壽奎原 于帥 盧得勇
摘 要:結合中速磨煤機內(nèi)部結構、工作原理及實際運行情況,嘗試研發(fā)一種提升碾磨效率的裝置,在原煤進入磨盤前,提高原煤溫度,降低原煤水分;在磨盤中使粗細煤粉區(qū)域內(nèi)小范圍產(chǎn)生分離,提升粗煤粉碾磨分配能量,達到提升碾磨效率的目的。將該裝置在某電廠中速磨煤機上運行一段時間后發(fā)現(xiàn),煤粉細度小幅下降,磨煤機單耗降低約0.6 kWh/t。
關鍵詞:中速磨煤機;碾磨;效率
0 ? ?引言
近年來,我國電力需求始終保持增長趨勢,2020年前10個月,全社會用電量約6.03萬億kWh,2019年全年全社會用電量約7.23萬億kWh。我國能源結構的特點是多煤、少油、貧氣,雖然新能源電源增速較快,但目前火力發(fā)電依然是主要的電源結構。據(jù)統(tǒng)計,2019年火電裝機容量達11.9億kWh,約占全國裝機總?cè)萘康?9.22%。
中速磨煤機為燃煤電站制粉系統(tǒng)的關鍵設備,在燃煤電站工藝流程中,承擔著碾磨、干燥、輸送合格煤粉的作用,在電力生產(chǎn)中能耗較大。針對中速磨煤機性能提升的技術研發(fā)是燃煤電站節(jié)能降耗的主要方向之一。
中速磨煤機的工作原理為原煤經(jīng)由落煤管持續(xù)落入磨煤機內(nèi)部磨盤,磨盤被電機帶動旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)過程中,通過磨輥及襯瓦完成對原煤的碾磨及甩出。熱風自磨煤機底部風室進入,經(jīng)由噴嘴環(huán)中轉(zhuǎn)后進入磨煤機,攜帶被磨盤甩出的煤粉,通過分離器后被送出磨煤機。分離器起到分離不合格煤粉的作用,不合格煤粉被分離出來后,經(jīng)由回粉錐重新返回磨盤進行碾磨,重復上述工作。
中速磨煤機的出力包括干燥出力、通風出力、碾磨出力,3個出力中的最低值為磨煤機的最終出力。在煤質(zhì)穩(wěn)定的情況下,干燥出力主要由進入磨煤機的熱風溫度及熱風量決定;通風出力主要由制粉系統(tǒng)中一次風機決定。因此,干燥出力和通風出力主要是由磨煤機以外的因素決定的,碾磨出力主要由磨煤機的結構型式?jīng)Q定。
在有足夠熱風溫度,足夠一次風機出力的情況下,碾磨出力往往是限制磨煤機出力的主要因素。因此,對提升中速磨煤機碾磨效率進行研究,對于提升中速磨煤機的性能與出力是很有意義的。
1 ? ?提升磨煤機碾磨效率裝置的工作原理
中速磨煤機碾磨出力設計計算公式如下:
Bm=Bmo×fh×fr×fm×fa×fg×fe×fsi
式中:Bm為碾磨出力;Bmo為磨煤機基本出力;fh為可磨性對磨煤機出力的修正系數(shù);fr為煤粉細度對磨煤機出力的修正系數(shù);fm為原煤水分對磨煤機出力的修正系數(shù);fa為原煤灰分對磨煤機出力的修正系數(shù);fg為原煤粒度對磨煤機出力的修正系數(shù);fe為碾磨件磨損的出力降低系數(shù);fsi為分離器形式對磨煤機出力的修正系數(shù)。
由上式可以看出,原煤的可磨性、水分、灰分、原煤粒度、煤粉細度都會對原煤的碾磨出力產(chǎn)生影響。其中,原煤的可磨性越差,碾磨出力越小;水分越大,碾磨出力越小;原煤粒度越大,碾磨出力越小。
在中速磨煤機工作過程中,不僅原煤粒度會影響碾磨出力,磨盤中煤粉的粒度分布也會影響碾磨出力。中國礦業(yè)大學對中速磨煤機碎磨機理進行了深入研究,通過模擬在中速磨煤機的試驗裝置中進行破碎試驗研究發(fā)現(xiàn),碾磨過程中磨盤煤層中的細煤粉顆粒會占據(jù)粗顆粒與碾磨介質(zhì)以及粗顆粒的間隙,導致煤層摩擦系數(shù)減小,降低粗顆粒煤粉可分配的碾磨能量,降低碾磨裝置的輸入能量,降低碾磨效率。
基于以上分析,本文嘗試研發(fā)了一種提升碾磨效率的裝置,該裝置包括:(1)中心預干燥系統(tǒng);(2)磨盤流化風系統(tǒng)。
1.1 ? ?中心預干燥系統(tǒng)
中心預干燥系統(tǒng)為從中速磨煤機入口熱風道中引出一路熱風進入磨煤機頂部落煤管,隨落煤管中原煤一起進入磨煤機內(nèi)部,在落煤管中對原煤進行預干燥,可降低部分原煤水分。
中心預干燥系統(tǒng)示意圖如圖1所示。
1.2 ? ?磨盤流化風系統(tǒng)
磨盤流化風系統(tǒng)為從中速磨煤機入口一次風中引一路送入磨煤機內(nèi)部,通過流化風噴嘴直接吹掃磨盤中煤粉,在同一動能下,促使煤粉沿吹掃方向產(chǎn)生位移,使被吹掃的煤粉中的粗細顆粒在區(qū)域內(nèi)小范圍產(chǎn)生分離,減少粗顆粒煤粉周圍的細煤粉,提升分離后粗顆粒及細顆??梢苑峙涞降哪肽ツ芰俊?/p>
磨盤流化風系統(tǒng)示意圖如圖2所示,圖中序號1標注即為流化風噴嘴管道。
2 ? ?提升碾磨效率裝置的應用
將該裝置在某電廠ZGM113G型中速磨煤機上進行實際應用,該裝置的中心預干燥系統(tǒng)及磨盤流化風系統(tǒng)中均設有手動閥門、電動閥門各1臺。其中,中心預干燥系統(tǒng)中的電動閥門為電動調(diào)節(jié)閥,磨盤流化風系統(tǒng)中的電動閥門為電動關斷閥,兩個系統(tǒng)均可通過閥門控制投退。
在煤量為30 t/h、40 t/h、50 t/h時,進行該裝置的投退對比性能試驗。由試驗可以看出,煤粉細度小幅下降,中速磨煤機的工作單耗均有一定程度的降低,具體試驗數(shù)據(jù)如表1所示。
由試驗數(shù)據(jù)可以看出,在維持煤量、出口風溫、一次風量、液壓加載力基本不變的情況下,進行提升碾磨效率裝置的投退對比,發(fā)現(xiàn)投運提升碾磨效率裝置,煤粉細度有小幅下降。30 t/h煤量時,磨煤單耗降低0.6 kWh/t;40 t/h煤量時,磨煤單耗降低0.54 kWh/t;50 t/h煤量時,磨煤單耗降低0.85 kWh/t。
3 ? ?結語
本文基于中速磨煤機碾磨工作原理,嘗試研發(fā)了一種提升碾磨效率的裝置,通過提升原煤溫度,降低原煤水分,促使磨盤中粗細煤粉分離,達到提升中速磨煤機碾磨效率的目的。在某電廠應用一段時間后發(fā)現(xiàn),煤粉細度小幅下降,磨煤單耗降低約0.6 kWh/t,煤量越大降低單耗越高,可以達到提高碾磨效率,進而提升磨煤機性能的目的。希望本文的研究成果能夠為中速磨煤機的性能優(yōu)化及降耗等科研工作提供參考和借鑒。
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收稿日期:2020-12-10
作者簡介:壽奎原(1973—),男,浙江諸暨人,工程師,從事燃煤電廠鍋爐設備管理工作。