ZGM95G型中速磨制粉系統煤粉細度影響因素分析

茍琮琦，陳 平，張宏宇

（酒鋼集團宏晟電熱公司，甘肅嘉峪關 735100）

引言

煤粉細度是指煤粉粒徑的大小，是衡量煤粉品質的重要指標。煤粉過粗，在爐膛內燃不盡，飛灰可燃物升高，增加了不完全燃燒熱損失；煤粉過細，制粉系統的電耗增大和磨煤機損耗增加。當前中速磨制粉系統運行過程中，不同的劣質煤煤種摻燒比例的增加，不同的煤種可磨系數有差異，磨煤機不同出力下煤粉細度有著較大的差別，因此研究中速磨制粉系統的運行參數對煤粉細度的影響有著重要意義。

1 設備及運行參數簡介

某電廠DG-1200/25.4-II4鍋爐配套制粉系統，采用中速磨直吹式制粉系統，每爐配5臺ZGM95GII型中速磨煤機，正常4臺運行，1臺備用。5臺磨煤機采用動態旋轉變頻式分離器，每臺磨煤機出口配套有4個一次粉管，每個粉管縮孔前加裝有旋風分離取樣裝置。設計煤種煤粉細度R90≤15%，校核煤種煤粉細度R90≤17%。

2 磨煤機運行參數試驗

2.1 試驗要求

(1)試驗目的:獲得理想的煤粉細度和較好的煤粉均勻性。

（2）取樣及數據處理方法：對試驗磨煤機4個粉管分別進行取樣化驗，每個工況試驗煤粉細度值均為試驗磨煤機4個粉管的煤粉細度平均值（除試驗2.4一次粉管調平試驗煤粉細度值為4個粉管的煤粉細度值）。

2.2 分離器轉速試驗

分離器轉速試驗針對6E磨煤機進行了試驗，通過固定磨煤機煤量35 t/h、通風量75 t/h、加載力14 MPa不變情況下，進行了分離器變頻由40 Hz減到30 Hz變化的試驗，試驗表明，磨煤機風量、煤量不變的情況下，隨著磨煤機分離器轉速的降低，煤粉細度平均值由15%升高至26.7%，煤粉細度逐漸增大，磨煤機差壓由3.5 kPa降至3.3 kPa，磨煤機差壓緩慢下降。試驗的煤粉細度與分離器轉速變化趨勢如圖1所示。

圖1 煤粉細度與分離器變頻率關系圖

根據磨煤機分離器轉速與煤粉細度的試驗，得出磨煤機分離器轉速與煤量不匹配對煤粉細度的影響較大。在磨煤機通風量和加載力不變情況下，分離器轉速隨煤量逐漸增大后煤粉細度相對可控，但磨煤機差壓逐漸增大有堵磨風險，磨出力受到了影響。對此，通過試驗得出分離器變頻35 Hz且磨煤機設計煤量38.2 t/h以上時，煤粉細度均有不合格，磨煤機差壓升高較快。為了磨煤機安全和經濟運行，將分離器轉速與磨煤機煤量進行了相對反向調整,磨煤機差壓和煤粉細度相對能較好的控制，所以得出了磨煤機煤量與分離器轉速成反比線性運行關系，優化出了磨煤機煤量與分離器轉速對應的曲線見圖2。

圖2 磨煤機煤量與分離器變頻率對應關系圖

2.3 磨煤機風量試驗

磨煤機風量試驗針對6E磨煤機進行，固定磨煤機煤量35 t/h、加載力14 MPa，通過下述兩個工況進行了試驗。

工況1：分離器變頻35 Hz，磨煤機風量從80 t/h減到65 t/h。試驗表明，隨著磨煤機風量的降低，煤粉細度從29.8%下降至14.5%又上升至17%，煤粉細度顯V字變化，磨煤機差壓緩慢升高。試驗的煤粉細度與磨煤機風量變化趨勢見圖3。

圖3 工況1煤粉細度與磨煤機風量變化趨勢

工況2：分離器變頻30 Hz，磨煤機風量從80 t/h減到65 t/h。試驗表明，隨著磨煤機風量的降低，煤粉細度從32.9%下降至10%又上升至26.5%，煤粉細度顯V字變化，磨煤機差壓緩慢升高。試驗的煤粉細度與磨煤機風量變化趨勢見圖4。

圖4 工況2煤粉細度與磨煤機風量變化趨勢圖

根據磨煤機風量與煤粉細度的試驗，在煤量不變情況下，受動態分離器通風量設計值的影響，得出磨煤機風量與煤量不匹配對煤粉細度的影響較大，所以磨煤機煤量與風量配比的對應關系特別重要，經過試驗,優化出磨煤機煤量與風量的對應曲線見圖5。

圖5 優化后磨煤機煤量與風量的對應曲線圖

2.4 一次粉管調平試驗

磨煤機一次風速調平試驗針對6A磨煤機進行，通過固定3個組試驗：（1）固定磨煤機煤量0 t/h、風量60 t/h、分離器變頻45 Hz，（2）固定磨煤機煤量30 t/h、風量75 t/h、分離器變頻35 Hz，（3）固定磨煤機煤量35 t/h、風量75 t/h、分離器變頻35 Hz進行調平試驗，通過調整磨煤機出口粉管縮孔來調節粉管風速，對比粉管就地背靠管差壓和DCS遠方風速進行了調平工作。

試驗（2）固定磨煤機煤量30 t/h工況1、2、3 h，風量75 t/h、分離器變頻35 Hz的煤粉細度與粉管風速試驗數據如表1。

試驗（3）固定磨煤機煤量35 t/h工況4、5、6、7，風量75 t/h、分離器變頻35 Hz的煤粉細度與粉管風速試驗數據如表2。

表1 試驗（2）煤粉細度與粉管風速試驗數據表

表2 試驗（3）煤粉細度與粉管風速試驗數據表

通過試驗得出：

試驗（1）固定磨煤機煤量0 t/h的A磨一次粉管風速基本調平，因無給煤量，煤粉無法取樣，無煤粉細度，不作詳細分析。

試驗（2）固定磨煤機煤量30 t/h,工況3的A磨一次粉管風速偏差減小后，風速分別為24 m/s、25 m/s、25 m/s、26 m/s，對應煤粉細度為20.4%、9.4%、7.0%、19.2%。從試驗數據來分析煤粉細度基本合格，煤粉均勻性也基本滿足。

試驗（3）固定磨煤機煤量35 t/h,工況6的A磨一次粉管風速偏差減小后，風速分別為25 m/s、27 m/s、27 m/s、27 m/s，對應煤粉細度為20.0%、15.5%、6.6%、20.6%。從試驗數據來分析煤粉細度基本合格，煤粉均勻性也基本滿足。

從上述試驗得出一次風管風速調平對各粉管煤粉細度大小影響較大。從一次粉管風速調平試驗，得出不同工況下各粉管風速控制范圍20 m/s到27 m/s，風速偏差不大于5%。

2.5 磨煤機加載力試驗

磨煤機加載力試驗針對6E磨煤機進行，通過固定磨煤機煤量38 t/h，風量70 t/h，分離器變頻35 Hz,開始將磨煤機加載力調整至14 MPa、13 MPa、12 MPa、11 MPa、10 MPa遞減試驗，隨磨煤機加載力降低，磨煤機出力減少，但加載力對煤粉細度影響程度較小，煤粉細度由6.4%升高至10.4%，煤粉細度呈輕微變粗趨勢，磨煤機差壓2.5%升高至2.8%，趨勢緩慢升高。試驗的加載力與煤粉細度及磨煤機差壓變化趨勢見圖6。

圖6 試驗的加載力與煤粉細度及磨煤機差壓變化趨勢圖

2.6 磨煤機出力調整試驗

磨煤機出力試驗針對6E磨煤機進行，通過固定磨煤機加載力13 MPa，磨煤機風量70 t/h，分離器變頻35 Hz。磨煤機給煤量由20 t/h逐漸升高至40 t/h，隨煤量的增加，煤粉細度由2.4%升高至24.4%，煤粉細度顯逐漸升高趨勢，磨煤機差壓由2.3 kPa升高至4.2 kPa，磨煤機差壓逐漸升高，粉管風速下降，有堵粉管跡象。通過試驗得出磨煤機給煤量大于35 t/h時煤粉細度均有不合格，因此控制磨煤機煤量不大于35 t/h運行，試驗的煤粉細度和磨煤機差壓與煤量變化趨勢見圖7。

圖7 試驗的煤粉細度和磨煤機差壓與煤量變化趨勢圖

3.結語

1)分離器轉速與磨煤機煤量不匹配對煤粉細度的影響較大，分離器轉速逐漸增大后煤粉細度的越細，但磨煤機差壓升高，磨煤機出力受限，所以在保證磨煤機正常出力不堵磨的前提下，分離器轉速隨著磨煤機煤量增大逐漸減少，成反比例線性運行，總結出了磨煤機小煤量分離器大轉速，磨煤機大煤量分離器相對小轉速，這樣的運行方法既保證了煤粉細度的合格，又能保證磨煤機出力達到鍋爐負荷變化的要求。

2)配有動態分離器的中速磨煤機，磨煤機風量與煤量不匹配對煤粉細度的影響較大，在磨煤機煤量不變情況下，受動態分離器通風量設計值的影響，磨煤機風量偏大偏小運行時煤粉細度均偏大不合格，所以磨煤機煤量與風量配比的對應關系特別重要，通過不同通風量試驗找到磨煤機出力及煤粉細度合格的風量值。

3)中速磨煤機風速調平對煤粉細度均勻性偏差和煤粉濃度影響較大，由于粉管煤粉臨界沉積速度與粒徑關系，風速調平主要是通過煤量變化必須對應風量和分離器轉速變化而進行的，所以風速調平工作在整個試驗過程中比較繁瑣，在不同煤量不同通風量不同分離器轉速下，要長時間做風速調平工作，克服粉管沉積臨界點，盡量保證磨煤機出口各粉管風速偏差保證在5%以內，風速不平主要影響對鍋爐燃燒的不穩定和爐內熱負荷不均勻。

4)試驗得出磨煤機加載力對煤粉細度影響較小，所以在保證磨煤機電流波動正常和就地磨煤機無振動情況下，盡量高加載力運行保證磨煤機出力，滿足鍋爐負荷要求，如果磨煤機振動加劇，適當地降低磨煤機加載力運行。

5)磨煤機出力試驗影響較大，隨著磨煤機煤量逐漸增大，煤粉細度逐漸升高，磨煤機差壓逐漸升高，磨煤機粉管風速下降，磨煤機出粉能力下降，磨煤機出力受阻，試驗得出了給煤量大于35 t/h時煤粉細度均有不合格的情況，規定了磨煤機出力不大于35 t/h的要求。