MPS—HP—II型磨煤機在高水分褐煤項目中的優化

曲阜珍

摘 要：MPS型磨煤機是原西德Babcock公司研制成功的一種輥盤式磨機，早期主要用于碾磨煙煤和高水分的次煙煤。近年來由于我國處于國民經濟高速發展期，電力建設速度也達到了空前的規模，然而由于國家對煤炭資源的控制，使電廠用煤越來越緊張，而之前一直被認為是劣質煤種的褐煤則越來越受到重視。我國具有豐富的褐煤資源，已探明儲量近1 204億t，約占我國煤炭總儲量的14%，其特點是揮發份高，Vdaf在40%～50%以上，水分含量高，全水分一般都在30%以上，發熱量低，一般在7 000～16 200 kJ/kg，其灰熔點也較低，一般ST<1 200 ℃。但是褐煤在磨制過程中存在許多問題，Babcock公司對MPS磨煤機進行了改進，形成MPS-HP-II型中速磨煤機系列產品，可以應用于碾磨褐煤，拓展MPS中速磨煤機的應用范圍，并在通遼發電廠中獲得了成功，隨后又在霍林河電廠、大板電廠、呼倫貝爾發電廠等電廠成功應用。

關鍵詞：MPS-HP-II型中速磨煤機；高水分褐煤

中圖分類號：TK223.25 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）21-0003-02

2008年7月，通遼發電廠三期1×600 MW亞臨界發電機組投產運行，同月霍林河坑口電廠2×600 MW新建工程兩臺機組也相繼投入了商業運行，這三臺機組燃燒的都是霍林河煤礦褐煤，該煤的特點是水份和揮發份高、易燃。這兩個項目中所采用的磨煤機是長春發電設備總廠利用德國BABCOCK公司專利設計制造的MPS225HP-II型中速磨煤機，成功磨制了該褐煤，達到了機組的設計要求。在此之前國內磨制高水分褐煤全部應用的風扇磨煤機，這兩個項目開辟了運用中速磨磨制高水分褐煤的先河。但因為國內尚無MPS型中速磨煤機磨制高水分褐煤的經驗，機組運行過程中，出現了磨損嚴重、阻力過大等問題，現主要以通遼項目為例，論述一下在褐煤項目中磨煤機的設計及優化改進方。

1 通遼項目磨煤機概況及優化分析

1.1 通遼三期設計參數

通遼三期工程1×600 MW亞臨界燃煤汽輪發電機組，采用的是中速磨煤機冷一次風機正壓直吹式制粉系統，每臺爐配7臺中速磨煤機，燃燒設計煤種時，6臺運行，1臺備用。具體參數要求如下：煤粉細度：R90=35%（設計煤種）；R90=35%（校核煤種）；煤粉水份：15%（設計煤種）；15%（校核煤種）；鍋爐（B-MCR）燃煤量：444.355 t/h（設計煤種）；419.437 t/h（校核煤種）；磨煤機入口干燥介質溫度：買方可提供的干燥劑最高溫度（空預器出口一次風溫）為400 ℃；磨煤機出口介質溫度：65 ℃。

煤質分析及灰成分分析：

①設計煤種及校核煤種均為褐煤。

②煤質及灰成分分析如表1、表2所示。

1.2 中速磨煤機選型及設計參數

根據1.1中鍋爐機組要求及煤質資料，按照德國BABCOCK公司的選型方法選型為MPS225HP-II型中速磨煤機，得出該型號磨煤機參數如表3所示。

1.3 現場實際運行參數

現場實際運行參數如表4所示。

1.4 現場出現問題

通遼和霍林河兩個項目的磨煤機檢修時發現磨輥護板和加載架沖刷磨損嚴重（如圖1所示）；同時對比表3、表4的數據發現磨煤機通風阻力過大，較設計值增加了5 342 Pa。

1.5 噴嘴環優化

在褐煤項目中，因原煤水分過大，空氣預熱器所供風溫不夠等因素，造成磨煤機風量過大，通風阻力增加，磨煤機磨損較大，磨煤機運行不穩定。因此要對噴嘴環進行相應的改造，從而降低運行時的通風阻力，以減少對磨煤機內部的磨損。

1.5.1 噴嘴環的結構

噴嘴環的結構如圖2所示，由動噴嘴環和靜噴嘴環組成。靜噴嘴環焊接在中架體上，不能夠轉動；動噴嘴環固定在磨盤上隨磨盤轉動，對一次風起到導流的作用。如圖3所示，動噴嘴環的葉片與水平面成45？觷角，一次風通過噴嘴環時，葉片改變了風的方向，使一次風成45？觷角方向旋轉向上，從而增大風的攜粉能力。

1.5.2 噴嘴環優化設計

將噴嘴環的開口寬度設計為L=137.7 mm，增大噴嘴環的開口面積，將風速減小到85 m/s；同時減小了因噴嘴環面積小而造成的噴嘴環阻力過大的問題。

改變葉片的方向，使噴嘴環出口的一次風呈逆時針45？觷角向上旋轉，減少噴嘴環因旋轉而造成的阻力增加。

1.5.3 噴嘴環優化后的效果

根據現場反應情況看，除磨輥套有正常磨損外，加載架和磨輥護板均未磨損；運行中磨煤機的阻力為6 522 Pa，小于設計MPS235HP-II型中磨煤機的設計通風阻力7 404 Pa，達到了設計要求，磨損也減小了很多。

1.5.4 優化后經濟效益分析

進行上述優化設計后將會給用戶帶來的經濟效益：風速減小后，將減少煤粉對磨煤機各部件的磨損，避免了加載架等部件因磨損而需要檢修的問題；增加了碾磨部件磨盤磨輥的使用壽命，減少了備品備件的支出；降低了磨煤機阻力，減少了一次風機的功耗；降低了因頻繁檢修磨煤機所產生的人工費用；降低了因磨煤機停機檢修，而造成電廠負荷降低，發電量減少等原因所帶來的經濟損失。

2 褐煤項目磨煤機運行方面的優化調整

①干燥出力低成為MPS中速磨磨制高水分褐煤的一個制約問題。鑒于此，在日后的設計中應注意加強制粉系統的干燥出力。目前可行的辦法有兩種：其一，提高一次風溫度。可以增加回轉式換熱面積或者在回轉式空預器后增加管式空預器以提高一次風溫。其二，降低入磨原煤水分。目前褐煤預干燥技術已基本可以投入生產使用，通過將原煤預干燥，可以使Mar降低10%以上，這樣經過干燥后的褐煤再進入中速磨后干燥出力將不會成為問題。

②運行過程中要時刻關注如下參數：磨進出口差壓應在5～6 kPa以下；出口溫度在50～60 ℃范圍內；磨電流的增長速度不能過快。

3 針對褐煤的的特點所采取的加強制粉系統安全性的措施

在啟動磨煤機的允許條件中，磨出口溫度不能超過65 ℃；在磨煤機的運行中，磨出口溫度不能超過80 ℃，否則要保護停磨；停磨后要關閉熱風門，打開冷風門將磨煤機內煤粉徹底吹盡，以防積粉自燃；在磨煤機的運行或啟、停過程中，如果磨出口溫度出現不正常的急劇升高時，應立即停；磨煤機運行，一定要待其溫度降到50 ℃以下后，再打開人孔門檢查，萬不可停磨即打人孔檢查門。

4 結 語

對于燃燒高水分褐煤的新型電站要時刻關注系統的磨損情況，提前發現危險點，從設備結構改造及運行方式調整上進行控制，把磨損降到最低。由于褐煤自身的特點，要密切關注制粉系統的安全性，采取一系列的安全措施防止自然及爆炸現象的產生。

參考文獻：

[1] LT 5145-2002，火力發電廠制粉系統設計機計算技術規定[S].

[2] DL 466-1992，電站磨煤機及制粉系統選型導則[S].