣磨機(jī)可以相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)行以降低此部分的經(jīng)濟(jì)成本，而且其不受鍋爐負(fù)荷的影響，提高制粉系統(tǒng)的獨(dú)立性和經(jīng)濟(jì)性。但是在實(shí)際生產(chǎn)中細(xì)粉分離器不可能把煤粉氣中的全部煤粉分離出來，氣流中會(huì)含有一部分粒度較細(xì)的煤粉。為了實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用，一般把這一部煤粉送入鍋爐燃燒。一方法是將它作為一次風(fēng)使用，即利用這部分含煤粉的氣流輸送給由給粉機(jī)下來的煤粉使其進(jìn)入爐膛燃燒，該系統(tǒng)稱為乏氣系統(tǒng)；另一種方法是把它作為三次風(fēng)使用，即利用帶有細(xì)煤粉的氣流送入到三次風(fēng)噴口進(jìn)入爐膛燃燒，這種利用熱風(fēng)送到主燃燒器的系統(tǒng)稱為熱風(fēng)送粉系統(tǒng)。對(duì)比上述的兩種系統(tǒng)，乏氣送粉系統(tǒng)主要適應(yīng)于水分較小，揮發(fā)分較高，容易燃燒的煤種；而用熱風(fēng)送分系統(tǒng)主要適應(yīng)于難著火和難盡燃的無煙煤，貧煤以及差質(zhì)煙煤[1]。

中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)因其運(yùn)行可靠，對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，維護(hù)簡(jiǎn)單及檢修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因此我國(guó)火電廠較多使用中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)。然而該系統(tǒng)也存在一些缺點(diǎn)，如運(yùn)行時(shí)電耗高，磨機(jī)磨損量大，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和優(yōu)化運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)效率較低。

1.2 直吹式制粉系統(tǒng)

在直吹式制粉系統(tǒng)中，磨機(jī)制備的煤粉立即送入爐膛燃燒。磨機(jī)的制粉量變化必須與鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化保持一致。因此，鍋爐的正常運(yùn)行對(duì)制粉系統(tǒng)的依賴性很高。中高速磨機(jī)的功率特性：磨機(jī)的單位電耗隨著磨機(jī)的出力的增加而增加，隨著磨機(jī)出力的減少而減少[2]。與鋼球磨機(jī)相比，其磨煤電耗時(shí)比較低，所以它們能夠適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化，經(jīng)濟(jì)性較好。因此，直吹式制粉系統(tǒng)一般采用中高速磨機(jī)作為核心磨煤設(shè)備。

目前，我國(guó)南方大多數(shù)電廠在使用雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)配直吹式制粉系統(tǒng)[3]。直吹式制粉系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：在任何時(shí)候所有運(yùn)行磨機(jī)制粉出力總和等于鍋爐的煤耗量。因此，磨煤機(jī)經(jīng)常處于變動(dòng)負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，不可能一直保持滿出力狀態(tài)運(yùn)行。雙進(jìn)雙出鋼球磨機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)、負(fù)荷的調(diào)節(jié)范圍廣；但在實(shí)際的使用過種中，仍存在較多的問題。

與單進(jìn)單出磨煤機(jī)相比，雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)具有儲(chǔ)粉能力較強(qiáng)，煤粉儲(chǔ)備量大約相當(dāng)于磨煤機(jī)運(yùn)行10-15 min的出煤量；負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，在較寬的負(fù)荷范圍內(nèi)反應(yīng)能力較強(qiáng)，其負(fù)荷變化率每分鐘可以超過20%；可利用率高，可靠性高；維護(hù)方便且維修費(fèi)用低；低負(fù)荷時(shí)，由于一次風(fēng)速減小，帶走的煤粉細(xì)度更高，有利于鍋爐的穩(wěn)燃及提高燃燒效率[4]。

2 磨煤制粉的設(shè)備

磨礦機(jī)種類有很多，按磨礦介質(zhì)的不同可分為棒磨機(jī)、球磨機(jī)、礫磨機(jī)、自磨機(jī)等；按磨礦機(jī)的筒體形狀的不同，可分為圓錐形磨礦機(jī)和圓筒形磨礦機(jī)兩類；按排料方式的不同，磨礦機(jī)可分為中心排料式、格子排料式以及周邊排料式。在火電廠常用的是鋼球磨煤機(jī)，且根據(jù)不同的磨煤系統(tǒng)，選擇的磨煤機(jī)也會(huì)有差異。

直吹式制粉系統(tǒng)應(yīng)考慮配置變負(fù)荷運(yùn)行性較好的磨機(jī)，如中、高速磨煤機(jī)，雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，而中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)則選用鋼球磨機(jī)[5]。

雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)由磨機(jī)筒體、螺旋輸送裝置、主軸承、密封裝置、混料箱、分離器、大小齒輪主傳動(dòng)系統(tǒng)、主軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)、大齒輪噴射潤(rùn)滑系統(tǒng)、壓差和噪聲測(cè)料位系統(tǒng)和慢速傳動(dòng)系統(tǒng)等組成，并與給煤機(jī)相連接。同時(shí)還配以加球裝置、煤粉截止閥、隔音罩等輔助裝置[6]。

3 結(jié)束語

我國(guó)火電廠的在磨煤制粉系統(tǒng)及設(shè)備等方面已經(jīng)有很大提高，但磨煤能耗仍是電廠耗能的主要部分，對(duì)磨煤能耗方面不少的學(xué)者也了大量研究工作，希望能夠?qū)?shí)際的生產(chǎn)提供幫助，為我國(guó)火電廠節(jié)能優(yōu)化提供更好的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李軍路.火電廠中儲(chǔ)式球磨機(jī)制粉系統(tǒng)的優(yōu)化控制[D].西安理工大學(xué)，2008.

[2]李寶文.中儲(chǔ)式球磨機(jī)制粉系統(tǒng)先進(jìn)控制和優(yōu)化應(yīng)用研究[D].山東大學(xué)，2009.

[3]馮磊華.雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)建模及控制[D].中南大學(xué)，2012.

[4]劉兆俊，石天佐.雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)改進(jìn)[J]. 電力安全技術(shù)，2010（11）：40-41.

[5]徐瑋.電廠制粉系統(tǒng)防爆與控制的研究[D].浙江大學(xué)，2014.

[6]劉創(chuàng).雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)增容改造方法與實(shí)驗(yàn)研究[D].長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2011.

基金項(xiàng)目：貴州省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目—六盤水周邊地區(qū)發(fā)電用煤顯微組分磨礦特性研究（No：201610977018）

作者簡(jiǎn)介：周會(huì)（1993-），男，貴州銅仁人，本科，研究方向：煤炭清潔利用。