提升中速磨煤機碾磨效率的裝置研發與應用

　　摘 要：結合中速磨煤機內部結構、工作原理及實際運行情況，嘗試研發一種提升碾磨效率的裝置，在原煤進入磨盤前，提高原煤溫度，降低原煤水分;在磨盤中使粗細煤粉區域內小范圍產生分離，提升粗煤粉碾磨分配能量，達到提升碾磨效率的目的。將該裝置在某電廠中速磨煤機上運行一段時間后發現，煤粉細度小幅下降，磨煤機單耗降低約0.6 kWh/t。

　　本文源自機電信息 發表時間：2021-02-23 《機電信息》簡介：《機電信息》是機電行業展示科技成果、專家學者開展學術交流的平臺，也是宣傳企業形象、展示企業文化的一個重要窗口。本刊以“面向行業、面向應用、面向市場，為機電行業技術進步服務”為辦刊宗旨，自2001年創刊以來，已成為機電行業獨具特色和市場影響的專業雜志。

　　關鍵詞：中速磨煤機;碾磨;效率

　　0 引言

　　近年來，我國電力需求始終保持增長趨勢，2020年前 10個月，全社會用電量約6.03萬億kWh，2019年全年全社會用電量約7.23萬億kWh。我國能源結構的特點是多煤、少油、貧氣，雖然新能源電源增速較快，但目前火力發電依然是主要的電源結構。據統計，2019年火電裝機容量達 11.9億kWh，約占全國裝機總容量的59.22%。

　　中速磨煤機為燃煤電站制粉系統的關鍵設備，在燃煤電站工藝流程中，承擔著碾磨、干燥、輸送合格煤粉的作用，在電力生產中能耗較大。針對中速磨煤機性能提升的技術研發是燃煤電站節能降耗的主要方向之一。

　　中速磨煤機的工作原理為原煤經由落煤管持續落入磨煤機內部磨盤，磨盤被電機帶動旋轉，旋轉過程中，通過磨輥及襯瓦完成對原煤的碾磨及甩出。熱風自磨煤機底部風室進入，經由噴嘴環中轉后進入磨煤機，攜帶被磨盤甩出的煤粉，通過分離器后被送出磨煤機。分離器起到分離不合格煤粉的作用，不合格煤粉被分離出來后，經由回粉錐重新返回磨盤進行碾磨，重復上述工作。

　　中速磨煤機的出力包括干燥出力、通風出力、碾磨出力，3個出力中的最低值為磨煤機的最終出力。在煤質穩定的情況下，干燥出力主要由進入磨煤機的熱風溫度及熱風量決定;通風出力主要由制粉系統中一次風機決定。因此，干燥出力和通風出力主要是由磨煤機以外的因素決定的，碾磨出力主要由磨煤機的結構型式決定。

　　在有足夠熱風溫度，足夠一次風機出力的情況下，碾磨出力往往是限制磨煤機出力的主要因素。因此，對提升中速磨煤機碾磨效率進行研究，對于提升中速磨煤機的性能與出力是很有意義的。

　　1 提升磨煤機碾磨效率裝置的工作原理

　　中速磨煤機碾磨出力設計計算公式如下：

　　Bm=Bmo×fh×fr×fm×fa×fg×fe×f

　　式中：Bm為碾磨出力;Bmo為磨煤機基本出力;fh為可磨性對磨煤機出力的修正系數;fr為煤粉細度對磨煤機出力的修正系數;fm為原煤水分對磨煤機出力的修正系數;fa為原煤灰分對磨煤機出力的修正系數;fg為原煤粒度對磨煤機出力的修正系數;fe為碾磨件磨損的出力降低系數;fsi為分離器形式對磨煤機出力的修正系數。

　　由上式可以看出，原煤的可磨性、水分、灰分、原煤粒度、煤粉細度都會對原煤的碾磨出力產生影響。其中，原煤的可磨性越差，碾磨出力越小;水分越大，碾磨出力越小;原煤粒度越大，碾磨出力越小。

　　在中速磨煤機工作過程中，不僅原煤粒度會影響碾磨出力，磨盤中煤粉的粒度分布也會影響碾磨出力。中國礦業大學對中速磨煤機碎磨機理進行了深入研究，通過模擬在中速磨煤機的試驗裝置中進行破碎試驗研究發現，碾磨過程中磨盤煤層中的細煤粉顆粒會占據粗顆粒與碾磨介質以及粗顆粒的間隙，導致煤層摩擦系數減小，降低粗顆粒煤粉可分配的碾磨能量，降低碾磨裝置的輸入能量，降低碾磨效率。

　　基于以上分析，本文嘗試研發了一種提升碾磨效率的裝置，該裝置包括：(1)中心預干燥系統;(2)磨盤流化風系統。

　　1.1 中心預干燥系統

　　中心預干燥系統為從中速磨煤機入口熱風道中引出一路熱風進入磨煤機頂部落煤管，隨落煤管中原煤一起進入磨煤機內部，在落煤管中對原煤進行預干燥，可降低部分原煤水分。

　　中心預干燥系統示意圖如圖1所示。

　　1.2 磨盤流化風系統

　　磨盤流化風系統為從中速磨煤機入口一次風中引一路送入磨煤機內部，通過流化風噴嘴直接吹掃磨盤中煤粉，在同一動能下，促使煤粉沿吹掃方向產生位移，使被吹掃的煤粉中的粗細顆粒在區域內小范圍產生分離，減少粗顆粒煤粉周圍的細煤粉，提升分離后粗顆粒及細顆粒可以分配到的碾磨能量。

　　磨盤流化風系統示意圖如圖2所示，圖中序號1標注即為流化風噴嘴管道。

　　2 提升碾磨效率裝置的應用

　　將該裝置在某電廠ZGM113G型中速磨煤機上進行實際應用，該裝置的中心預干燥系統及磨盤流化風系統中均設有手動閥門、電動閥門各1臺。其中，中心預干燥系統中的電動閥門為電動調節閥，磨盤流化風系統中的電動閥門為電動關斷閥，兩個系統均可通過閥門控制投退。

　　在煤量為30 t/h、40 t/h、50 t/h時，進行該裝置的投退對比性能試驗。由試驗可以看出，煤粉細度小幅下降，中速磨煤機的工作單耗均有一定程度的降低，具體試驗數據如表1所示。

　　由試驗數據可以看出，在維持煤量、出口風溫、一次風量、液壓加載力基本不變的情況下，進行提升碾磨效率裝置的投退對比，發現投運提升碾磨效率裝置，煤粉細度有小幅下降。30 t/h煤量時，磨煤單耗降低0.6 kWh/t;40 t/h煤量時，磨煤單耗降低0.54 kWh/t;50 t/h煤量時，磨煤單耗降低0.85 kWh/t。

　　3 結語

　　本文基于中速磨煤機碾磨工作原理，嘗試研發了一種提升碾磨效率的裝置，通過提升原煤溫度，降低原煤水分，促使磨盤中粗細煤粉分離，達到提升中速磨煤機碾磨效率的目的。在某電廠應用一段時間后發現，煤粉細度小幅下降，磨煤單耗降低約0.6 kWh/t，煤量越大降低單耗越高，可以達到提高碾磨效率，進而提升磨煤機性能的目的。希望本文的研究成果能夠為中速磨煤機的性能優化及降耗等科研工作提供參考和借鑒。