中速磨煤机的原理及运行分析

中速磨煤机的原理及运行分析 摘 要： 本文从磨煤机着手，重点是表述中速磨的结构、原理及运行常见异常现象的分析总结。旨在通过对一些基本原理、理论的解读，对常见异常现象的分析，为磨煤机乃至锅炉的安全经济运行提供一些方向。 下载论文网关键词：中速磨煤机 结构原理 运行问题 因素中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）10-0274-02一、概述磨煤机是是将原煤磨制成粉，其与将煤粉送入炉膛的设备以及管道，共同组成了制粉系统。电厂中的磨煤机根据转速的不同，可以分为以筒式钢球磨煤机为代表的低速磨煤机（16-20r/min），以中速辊式磨煤机为代表的中速磨煤机（50-300r/min）、以及以风扇磨煤机为代表的高速磨煤机（500-150r/min）。在以上三种类型磨煤机中，中速磨煤机因其具有结构紧凑、占地面积小、重量轻、投资省、电耗小且磨制的煤粉均匀性高、适宜变负荷的优点，在目前大型电厂中是较常用的磨煤机类型。二、中速磨煤机结构及工作过程1.结构中速磨的型式主要有四种：有辊盘式、辊碗式、辊环式（MPS型磨煤机）、球环式（E型磨煤机），这四种类型结构大同小异。沿高度方向自下而上分为：驱动装置、研磨部件、干燥分离空间以及煤粉分离和分配装置。2.工作过程以MPS型磨煤机为例，由于此型磨煤机，显著的特点是采用具有圆弧凹形槽滚道的磨盘，磨辊边缘也呈圆弧形。三个磨辊相对布置在相距120的位置上，统一由刚性加载架固定，刚性加载架的三个角分别连接有拉杆。磨辊有一定自由度，可以摆动、调整碾磨位置。在运行中，电动机驱动通过减速装置和垂直布置的主轴带动磨盘，而磨辊由磨盘摩擦力带动旋转，磨煤的碾压力来自磨辊、刚性加载架的自重，以及依靠通过液压缸加载系统作用在拉杆再带动磨辊的升降来调整碾压力。从整体过程来讲，原煤通过给煤机经落煤管进入磨辊和磨盘的表面，在压紧力的作用下被挤压和研磨成为煤粉，磨成的煤粉随碾磨部件一起旋转，在离心力和不断落下的原煤的推挤作用下被甩至风环上方。热风经风环整流（热风经风环上的均流导向叶片后也呈旋转方向）后，以一定的风速进入到环形干燥空间，经过干燥的煤粉带入到磨煤机上部的煤粉分离器（在运行中可以调节开度）。经煤粉分离器后，不合格的粗煤粉在分离器中被分离下来，经回粉帘返回碾磨区重磨，合格的煤粉经煤粉分配器由热风带出磨外，进入一次风管，经过燃烧器进入炉膛参加燃烧。煤中夹带的煤矸石、铁块等杂质由于经风环过来的风不足以将其带走（进入不到分离器），直接落在风环上部，通过刮板将其排至排渣系统，定期将其排出。三、影响中速磨煤机工作的因素要点原则性分析1.转速转速过高，离心力增大，煤来不及磨碎就通过碾磨部件，大量粗粉来回循环，导致气力输送耗电量增大。转速过低，煤磨的过细，又将使磨煤电耗及制粉电耗、金属磨耗增加。随着锅炉容量的增大，中速磨的碾磨部件直径逐渐增大。为限制碾磨部件圆周速度、降低电耗及磨损，转速趋向降低。对于已经投入生产的磨来说，转速是一定的。2.通风量此参数影响磨煤机的风煤比。通风量过大，虽然磨的出力增大，但与此同时，煤粉也将会变粗，变粗的后果就是：进入炉膛后着火点靠后，引起火焰中心上移，烟温升高甚至爆管；在水冷壁附近产生还原性气氛，导致结焦腐蚀严重；在炉膛后期混合较差时，引起不完全燃烧热损失增大，飞灰含碳量升高等一系列问题。中速磨在运行中要加以调整，保持合理的风煤比，推荐为1.82.1kg（风）/kg（煤）。3.风环气流速度合理的风环速度能保证在一定煤粉细度下的磨煤出力，还可以尽量减少随难以磨碎的杂物一同排出的石子煤的数量。此项可以通过调整风环间隙进行控制。4.碾磨压力碾磨压力主要来自磨辊、刚性加载架及附属设备的自重和液压加载系统通过拉杆给予的碾磨力。碾磨力过大，加速了碾磨部件的磨损，碾磨力过小，将导致磨煤机的出力下降，煤粉变粗。正常运行中，应保持稳定的碾磨压力，在碾磨部件磨损的情况下，相应的磨的碾磨压力应做调整。5.燃料性质对于中速磨，由于燃料在磨种的扰动小，所以煤粉在磨中的干燥过程并不强烈。这就对煤的水分有一定限制。对MPS磨来说，热风温度较高时，可以磨制收到基水分为20%25%的煤。另外，煤质过硬将加速研磨部件的磨损，增大磨煤电耗及检修工作量，所以对煤的HGI（可磨性系数）、灰分有一定要求，一般HGI50（数字越大，说明煤越容易碾磨）。正常运行中，还要对来煤的质量严加监管，保证磨的安全稳定运行。四、常见运行问题总结1.磨煤机出力下降中速辊式磨煤机，其出力通常由给煤机的给煤量来计量。在磨正常运行中，磨煤机处于一个连续流通的状态，这样，给煤机进入的煤量刨掉从排渣系统排出的石子煤量，就可以作为磨出力的计量。但在实际运行中，磨的综合出力决定于磨的干燥出力、碾磨出力和通风出力中最小的环节。当磨出力下降时，可以从以下三个方面加以分析判断。1.1干燥出力当磨的热风量和热风温度不足时，磨煤机的干燥出力降低，直接现象就是磨的出口温度降低，但这会进一步影响到磨的碾磨出力，碾磨出力下降使得磨的出口温度进一步的降低，磨的出力慢慢降低，最终导致堵磨。1.2通风量磨煤机和煤粉分离器阻力增大的情况下，在一次风压和磨的热风门开度不变的情况下，将导致磨的通风量减少，若不及时减少给煤量，这样磨煤机中的存煤量增大，排渣系统中的渣箱的渣量也会增多，最终会导致堵磨。1.3碾磨力 当磨煤机的磨辊、磨盘磨损严重或磨辊与磨盘间隙增大时，会导致磨的碾磨出力下降，出粉量减少。如果不减少给煤量，磨盘上的存煤将逐渐增大，导致磨煤机的进出口差压不断增大，最终会导致堵磨。2.磨煤机入口风压高磨煤机入口风压高将导致一次风压力高，导致一次风机耗电量增大、制粉系统经济性下降。2.1磨的入口进风面积减小可导致磨煤机入口风压高由于中速磨的进风口和石子煤的排渣室相通，在运行较长时间后，不及时排掉磨的石子煤，导致石子煤堆积在进风口处，从而引起磨的入口风压高。所以，在磨的正常运行中，定时对磨进行排渣；在磨检修时，多检查磨的石子煤刮板、清理进风口处的石子煤。2.2煤粉分离器挡板开度过小造成分离器阻力升高，引起磨入口风压升高在运行中，为提高煤粉的细度，会把煤粉分离器的挡板关小。这虽然可以提高煤粉细度，但是磨的通风阻力会升高，从而引起磨的入口一次风压升高，使得制粉系统的通风耗电量增加。为保证磨的经济运行，应在检修中，调整好磨辊磨盘之间的间隙，或者在运行中增加加载力的方法，将磨煤机出口煤粉细度控制在合适水平。这样，可开大分离器挡板的开度，从而降低了磨的通风阻力和入口一次风压。2.3磨的通风量控制不合适，通风量偏大造成入口风压高，通风耗电量增加。通风量与磨煤机的出力之间有一定关系，应当摸索不同煤种下，磨的通风量与磨煤机出力间的关系。一般而言，在磨的入口通风量合适的情况下，入口风压通常会控制的较低，不会造成一次风机耗电增高等问题。热工应保证煤量、风量、风压等测量仪表的准确性，便于运行人员获得合适的通风量。3.石子煤排量异常中速磨的运行中排出的石子煤，主要来源于原煤中密度大且难磨的矸石、黄铁矿等。石子煤排量的增大，将很大程度上影响磨煤机的碾磨出力，通风出力等，影响磨煤机的安全和经济运行。3.1入磨的原煤品质差原煤中矸石、矿石含量多，会直接造成中速磨石子煤排量增多。随着我国煤炭资源的短缺，监管体制不严，一些煤商在利益的驱使下，在煤中参入大量杂质（矿石、石子），这是造成原煤品质差的一个显著原因。3.2磨辊、磨盘等碾磨件磨损磨辊、磨盘等碾磨件的磨损，会导致磨的碾磨能力下降，造成石子煤排量上升。当磨辊与磨盘的磨损严重时，磨辊与磨盘之间形成间隙，较难磨的的石子煤容易通过该间隙进入石子煤排渣室。另外磨辊、磨盘的磨损导致磨的碾磨能力下降，也造成石子煤量增大。3.3检修时，磨辊、磨盘间隙调整不当当磨辊、磨盘的间隙偏大时，在给煤量一定的情况下，磨煤机磨盘上的存煤量会增加。这样，部分没有来得及碾磨的煤块被传动的磨盘甩出碾磨区域，经风环进入石子煤渣室，形成石子煤。有相关文献指出，磨辊、磨盘间隙一般控制在58mm，当间隙超过20mm时，石子煤含量会明显增加。3.4磨煤机风环通流面积偏大，风环风速偏低，造成石子煤量增加磨煤机正常运行中，磨煤机应保证合理的风环面积以获得合适通风量满足风环风速的要求。在对应磨煤机最大出力的通风量下，风环风速一般控制为75-85m/s（MPS磨），有实验表明，风环风速不宜低于40m/s。4.磨煤机排渣中带煤中速磨经常出现的问题就是排渣中带煤，排渣中含煤量的增加，造成了入炉煤煤耗的增大和燃料的损失。通过分析得到，石子煤的发热量应控制在6.7MJ/Kg以内。4.1碾磨出力下降所致磨辊与磨盘间隙过大或者加载力偏低等，造成碾磨出力下降。由于磨的碾磨出力下降，导致了磨的排渣中含煤量增多。4.2磨内存煤量增加所致磨内存煤量增加导致通风阻力增加，在通风量控制不合适（未按照规定风煤比的要求）时，会造成磨煤机的排渣量增大，同时排渣中的含煤量增大。4.3风环风速分配不均风环风速分配不均，会导致部分风环处风速低，甚至无风。这将导致部分煤粒、煤块掉入排渣箱，造成石子煤种含煤量增加。五、小结磨煤机的稳定运行对整个电厂生产的安全稳定运行至关重要，应通过分析磨的结构，运行中遇到的问题，在检修时有针对性的采取相应措施，保证磨煤机长周期稳定、经济运行。参考文献1王晓霞，李继留，谢泽林，赵卫东.中速辊式磨煤机运行问题分析.能源工程.2014年第四期2汪淑奇，文炼红，杨继明.单元机组设备运行-锅炉设备与运行.中国电力出版社.3叶江明，潘效军，陈广利等.电厂锅炉原理及设备.中国电力出版社