全烧准东煤中速磨煤机的选型参数探讨

徐哲　董晓宇

摘要：文章对准东地区煤质进行了试磨研究，为锅炉主设备及磨煤机等辅机设备的选型和设计提供了必要依据，同时提出磨煤机的选型指导参数，避免由于磨煤机选型不当造成日后对锅炉及制粉系统带来的不利影响。

关键词：准东地区煤质；中速磨煤机；选型参数；锅炉主设备；锅炉系统；制粉系统 文献标识码：A

中图分类号：TK223 文章编号：1009-2374（2015）12-0159-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.079

“准东”是指准噶尔盆地东部从阜康市到木垒哈萨克自治县的一条狭长地带，东西长约220公里。准东煤田资源预测储量达3900亿吨，目前累计探明煤炭资源储量为2136亿吨，是我国目前最大的整装煤田。

伴随着国家“西部大开发”政策的深入实施，新疆经济发展已进入快车道，煤电、煤化工等建设方兴未艾，发展势头极其迅猛。作为新疆地区储量最大的准东煤田势必将在未来新疆能源开发利用的大发展中扮演重要角色。

新疆准东地区煤质具有高水分（全水分30%±4%、内水约10%），中等热值（4300大卡）、低灰、易结渣、易沾污、煤质软等特点，与目前国内已知的烟煤和褐煤都有一定区别，给锅炉及制粉系统的设计及选型带来了新的课题。西安热工研究院进行了燃煤全分析、半工业化试磨和试烧试验，对准东煤质有了比较全面的了解，为锅炉主设备及磨煤机等辅机设备的选型和设计提供了必要依据。

1 基本煤质参数

西安热工研究院以准东地区特变电工新疆天池能源公司露天矿煤种为例进行了全煤质分析见表1：

2 与国内典型褐煤、烟煤的比较

试验煤与国内典型褐煤、烟煤的比较如表2：

3 煤质对磨煤机选型的影响

各种型式中速磨煤机的出力计算的计算方法基本一致，采用基本出力与各出力修正系数相乘得到各规格磨煤机出力，并根据锅炉燃煤量和配置磨煤机台数确定磨煤机型号。出力修正系数是指可磨性、煤粉细度、原煤水分、灰分、原煤粒度等对磨煤机出力的影响系数。

目前国内磨煤机选型计算依据电力行业标准《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定（DL/T5145）》和《电站磨煤机及制粉系统选型导则（DL/T466）》进行，并参考国外引进技术标准。但上述标准中规定，磨煤机出力计算公式适用于哈氏可磨性指数为40～90的贫煤和烟煤，对于高水分烟煤和褐煤磨煤机出力需通过试磨来确定（主要因为褐煤的可磨性随着温度的升高变化关系比较复杂）。对于准东地区煤质参照表2可以发现，煤质参数与国内典型烟煤和褐煤均有差异，煤的哈氏可磨性指数为120～126，煤的全水分为26%～34%，均已超过了出力计算公式的适用范围，如果没有试磨，磨煤机选型只能依据引进技术标准和现场运行经验做出判断。

西安热工研究院的试验磨为MPS32型，与我公司设计制造的MPS型中速磨煤机为同一种型式中速磨煤机，试磨结果对磨煤机选型具有直接的指导意义，可作为磨煤机选型主要依据，避免由于磨煤机选型不当造成日后对锅炉及制粉系统带来的不利影响。

4 磨煤机主要性能参数的确定

4.1 煤粉细度

燃用准东地区煤种，本文建议的煤粉细度为R90=25%～30%。

试磨结果表明，燃用准东地区煤种，煤粉细度对磨煤机出力影响较大；煤粉细度R90小于25%时，煤粉细度对燃烧燃尽率影响不大，当煤粉细度R90大于35%时，燃尽率下降，试磨结果热工院推荐值为30%。

经济煤粉细度需综合考虑制粉系统出力、磨煤电耗以及炉内燃烧状态综合考虑。试磨结果表明在要求采用较细的煤粉，即将煤粉细度R90小于25%时，磨煤机出力过小，建议将煤粉细度R90控制在30%左右。

锅炉厂对煤粉细度的建议值是25%～30%。

综合考虑上述因素及磨煤机选型问题，建议的煤粉细度为25%～30%，磨煤机可按R90=30%进行选型计算。

4.2 煤粉水分

燃用准东地区煤种，本文建议的煤粉水分为12%～15%。

DL/T5145标准相关规定：煤粉水分和设备的终端温度以及原煤水分有关，煤粉水分一般的范围为：

Mpc=（0.5～1.0）Mad具体数值可按图1选取。

（a）在直吹和中贮制系统、烟气和空气混合干燥时，磨制褐煤；（b）在直吹和中贮制系统、热空气干燥时，磨制褐煤；（c）在直吹和中贮制系统、热空气干燥时，磨制无烟煤、贫煤和烟煤。

图1 煤粉水分Mpc和设备终端温度t2℃以及原煤水分Mt的关系

上述标准中图表表述与国外各磨煤机厂家标准表述大致相当，与目前国内褐煤机组磨煤机运行参数也比较相近。

在磨制设计煤种（全水分为30%，磨煤机出口温度65℃）时，煤粉水分不建议按公式Mpc=（0.5～1.0）Mad进行计算，而应按图1中（b）曲线选取，取值约为13%。

试磨煤粉水分Mpc按11%选取。

锅炉厂对煤粉水分的建议值是12%～15%。

综合考虑上述因素及磨煤机一次风率和空气预热器出口温度的影响，并根据实际运行经验，建议的煤粉水分Mpc为11%～15%，磨煤机可按煤粉水分11%取值进行热平衡计算。

4.3 一次风率和磨煤机通风量

燃用准东地区煤种，本文建议的一次风率为30%。

煤种水分较高，需选用较高的一次风率。

考虑空气预热器出口温度即磨煤机入口干燥剂温度的影响，并参照煤粉水分和磨煤机出口温度的关系，一次风率建议取30%，与锅炉厂及试磨推荐数据一致。

需要说明的是，该煤种的可磨性指数较高，磨煤机碾磨出力可有较大的提高，为了获得较高的干燥出力，也需要较高的通风量（即一次风率），磨煤机通风量大于正常规格磨煤机通风量的约25%，需要相应修改磨煤机风环和分离器设计，以保证磨煤机内部件不过于磨损并保证分离器分离效果，煤粉细度可控，磨煤机阻力值也需作相应调整。

4.4 磨煤机出口温度

燃用准东地区煤种，本文建议的磨煤机出口温度为60℃～65℃。

一般来讲，磨煤机出口气粉混合物的温度越高，越有利于煤粉的干燥过程，但温度值不能超过制粉系统安全运行限度。若出口温度越高，需要一次风温越高，增加煤粉着火的潜在可能性；出口温度低于规定值，会因煤不能获得充分的干燥以致吸附在磨煤机内部和煤粉管中，使煤粉管堵塞以及导致磨煤机、煤粉管着火甚至爆炸。对于挥发分较高、水分较高褐煤来讲，推荐运行时维持在60℃～65℃。

我公司建议磨煤机出口温度取60℃～65℃。热平衡计算按65℃取值计算。该值与锅炉厂及试磨推荐数据

一致。

5 结语

为了确保燃用准东煤种时电站锅炉及制粉系统科学合理、安全可靠地运行，磨煤机的选型应注重实际运行经验。本文提出了燃用准东地区煤种的选型参数，为磨煤机的选型参数标准化规范化提供了参考。

参考文献

[1] 方文沐，于萍.褐煤可磨性试验研究.西安热工研究所，1988.

[2] 张安国，梁辉.电站锅炉煤粉制备与计算[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3] 火力发电厂制粉系统设计计算技术规定（DL/T5145-2002）[S].北京：中国电力出版社，2002.

[4] 徐通模，等.锅炉燃烧设备[M].西安：西安交通大学出版社，1990.

（责任编辑：陈 倩）