降低HP863磨煤機(jī)石子煤排放率改造設(shè)計(jì)

季靜靜

摘 要：針對浙江紹興濱海熱電有限責(zé)任公司HP磨煤機(jī)石子煤排放量大、易著火結(jié)焦等現(xiàn)象，分析原因，通過對葉輪裝置進(jìn)行改造，降低了石子煤排放量。

關(guān)鍵詞：磨煤機(jī)；石子煤；葉輪裝置；分析；措施；排放量

浙江浙能紹興濱海熱電有限責(zé)任公司#1、#2鍋爐為哈爾濱鍋爐廠制造的1025t/h亞臨界壓力鍋爐，分別于2011年6月和2011年10月投入運(yùn)行。制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機(jī)、正壓直吹式冷一次風(fēng)系統(tǒng)。每臺鍋爐布置5臺HP863磨煤機(jī)，四用一備，單臺磨煤機(jī)最大出力42.4 t/h。機(jī)組運(yùn)行中，制粉系統(tǒng)存在的主要的問題為磨煤機(jī)石子煤的排放量較大，石子煤中夾的原煤較多，造成磨煤機(jī)內(nèi)的刮板磨損特別快，石子煤排放清運(yùn)工作量大，有時(shí)來不及排放石子煤堆積在一次風(fēng)道內(nèi)造成自燃，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性及安全性。

1 HP863型磨煤機(jī)工作原理

原煤從給煤機(jī)沿中心落煤管進(jìn)入磨煤機(jī)的磨碗中心，由于磨碗的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，原煤受到離心力的作用向四周擴(kuò)散，進(jìn)入磨碗與磨輥的研磨工作區(qū)。原煤經(jīng)過研磨、粉碎后繼續(xù)受離心力的作用向磨碗周邊移動，甩出磨碗的煤粉被自下而上的熱一次風(fēng)向上吹送。此時(shí)煤粉在葉輪裝置上進(jìn)行了第一次分離，塊狀的石子煤及其他一些較難研磨的媒或硬質(zhì)物件無法被一次風(fēng)帶起而落入側(cè)機(jī)體，繼而被刮板刮入石子煤收集箱。對于較小的煤粉被熱一次風(fēng)送到旋轉(zhuǎn)分離體進(jìn)行第二次分離，此處旋轉(zhuǎn)的分離擋板使風(fēng)粉混合物產(chǎn)生旋風(fēng)運(yùn)動及離心力的作用下導(dǎo)致粗煤粉被再一次分離，并落入研磨區(qū)重新研磨。此后，合格的煤粉經(jīng)過四個(gè)排出裝置通過煤粉管送入鍋爐燃燒

2 影響磨煤機(jī)石子煤量的因素及分析處理

磨煤機(jī)石子煤的排放量影響因素主要為以下幾個(gè)方面：

（1）煤質(zhì)差、煤矸石含量大

（2）磨輥及磨碗襯板磨損

（3）碾磨力不足

（4）通過磨碗氣流風(fēng)速過低

（5）給煤機(jī)量過大

根據(jù)以上影響因素，通過加強(qiáng)入廠煤檢驗(yàn)、制定磨煤機(jī)定期輪修計(jì)劃、調(diào)整彈簧加載力、增加通風(fēng)量、定期校驗(yàn)給煤機(jī)稱重裝置等手段，磨煤機(jī)的石子煤量有了一定幅度的下降，但仍然較大。分析磨煤機(jī)石子煤量高主要還是由于設(shè)備本身設(shè)計(jì)的原因?qū)е拢驗(yàn)槟ッ簷C(jī)運(yùn)行時(shí)石子煤排放量的多少最主要還是由葉輪裝置出口處的有效風(fēng)速的大小決定的，現(xiàn)有葉輪裝置通過節(jié)流環(huán)來達(dá)到提高一次風(fēng)風(fēng)速，從而減少排煤。此種設(shè)計(jì)為阿爾斯通公司80 年代老式設(shè)計(jì)，在實(shí)際運(yùn)行中的弊端主要有：

（1）差壓過高；

（2）磨煤機(jī)磨損加快；

（3） 由于風(fēng)速提高產(chǎn)生強(qiáng)烈湍流，增加了煤塊被夾帶排出的幾率（對某些煤種情況尤為嚴(yán)重），大量夾帶的煤塊浪費(fèi)了資源，增加了現(xiàn)場維護(hù)工作量，石子煤刮板容易損壞，同時(shí)容易產(chǎn)生下磨室著火等安全隱患。

3 葉輪裝置改造設(shè)計(jì)方案

采用阿爾斯通新設(shè)計(jì)的葉輪裝置，改造后的葉輪裝置帶有wing-tip 端板，此設(shè)計(jì)從改善一次風(fēng)流場出發(fā)，并沒有增加風(fēng)速，而是減小紊流，減少排煤量，并可以更好的調(diào)節(jié)煤粉-空氣混合流，提高一次分離效果，降低壓損以及減少磨損，同時(shí)可以延長石子煤刮板壽命，減小磨煤機(jī)著火風(fēng)險(xiǎn)。

下圖為阿爾斯通所做的CFD 數(shù)值模擬，左圖為老式的限流環(huán)設(shè)計(jì)，可見經(jīng)過改造，原有葉輪附近湍流大大減少。

改造后可以優(yōu)化磨煤機(jī)內(nèi)部流場，降低壓損，提高煤粉分離效果，控制排煤量在設(shè)計(jì)范圍（設(shè)計(jì)煤種時(shí)為給煤量的0.02～0.05%）。

4 方案實(shí)施及效果

2014年9月首先對#1C磨煤機(jī)進(jìn)行了葉輪裝置改造，并對改造前后的石子煤量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，改造前#1C磨煤機(jī)石子煤排放量為0.185t/h，平均每噸煤排放6.9kg石子煤，石子煤排放量占給煤量的0.69%。改造后石子煤排放量為0.7kg/h，平均每t煤排放0.027kg石子煤，石子煤排放量占給煤量的0.0027%。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在煤種相似的情況下，#1C磨煤機(jī)葉輪裝置改造后石子煤排放量下降明顯，新葉輪裝置使用效果顯著，極大的降低了磨煤機(jī)石子煤的排放量。后期又陸續(xù)對其余磨煤機(jī)葉輪裝置也進(jìn)行了改造，效果也很顯著。

5 效益

通過對比，#1C磨煤機(jī)葉輪裝置改造后石子煤排放量只有改造前的0.4%左右，由于改造前石子煤中夾雜大量原煤，通過計(jì)算若全廠10臺磨煤機(jī)全部改造完成后每年可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤約5000噸（按原石子煤發(fā)熱量折算為標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算），節(jié)省原煤采購費(fèi)用約200萬元，每年節(jié)省石子煤清運(yùn)成本約20萬元，若考慮由于排渣過多引發(fā)設(shè)備等其他方面的損失，則經(jīng)濟(jì)效益更為明顯。

6 結(jié)語

通過以上控制及改造手段使磨煤機(jī)石子煤排放量降低后，磨煤機(jī)刮板等部件使用壽命增加，一次風(fēng)室及石子煤斗著火現(xiàn)象基本杜絕，石子煤排放工人工作量大大降低，后期我們還將對磨煤機(jī)石子煤排放方式進(jìn)行改造，將目前的非封閉式石子煤排放裝置改造成環(huán)保型封閉式石子煤排放裝置，大大減少粉塵污染，改善排放工人工作環(huán)境，并進(jìn)一步降低排放工人勞動強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 電站鍋爐運(yùn)行與燃燒調(diào)整.黃新元.中國電力出版社.2010.