全燒準東煤中速磨煤機的選型參數探討

徐哲　董曉宇

摘要：文章對準東地區煤質進行了試磨研究，為鍋爐主設備及磨煤機等輔機設備的選型和設計提供了必要依據，同時提出磨煤機的選型指導參數，避免由于磨煤機選型不當造成日后對鍋爐及制粉系統帶來的不利影響。

關鍵詞：準東地區煤質；中速磨煤機；選型參數；鍋爐主設備；鍋爐系統；制粉系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK223 文章編號：1009-2374（2015）12-0159-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.079

“準東”是指準噶爾盆地東部從阜康市到木壘哈薩克自治縣的一條狹長地帶，東西長約220公里。準東煤田資源預測儲量達3900億噸，目前累計探明煤炭資源儲量為2136億噸，是我國目前最大的整裝煤田。

伴隨著國家“西部大開發”政策的深入實施，新疆經濟發展已進入快車道，煤電、煤化工等建設方興未艾，發展勢頭極其迅猛。作為新疆地區儲量最大的準東煤田勢必將在未來新疆能源開發利用的大發展中扮演重要角色。

新疆準東地區煤質具有高水分（全水分30%±4%、內水約10%），中等熱值（4300大卡）、低灰、易結渣、易沾污、煤質軟等特點，與目前國內已知的煙煤和褐煤都有一定區別，給鍋爐及制粉系統的設計及選型帶來了新的課題。西安熱工研究院進行了燃煤全分析、半工業化試磨和試燒試驗，對準東煤質有了比較全面的了解，為鍋爐主設備及磨煤機等輔機設備的選型和設計提供了必要依據。

1 基本煤質參數

西安熱工研究院以準東地區特變電工新疆天池能源公司露天礦煤種為例進行了全煤質分析見表1：

2 與國內典型褐煤、煙煤的比較

試驗煤與國內典型褐煤、煙煤的比較如表2：

3 煤質對磨煤機選型的影響

各種型式中速磨煤機的出力計算的計算方法基本一致，采用基本出力與各出力修正系數相乘得到各規格磨煤機出力，并根據鍋爐燃煤量和配置磨煤機臺數確定磨煤機型號。出力修正系數是指可磨性、煤粉細度、原煤水分、灰分、原煤粒度等對磨煤機出力的影響系數。

目前國內磨煤機選型計算依據電力行業標準《火力發電廠制粉系統設計計算技術規定（DL/T5145）》和《電站磨煤機及制粉系統選型導則（DL/T466）》進行，并參考國外引進技術標準。但上述標準中規定，磨煤機出力計算公式適用于哈氏可磨性指數為40～90的貧煤和煙煤，對于高水分煙煤和褐煤磨煤機出力需通過試磨來確定（主要因為褐煤的可磨性隨著溫度的升高變化關系比較復雜）。對于準東地區煤質參照表2可以發現，煤質參數與國內典型煙煤和褐煤均有差異，煤的哈氏可磨性指數為120～126，煤的全水分為26%～34%，均已超過了出力計算公式的適用范圍，如果沒有試磨，磨煤機選型只能依據引進技術標準和現場運行經驗做出判斷。

西安熱工研究院的試驗磨為MPS32型，與我公司設計制造的MPS型中速磨煤機為同一種型式中速磨煤機，試磨結果對磨煤機選型具有直接的指導意義，可作為磨煤機選型主要依據，避免由于磨煤機選型不當造成日后對鍋爐及制粉系統帶來的不利影響。

4 磨煤機主要性能參數的確定

4.1 煤粉細度

燃用準東地區煤種，本文建議的煤粉細度為R90=25%～30%。

試磨結果表明，燃用準東地區煤種，煤粉細度對磨煤機出力影響較大；煤粉細度R90小于25%時，煤粉細度對燃燒燃盡率影響不大，當煤粉細度R90大于35%時，燃盡率下降，試磨結果熱工院推薦值為30%。

經濟煤粉細度需綜合考慮制粉系統出力、磨煤電耗以及爐內燃燒狀態綜合考慮。試磨結果表明在要求采用較細的煤粉，即將煤粉細度R90小于25%時，磨煤機出力過小，建議將煤粉細度R90控制在30%左右。

鍋爐廠對煤粉細度的建議值是25%～30%。

綜合考慮上述因素及磨煤機選型問題，建議的煤粉細度為25%～30%，磨煤機可按R90=30%進行選型計算。

4.2 煤粉水分

燃用準東地區煤種，本文建議的煤粉水分為12%～15%。

DL/T5145標準相關規定：煤粉水分和設備的終端溫度以及原煤水分有關，煤粉水分一般的范圍為：

Mpc=（0.5～1.0）Mad具體數值可按圖1選取。

（a）在直吹和中貯制系統、煙氣和空氣混合干燥時，磨制褐煤；（b）在直吹和中貯制系統、熱空氣干燥時，磨制褐煤；（c）在直吹和中貯制系統、熱空氣干燥時，磨制無煙煤、貧煤和煙煤。

圖1 煤粉水分Mpc和設備終端溫度t2℃以及原煤水分Mt的關系

上述標準中圖表表述與國外各磨煤機廠家標準表述大致相當，與目前國內褐煤機組磨煤機運行參數也比較相近。

在磨制設計煤種（全水分為30%，磨煤機出口溫度65℃）時，煤粉水分不建議按公式Mpc=（0.5～1.0）Mad進行計算，而應按圖1中（b）曲線選取，取值約為13%。

試磨煤粉水分Mpc按11%選取。

鍋爐廠對煤粉水分的建議值是12%～15%。

綜合考慮上述因素及磨煤機一次風率和空氣預熱器出口溫度的影響，并根據實際運行經驗，建議的煤粉水分Mpc為11%～15%，磨煤機可按煤粉水分11%取值進行熱平衡計算。

4.3 一次風率和磨煤機通風量

燃用準東地區煤種，本文建議的一次風率為30%。

煤種水分較高，需選用較高的一次風率。

考慮空氣預熱器出口溫度即磨煤機入口干燥劑溫度的影響，并參照煤粉水分和磨煤機出口溫度的關系，一次風率建議取30%，與鍋爐廠及試磨推薦數據一致。

需要說明的是，該煤種的可磨性指數較高，磨煤機碾磨出力可有較大的提高，為了獲得較高的干燥出力，也需要較高的通風量（即一次風率），磨煤機通風量大于正常規格磨煤機通風量的約25%，需要相應修改磨煤機風環和分離器設計，以保證磨煤機內部件不過于磨損并保證分離器分離效果，煤粉細度可控，磨煤機阻力值也需作相應調整。

4.4 磨煤機出口溫度

燃用準東地區煤種，本文建議的磨煤機出口溫度為60℃～65℃。

一般來講，磨煤機出口氣粉混合物的溫度越高，越有利于煤粉的干燥過程，但溫度值不能超過制粉系統安全運行限度。若出口溫度越高，需要一次風溫越高，增加煤粉著火的潛在可能性；出口溫度低于規定值，會因煤不能獲得充分的干燥以致吸附在磨煤機內部和煤粉管中，使煤粉管堵塞以及導致磨煤機、煤粉管著火甚至爆炸。對于揮發分較高、水分較高褐煤來講，推薦運行時維持在60℃～65℃。

我公司建議磨煤機出口溫度取60℃～65℃。熱平衡計算按65℃取值計算。該值與鍋爐廠及試磨推薦數據

一致。

5 結語

為了確保燃用準東煤種時電站鍋爐及制粉系統科學合理、安全可靠地運行，磨煤機的選型應注重實際運行經驗。本文提出了燃用準東地區煤種的選型參數，為磨煤機的選型參數標準化規范化提供了參考。

參考文獻

[1] 方文沐，于萍.褐煤可磨性試驗研究.西安熱工研究所，1988.

[2] 張安國，梁輝.電站鍋爐煤粉制備與計算[M].北京：中國電力出版社，2010.

[3] 火力發電廠制粉系統設計計算技術規定（DL/T5145-2002）[S].北京：中國電力出版社，2002.

[4] 徐通模，等.鍋爐燃燒設備[M].西安：西安交通大學出版社，1990.

（責任編輯：陳 倩）