磨煤機消防蒸汽系統布置優化問題研究

張善東 李春

摘要：本文通過調研分析，并且結合目前磨煤機消防蒸汽采用的常規設計，總結了其在應用中存在的的問題與不足。結合實際應用提出優化改進方案，并結合十堰電廠的實際應用，提出了優化方案的可行性及其優勢。

關鍵詞：磨煤機;消防蒸汽;優化

Abstract：In this paper， through investigation and analysis， and combined with the current coal mill fire steam conventional design， summed up the problems and shortcomings in its application. The feasibility and advantages of the optimization scheme are presented in combination with the practical application of shiyan power plant.

Key words：Coal mill; Fire steam; Optimization

一、前言

據美國電力科學研究院（EPRI）的統計，美國平均每臺機組每年著火1.26次，每年爆炸0.31次，其中直吹式制粉系統的機組平均每臺每年著火1.3次，使用中速磨煤機的機組中，使用煙煤的每臺機組平均每年著火0.9次，使用次煙煤的每臺機組平均每年著火2.6次，著火與爆炸的基本比例是3∶1。

國內制粉系統也存在著火和爆炸問題。據國內統計，42%的鍋爐制粉系統發生過著火或爆炸。

二、概述

我廠選用北京電力設備總廠有限公司的ZGM型中速輥式磨煤機，其碾磨部分是由轉動的磨環和三個沿磨環滾動的固定且可自轉的磨輥組成。需研磨的原煤從磨煤機的中央落煤管落到磨環上，旋轉磨環借助于離心力將原煤運動至碾磨滾道上，通過磨輥進行碾磨。三個磨輥沿圓周方向均布于磨盤滾道上，碾磨力則由液壓加載系統產生，通過靜定的三點系統，碾磨力均勻作用至三個磨輥上，這個力經磨環、磨輥、壓架、拉桿、傳動盤、減速機、液壓缸后通過底板傳至基礎。原煤的碾磨和干燥同時進行，一次風通過噴嘴環均勻進入磨環周圍，將經過碾磨從磨環上切向甩出的煤粉混合物烘干并輸送至磨煤機上部的分離器中進行分離，粗粉被分離出來返回磨環重磨，合格的細粉被一次風帶出分離器。

為了防止磨煤機內部著火，火電廠磨煤機都設計消防蒸汽系統，在磨煤機內部著火或摻燒高揮發分煤種啟停磨煤機時向磨煤機內部噴入蒸汽，來降低磨煤機內部的氧氣達到防止磨煤機內部著火目的。

三、磨煤機消防蒸汽系統存在問題

目前大多數鍋爐磨煤機消防蒸汽系統汽源都來自輔汽系統，并設置減溫水調節系統。鍋爐磨煤機消防蒸汽系統布置方式是一根母管，再通過蒸汽分支管道進入磨煤機。母管上有調整門、減溫裝置、疏水系統，各磨煤機分支管道設置電動門、逆止門和疏水系統。鍋爐磨煤機消防蒸汽系統如下圖一。

鍋爐磨煤機消防蒸汽系統存在問題：

（1）系統復雜，影響管道局部布置。消防蒸汽母管在設計布置時不考慮管道的疏水暢通及積水對制粉系統的危害，只是按照空間位置進行布置，這樣造成運行中磨煤機內部進水，蒸汽管道積水發生水擊振動以及疏水系統布置復雜，并影響鍋爐房局部管道布置。

（2）疏水系統可靠性低。消防蒸汽母管的布置標高比各磨煤機分支蒸汽管道高，磨煤機入口電動門前宜積水，為了防止大量積水，在各磨煤機進口電動門前設置疏水系統，造成系統復雜，影響局部管道布置，若某個疏水器工作不良，疏水不暢，造成電動門前大量積水，使電動門產生交變的熱應力，導致閥門法蘭泄漏、管道振動、磨煤機進水的危害，甚至發生法蘭爆破的安全風險，系統可靠性低。

（3）蒸汽工質和熱量浪費大。由于磨煤機消防蒸汽的疏水裝置多，各裝置同時工作，造成蒸汽工質和熱量浪費。

（4）蒸汽管道疏水存在死區。這種布置主要是輔汽接入消防蒸汽母管的位置根據空間就近位置接入，造成蒸汽向蒸汽消防蒸汽母管兩個方向供汽，這就可能存在疏水死區的問題。

（5）運行維護費用高。由于疏水系統裝置多，系統布置復雜，系統故障率高，增加運行維護費用。

四、我廠磨煤機消防蒸汽系統優化設計方案

通過調研分析，十堰熱電磨煤機消防蒸汽系統在基建設計階段就進行了優化設計，將原設計的蒸汽母管標高進行了調整，使其與各磨煤機進汽分支管道在同一標高，并且將輔汽接入消防蒸汽母管的位置也進行了調整，布置在消防蒸汽母管的一端，在消防蒸汽母管的另一端布置母管疏水系統。優化后的鍋爐磨煤機消防蒸汽系統如圖二。

由于消防蒸汽母管和各磨煤機分支蒸汽管道在同一標高位置，取消了各磨煤機進口電動門前疏水系統，其疏水都通過消防蒸汽母管疏水系統排出。這樣系統布置簡單，蒸汽管道疏水合理，可提高系統可靠性;疏水系統由五組減至一組，不但降低了投資，而且可減少蒸汽工質和熱量大量外排，并且能優化局部管道布置。

五、結論

優化后的鍋爐磨煤機消防蒸汽系統的優勢：

1）優化設計后的鍋爐磨煤機消防蒸汽系統簡單，蒸汽疏水系統只剩一組，投資降低;

2）蒸汽疏水系統只剩一組，疏水系統的故障率降低，系統可靠性提高，運行維護費用降低;

3）疏水系統可靠性提高，疏水暢通，減少磨煤機進水和管道振動的危害;并且疏水暢通，可避免磨煤機進口電動門前大量積水，電動門法蘭爆破的風險;

4）由于疏水系統優化后只有一組，減少了運行中蒸汽工質和熱量的浪費，提高了機組運行的經濟性。

參考文獻

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