MGS4060A双进双出筒式磨煤机煤粉特性和级配优化研究

颜佳兴， 何 翔， 马达夫

(1. 云南华电镇雄发电有限公司， 云南昭通 657200； 2. 上海发电设备成套设计研究院， 上海 200240)



MGS4060A双进双出筒式磨煤机煤粉特性和级配优化研究

颜佳兴1， 何 翔2， 马达夫2

(1. 云南华电镇雄发电有限公司， 云南昭通 657200； 2. 上海发电设备成套设计研究院， 上海 200240)

以某600MW机组MGS4060A双进双出筒式磨煤机为例，通过调整磨煤机运行参数，同时进行煤粉取样，研究了容量风开度、动态分离器转速、分离器出口温度和给煤量等因素对煤粉特性的影响。研究表明:动态分离器转速增加时煤粉变细，随着给煤量增加，煤粉先粗后细，其他因素对煤粉细度影响不明显。另外分析了钢球磨损规律，通过改变钢球级配可优化煤粉特性，提高煤粉均匀性指数。

双进双出磨煤机； 钢球磨煤机； 煤粉特性； 级配优化

双进双出磨煤机是在单进单出磨煤机基础上发展起来的一种制粉设备，由于其对煤种适应能力强、结构紧凑、出力稳定、运行可靠等优点[1]，最近几年在电力行业中被广泛应用[2]。双进双出磨煤机由磨煤机筒体、螺旋输送装置、静压主轴承、密封风装置、混料箱、分离器、大小齿轮主传动系统、主轴承润滑系统、大齿轮喷射润滑系统、压差和噪声测料位系统和慢速传动系统等组成，并与给煤机相连接[3]。由于钢球磨煤机的钢球级配、磨损等变化特性类似一种“黑匣子”的研究对象，难以掌握其变化特性，导致大多时候补加钢球出现偏差，对煤粉特性、制粉单耗和钢球磨损的影响较大，所以对该类磨煤机的试验研究显得较为重要，旨在找出钢球的补球规律，提高磨煤机的运行经济性。

以云南某600MW超临界锅炉双进双出磨煤机制粉系统的性能试验[4]及钢球维护试验为研究背景，掌握各种因素影响下该类磨煤机制粉系统出口的煤粉和运行特性，结合对钢球级配的探索给出了磨煤机最优运行的条件和钢球加载建议。

1 设备介绍

该电厂配备的MGS4060A双进双出筒式磨煤机部分性能参数见表1。

表1 磨煤机部分性能参数

锅炉设计燃用无烟煤，设计煤质见表2。

表2 设计煤质

2 煤粉特性

2.1容量风的影响

固定20t/h给煤量及动态分离器转速下，调整各磨煤机容量风，在50%、58%、65%、75%分离器转速下的煤粉细度R90变化均不大，最大只有4%的变化幅度。因为改变容量风开度只能增加煤粉携带量，对煤粉细度影响可忽略，见图1。

2.2动态分离器转速的影响

由于容量风开度对煤粉细度影响很小，固定给煤量40t/h并保持容量风开度25%～50%(每台磨煤机保持一定的容量风开度不变)，在不同动态分离器转速下，测试R90、均匀性指数n与估计平均粒径。通常观察R90来判断煤粉粗细具有一定的局限性，故引入估计平均粒径，算法如下：

(1)

式中：R1、R2、R3、R4、R5、R6分别为粒径大于200μm、200～125μm、125～90μm、90～75μm、75～61μm，小于65μm的煤粉所占份额。

图2为动态分离器转速对R90的影响，图3为动态分离器转速对估计平均粒径的影响。

从图2、图3中可见煤粉整体较细。在给煤量40t/h、容量风开度保持在25%～50%、动态分离器相对转速从50%变化到75%时，R90从5.5%左右降低到3.5%左右。D磨煤机在动态分离器相对转速75%时上升，这是由于煤粉试验数据误差引起。从估计平均粒径也可知煤粉整体的粒径变小了。

由于煤粉比较细，所以建议动态分离器转速调低比较好，以免着火过快产生燃烧器结焦。

2.3分离器出口温度的影响

动态分离器相对转速为50%、58%、65%、75%及给煤量40t/h的情况下，进行分离器出口温度的调节，测量煤粉细度。

图4为分离器出口温度对R90的影响。

不同分离器转速下，随磨煤机出口温度逐渐提高时，R90逐渐变小，但是不明显。这是因为温度提高，颗粒的干燥得到增强，大颗粒破碎成更小的颗粒；除此以外，温度提高，煤中水分更多的变成水蒸气，煤粉气流体积流量增大，离心分离作用增强，所以煤粉逐渐变细。

2.4给煤量的影响

固定动态分离器转速为65%、保持容量风开度25%～50%,调节磨煤机给煤量，测量煤粉细度特性(见图5)。

由图5可知：观察到各台磨煤机给煤量在35～40t/h时煤粉较粗，这是因为给煤量30t/h时少量的煤容易得到更多的研磨机会，而给煤量大于40t/h时煤粉变细。

3 钢球级配的影响

利用检修期间以B磨煤机为研究对象，机组启炉前第一次装载的钢球量为75t(初始级配为33.3∶33.3∶33.3)，第二次为80t(加入d=40mm钢球2.5t，d=50mm钢球2.5t)，第三次达到额定装载量86t(加入d=40mm钢球3t，d=50mm钢球3t)。

3.1钢球级配变化

为了得到B磨煤机磨损与补球后各级钢球的比例及个数分布情况，磨煤机运行一段时间后将B磨煤机中钢球全部倒出，采用焊制的钢球筛将20～30mm、30～40mm、40～50mm的钢球分别归入不同的钢球袋，之后过秤即得到钢球级配，见表3。

表3 级配变化

从表3中可知：中间级配钢球明显过大，而且整个筛分过程并未发现小于20mm的废球。

表4为B磨煤机的补球记录。

表4 补球记录

初始总钢球量86t，余下钢球67.7t，其中50mm大球损失5.67t，40mm中球损失10.79t，30mm小球损失13.84t，参考表2得知40mm球一直在补给，所以造成40mm球总量偏多。级配已经从最初的变化至22∶44∶34，中间尺寸的球过多，造成级配失调，补球多次补加40mm的钢球是主要原因。

倒球筛分时观察到小于20mm的球几乎没有，因为从启炉时是新加的钢球，经过一年多的磨损，30mm的小球并没有变成小于20mm的废球。经过2014年的6次补球，小球的级配已经降至0.18t，若本次再加40mm钢球3t，会进一步加剧级配失调，故本次加大球1t、小球2t。先稳住大球级配，适当提高小球级配。

3.2优化补球前后对比

在优化补球前进行一次B磨煤机最大出力试验，记录运行数据，同时进行4根管的煤粉取样；在优化补球后再进行一次相同工况试验和煤粉取样，对比前后运行数据和煤粉特性。图6是补球后的煤粉粒度分布特性。

由图6显示：均匀性指数n得到了大幅提升，说明补球优化方案是正确的。

4 结语

(1) 随着动态分离器转速的提高，煤粉细度变细，煤粉均匀性变差。建议将动态分离器转速控制在50%左右。

(2) 随着容量风开度从45%到65%增加，各台磨煤机的煤粉细度没有明显变细或者变粗，可知容量风对煤粉细度影响不大。

(3) 提高动态分离器出口温度，煤粉细度变化不大，即温度对煤粉细度影响较小。

(4) 由于钢球磨煤机运行过程中保持一定的消耗比例，若只补大球则会影响钢球磨煤机的最佳配比，故在补球过程中应注意级配控制。

(5) 电厂采用了推荐的补球方案之后煤粉过细的特点被改善，煤粉均匀性指数得到显著提升。

[1] 郭玉泉, 邓文俭, 刘志超, 等. BBD4062型双进双出磨煤机的调试[J]. 中国电力, 2001, 34(1): 18-21.

[2] 孟丽娜. MGS4060双进双出磨煤机系统研究[J]. 中国新技术新产品, 2013(24): 98.

[3] 解武, 范朝峰. 双进双出磨煤机的结构及自动控制[J]. 电力建设, 2006, 27(2): 58-61.

[4] 中华人民共和国国家发展和改革委员会. 电站磨煤机及制粉系统性能试验: DL/T 467—2004[S]. 北京: 中国电力出版社, 2004.

Study on Pulverized Coal Properties and Gradation Optimization of a MGS4060A Double-in Double-out Tubular Coal Mill

Yan Jiaxing1, He Xiang2, Ma Dafu2

(1. Yunnan Huadian Zhenxiong Power Generation Co., Ltd., Zhaotong 657200,Yunnan Province, China; 2. Shanghai Power Equipment Research Institute, Shanghai 200240, China)

Taking the MGS4060A double-in and double-out tubular coal mill in a 600MW unit as an example, the influence of following factors on the pulverized coal properties was studied by adjusting the operating parameters of mill with different coal powder samples, such as the opening degree of air damper, rotation speed of dynamic separator, outlet temperature of the separator and the coal feed rate, etc. Results show that the pulverized coal becomes finer with increasing rotation speed of dynamic separator, which becomes coarser first and then finer with the rise of coal feed rate, whereas the influence of other factors is not obvious. The pulverized coal properties can be improved by familiarizing with the ball abrasion rules and changing the ball gradation, so as to raise the uniformity index of pulverized coal.

double-in double-out coal pulverizer; ball mill; pulverized coal property; gradation optimization

2016-04-13

颜佳兴(1972—)，男，助理工程师，从事电站锅炉制粉系统和燃烧调整研究。

E-mail: yjx_ddb@163.com

TK223.25

A

1671-086X(2016)06-0378-04