磨煤機鋼球優化配級與襯板波形改進試驗研究

王希寰

(大唐華銀金竹山火力發電分公司，湖南冷水江417505)

磨煤機鋼球優化配級與襯板波形改進試驗研究

Ball mill optimization level and liner wave improvement experiment research

王希寰

(大唐華銀金竹山火力發電分公司，湖南冷水江417505)

在優化鋼球配級的基礎上降低鋼球裝載量，能實現火電廠球磨機能耗的顯著下降，但在降低鋼球裝載量過程中，易出現制粉出力不穩定和對煤種適應能力降低等問題。本文在試驗研究基礎上闡述了原自固式波紋襯板和耐磨小鋼球改造出現問題的原因，提出并實施了局部襯板加高和鋼球優化配級新的改造方案，達到了較好的節能效果。

磨煤機；鋼球；料位；襯板；節能

我國是火力發電大國，在電能生產過程中，磨煤機消耗大量電能，目前國內較先進的600 MW火電機組制粉耗電率通常在0.9%左右，以難磨無煙煤為主要煤種的電廠，其制粉耗電率通常達2.0%左右，某公司通過多年優化調整鋼球裝載量和配級，磨煤機能耗大幅降低，但因制粉系統設計選型等原因，制粉耗電率仍達1.8%，其中磨煤機耗電率為1.3%。按年發電量72.36億度計算，磨煤機總耗電量達9 400萬度。在原有基礎上進一步降低磨煤機能耗，在技術上面臨較大的挑戰。

1 問題的提出

某公司通過優化磨煤機鋼球裝載量，裝球量由設計值98 t逐步降至65 t，運行電流由185 A逐步降至155 A，磨煤機出力基本保持不變，在此基礎上繼續減少鋼球裝載量時，出現磨煤機出力下降現象，通過采取直接減少鋼球量已不可行，應用耐磨小鋼球和新型襯板技術實現節能成為下一個選項。然而耐磨小鋼球技術在不同區域電廠推廣大過程中效果差異較大，凡煤質穩定、煤質較好的電廠應用效果較好，節能量能達到30%左右，而煤種龐雜、煤質較差的電廠利用該項技術效果不理想，存在的主要問題:磨煤機筒體料位測量困難，導致制粉出力不穩定，鋼球與襯板磨損量大；磨煤機筒體內石子大量積存并影響設備可靠性。

為探索降低磨煤機耗電率的可行技術途徑，2012年11月某公司利用機組大修，將1號爐F磨更換為某公司提供的新型階梯式襯板和耐磨小鋼球，把鋼球裝載量由原來的65 t進一步減少到52 t，同時采用直徑為 Φ20，Φ25，Φ30的高鉻小鋼球和少量Φ60，Φ90的高鉻大鋼球。運行過程出現以下問題:磨煤機壓差大幅增加，制粉出力下降，磨煤機出口溫度低；筒體無料位顯示，磨煤機電流不穩定，出現堵磨和空磨；鋼球與襯板磨損量大；筒內有大量石塊存積。

2 原因分析

改變磨煤機襯板波峰結構后，鋼球和原煤在筒體內攜帶高度提高，提高鋼球拋下后的破碎能力，但鋼球攜帶過高，鋼球幾乎呈垂直掉下，減小了鋼球下砸次數，且小鋼球帶起高度過大，反而不利于充分發揮小尺寸鋼球研磨、擠壓原煤作用，有限的鋼球量也大大減小了鋼球與煤的接觸研磨幾率，反而造成磨煤機制粉能力下降，造成原煤及石子在通體內聚集，增加了進出口筒體差壓，磨煤機通體內通風阻力也增大，使通風量也受到影響，表現為磨煤機出口溫度下降。

由于鋼球采用小直徑的高鉻鋼球，盡管提升高度增加，但總的沖擊動量與原來大鋼球相比大大減小，對大塊煤、石子煤甚至石塊的破碎能力大大降低，造成大量石塊長期停留在磨煤機通體內，不但增加筒體阻力 (差壓)，而且造成磨煤機電流增大，同時也削弱了鋼球的破碎、研磨能力，在試運過程中表現為磨煤機出力的不穩定。

磨煤機筒體料位反映的是磨制后的煤粉揚起懸浮在筒體中造成的筒體上下壓差的變化，當鋼球裝載量少、攜帶高度過高制粉出力降低后，磨煤機筒體中雖然聚集大量沒有磨細的原煤與煤粉，但較細的能揚起懸浮在筒體內的煤粉不多，因而磨煤機筒體料位低，出現測量困難的情況，當無法維持穩定料位時，筒體內易出現原煤與鋼球比例的失調，造成磨煤機電流的波動。

因此，襯板設計不當、鋼球裝載量少、大小比例匹配不合適造成磨煤機料位測量不準、磨煤機出力不穩定、出口溫度偏低、停運檢查大量石子積存和石子卡絞龍、磨煤機筒體襯板異常磨損、磨煤機電流變化無規律等一系列問題。

對特定煤種和特定鋼球配比，存在鋼球裝載量臨界值 (最小值)和最大值，低于或接近臨界值時，磨煤機制粉能力大幅降低，臨界值應該通過試驗確定。設計鋼球裝載量和平時正常的鋼球裝載量介乎兩者之間，鋼球裝載量必須與煤種相適應，同時應滿足磨煤機筒體料位測量要求。

3 解決方案

2014年3月，3號爐小修中在2臺磨煤機采用了不同的技術改進方案進行對比。

3.1 方案一

在B磨上采用 “雙面弧梯形組合自固襯板”，整過筒體按32襯板配制，在原90 mm波峰上增加高度50 mm，在筒徑上均勻布置，沿每個圓周均勻布置8塊 (如圖1所示)，改進后的襯板增加2.5 t/臺左右。E磨 (襯板未改，為原型號新襯板)鋼球裝球量均為52 t，采用新的鋼球配級 (見表1)，增加小尺寸鋼球比例，計算運行電流維持在132～135 A。

圖1 “雙面弧梯形組合自固襯板”改造示意

表1 3號爐B/E磨鋼球優化配級方案

3.2 方案二

A/D磨煤機安裝某公司提供的筒體鋼襯板和耐磨鋼球，其加裝的鋼球裝載量以控制磨煤機運行電流在128～132 A之間為前提，裝球重量在48～50 t之間，見表2。

為分析節能效果和差異，C/F磨煤機仍采用原襯板，繼續利用原鋼球裝載量和配級，維持在運行電流152～154 A不變。

表2 3號爐A/D磨鋼球優化配級方案

4 改進效果

1)兩方案改造后試驗結果見表3，按方案一改造后的B磨煤機與未改造的F磨煤機比較，B磨煤機節電16.36%；按方案二改造后的A磨煤機與未改造的F磨煤機比較，A磨煤機節電21.82%。

表3 3號爐各磨煤機改造前后能耗對比 MWh

2)改造后磨煤機電流再降低30 A(155～160 A降至125～130 A)，筒體料位測量正常。

3)經過超過一年的運行，改造后煤粉細度、制粉系統出力、鍋爐飛灰可燃物等關鍵性考核指標以及鍋爐燃燒穩定性、對AGC的響應能力均未受到影響，在相同運行條件，發電廠用電率下降0.2%。

5 結論

通過技術改造，解決了小鋼球應用的技術難題，使用普通鋼球達到與耐磨高鉻鋼球接近的節能效果。經測算，如全面實施該項技術，發電廠用電率可降低 0.3%左右，按該公司 2013年發電量72.36億kWh、磨煤機總耗電量9 400萬kWh計算，每年可節省廠用電1 880萬kWh，為企業年節省生產成本376萬元 (按當年發電成本0.2元/kWh)，按當年上網電價0.49元/kWh，因上網電量增加全年創造價值921萬元。該技術是磨煤機小球應用技術的進一步創新，具有廣闊的應用前景。

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TK223.25

B

1008-0198(2016)04-0076-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.04.020

王希寰(1970)，男，漢族，湖南人，工程師，主要從事電廠鍋爐燃燒技術研究和節能管理工作。

2015-10-26 改回日期:2016-06-16