我國火電廠磨煤制粉系統及磨礦設備現狀

周會++高志雄++潘東

摘 要：雖然其他新能源不斷發展，但火力發電仍占據重要地位。為了提升火力發電的綜合效益，必須提高環保要求、降低發電能耗。現就我國火電廠的磨煤制粉的系統、磨煤設備進行了綜述，為提高發電效率，解決制粉中存在的問題提供一定的依據。

關鍵詞：火電廠；球磨機；制粉系統

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.155

盡管水電和風電，核電等新能源近年來發展迅速，但火力發電在能源結構中仍占有重要比例。據統計目前我國火力發電量占總發電量的份額仍在75 %以上，而火力發電廠的廠用電大約占總發電量的10 %，而制粉系統用電量占全廠用電的15 %-25 %，由此可看出降低制粉能耗對于提高電廠的整體效益有著重要的意義。

隨著國家電力系統新政策出臺，要求競價上網，因此各電廠都希望通過省煤節電來提高電廠的整體效益，磨煤制粉系統作為電廠重要耗電環節，其高效低能耗運行已經成為大家關注的焦點。本文對火電廠磨煤制粉系統、磨煤設備等進行綜述，對解決電廠制粉高能耗問題提供一定的依據。

1 磨煤制粉系統

針對不同性質的煤、不同類型的磨機、不同負荷特性的鍋爐及其他相關條件，需要采用不同的形式的制粉系統。而常用的制粉系統分為直吹式和中間儲倉式（簡稱中儲式）。直吹式制粉系統是指把煤經過磨機磨成粉，而后直接送入燃燒的系統；而中間儲倉式制粉系統是把在磨機磨好的煤粉儲存在煤粉倉內，再根據鍋爐運行的狀況和實際需要，將煤粉倉中的煤粉經過給粉機送入爐堂的燃燒系統。

1.1 中儲式制粉系統

在中儲式制粉系統中，從磨機出來的煤粉為氣固混合物，且粒度有粗有細，需要經過粗粉分離器把粗顆粒的煤粉中分離出來，其粒度不達要求不能直接送入鍋爐燃燒，再送入細粉分離器分離出細顆粒部分，最后煤粉從氣粉混合物中分離出來，儲存在煤粉倉中以備使用。因此，鍋爐燃料消耗量可以和磨機的出力不相等，這樣磨機可以相對獨立的運行以降低此部分的經濟成本，而且其不受鍋爐負荷的影響，提高制粉系統的獨立性和經濟性。但是在實際生產中細粉分離器不可能把煤粉氣中的全部煤粉分離出來，氣流中會含有一部分粒度較細的煤粉。為了實現資源的最大化利用，一般把這一部煤粉送入鍋爐燃燒。一方法是將它作為一次風使用，即利用這部分含煤粉的氣流輸送給由給粉機下來的煤粉使其進入爐膛燃燒，該系統稱為乏氣系統；另一種方法是把它作為三次風使用，即利用帶有細煤粉的氣流送入到三次風噴口進入爐膛燃燒，這種利用熱風送到主燃燒器的系統稱為熱風送粉系統。對比上述的兩種系統，乏氣送粉系統主要適應于水分較小，揮發分較高，容易燃燒的煤種；而用熱風送分系統主要適應于難著火和難盡燃的無煙煤，貧煤以及差質煙煤[1]。

中儲式制粉系統因其運行可靠，對煤種適應性強，維護簡單及檢修費用低等優點，因此我國火電廠較多使用中儲式制粉系統。然而該系統也存在一些缺點，如運行時電耗高，磨機磨損量大，難以實現自動控制和優化運行，經濟效率較低。

1.2 直吹式制粉系統

在直吹式制粉系統中，磨機制備的煤粉立即送入爐膛燃燒。磨機的制粉量變化必須與鍋爐負荷發生變化保持一致。因此，鍋爐的正常運行對制粉系統的依賴性很高。中高速磨機的功率特性：磨機的單位電耗隨著磨機的出力的增加而增加，隨著磨機出力的減少而減少[2]。與鋼球磨機相比，其磨煤電耗時比較低，所以它們能夠適應鍋爐負荷變化，經濟性較好。因此，直吹式制粉系統一般采用中高速磨機作為核心磨煤設備。

目前，我國南方大多數電廠在使用雙進雙出鋼球磨煤機配直吹式制粉系統[3]。直吹式制粉系統的主要特點：在任何時候所有運行磨機制粉出力總和等于鍋爐的煤耗量。因此，磨煤機經常處于變動負荷運行的狀態，不可能一直保持滿出力狀態運行。雙進雙出鋼球磨機直吹式制粉系統的主要優點：對煤種適應性強、負荷的調節范圍廣；但在實際的使用過種中，仍存在較多的問題。

與單進單出磨煤機相比，雙進雙出磨煤機具有儲粉能力較強，煤粉儲備量大約相當于磨煤機運行10-15 min的出煤量；負荷調節范圍大，在較寬的負荷范圍內反應能力較強，其負荷變化率每分鐘可以超過20%；可利用率高，可靠性高；維護方便且維修費用低；低負荷時，由于一次風速減小，帶走的煤粉細度更高，有利于鍋爐的穩燃及提高燃燒效率[4]。

2 磨煤制粉的設備

磨礦機種類有很多，按磨礦介質的不同可分為棒磨機、球磨機、礫磨機、自磨機等；按磨礦機的筒體形狀的不同，可分為圓錐形磨礦機和圓筒形磨礦機兩類；按排料方式的不同，磨礦機可分為中心排料式、格子排料式以及周邊排料式。在火電廠常用的是鋼球磨煤機，且根據不同的磨煤系統，選擇的磨煤機也會有差異。

直吹式制粉系統應考慮配置變負荷運行性較好的磨機，如中、高速磨煤機，雙進雙出鋼球磨煤機，而中儲式制粉系統則選用鋼球磨機[5]。

雙進雙出鋼球磨煤機由磨機筒體、螺旋輸送裝置、主軸承、密封裝置、混料箱、分離器、大小齒輪主傳動系統、主軸承潤滑系統、大齒輪噴射潤滑系統、壓差和噪聲測料位系統和慢速傳動系統等組成，并與給煤機相連接。同時還配以加球裝置、煤粉截止閥、隔音罩等輔助裝置[6]。

3 結束語

我國火電廠的在磨煤制粉系統及設備等方面已經有很大提高，但磨煤能耗仍是電廠耗能的主要部分，對磨煤能耗方面不少的學者也了大量研究工作，希望能夠對實際的生產提供幫助，為我國火電廠節能優化提供更好的理論依據。

參考文獻：

[1]李軍路.火電廠中儲式球磨機制粉系統的優化控制[D].西安理工大學，2008.

[2]李寶文.中儲式球磨機制粉系統先進控制和優化應用研究[D].山東大學，2009.

[3]馮磊華.雙進雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統建模及控制[D].中南大學，2012.

[4]劉兆俊，石天佐.雙進雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統改進[J]. 電力安全技術，2010（11）：40-41.

[5]徐瑋.電廠制粉系統防爆與控制的研究[D].浙江大學，2014.

[6]劉創.雙進雙出鋼球磨煤機直吹式制粉系統增容改造方法與實驗研究[D].長沙理工大學，2011.

基金項目：貴州省大學生創新創業訓練計劃項目—六盤水周邊地區發電用煤顯微組分磨礦特性研究（No：201610977018）

作者簡介：周會（1993-），男，貴州銅仁人，本科，研究方向：煤炭清潔利用。