磨煤机消防蒸汽系统布置优化问题研究

张善东 李春

摘要：本文通过调研分析，并且结合目前磨煤机消防蒸汽采用的常规设计，总结了其在应用中存在的的问题与不足。结合实际应用提出优化改进方案，并结合十堰电厂的实际应用，提出了优化方案的可行性及其优势。

关键词：磨煤机;消防蒸汽;优化

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

据美国电力科学研究院（EPRI）的统计，美国平均每台机组每年着火1.26次，每年爆炸0.31次，其中直吹式制粉系统的机组平均每台每年着火1.3次，使用中速磨煤机的机组中，使用烟煤的每台机组平均每年着火0.9次，使用次烟煤的每台机组平均每年着火2.6次，着火与爆炸的基本比例是3∶1。

国内制粉系统也存在着火和爆炸问题。据国内统计，42%的锅炉制粉系统发生过着火或爆炸。

二、概述

我厂选用北京电力设备总厂有限公司的ZGM型中速辊式磨煤机，其碾磨部分是由转动的磨环和三个沿磨环滚动的固定且可自转的磨辊组成。需研磨的原煤从磨煤机的中央落煤管落到磨环上，旋转磨环借助于离心力将原煤运动至碾磨滚道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊沿圆周方向均布于磨盘滚道上，碾磨力则由液压加载系统产生，通过静定的三点系统，碾磨力均匀作用至三个磨辊上，这个力经磨环、磨辊、压架、拉杆、传动盘、减速机、液压缸后通过底板传至基础。原煤的碾磨和干燥同时进行，一次风通过喷嘴环均匀进入磨环周围，将经过碾磨从磨环上切向甩出的煤粉混合物烘干并输送至磨煤机上部的分离器中进行分离，粗粉被分离出来返回磨环重磨，合格的细粉被一次风带出分离器。

为了防止磨煤机内部着火，火电厂磨煤机都设计消防蒸汽系统，在磨煤机内部着火或掺烧高挥发分煤种启停磨煤机时向磨煤机内部喷入蒸汽，来降低磨煤机内部的氧气达到防止磨煤机内部着火目的。

三、磨煤机消防蒸汽系统存在问题

目前大多数锅炉磨煤机消防蒸汽系统汽源都来自辅汽系统，并设置减温水调节系统。锅炉磨煤机消防蒸汽系统布置方式是一根母管，再通过蒸汽分支管道进入磨煤机。母管上有调整门、减温装置、疏水系统，各磨煤机分支管道设置电动门、逆止门和疏水系统。锅炉磨煤机消防蒸汽系统如下图一。

锅炉磨煤机消防蒸汽系统存在问题：

（1）系统复杂，影响管道局部布置。消防蒸汽母管在设计布置时不考虑管道的疏水畅通及积水对制粉系统的危害，只是按照空间位置进行布置，这样造成运行中磨煤机内部进水，蒸汽管道积水发生水击振动以及疏水系统布置复杂，并影响锅炉房局部管道布置。

（2）疏水系统可靠性低。消防蒸汽母管的布置标高比各磨煤机分支蒸汽管道高，磨煤机入口电动门前宜积水，为了防止大量积水，在各磨煤机进口电动门前设置疏水系统，造成系统复杂，影响局部管道布置，若某个疏水器工作不良，疏水不畅，造成电动门前大量积水，使电动门产生交变的热应力，导致阀门法兰泄漏、管道振动、磨煤机进水的危害，甚至发生法兰爆破的安全风险，系统可靠性低。

（3）蒸汽工质和热量浪费大。由于磨煤机消防蒸汽的疏水装置多，各装置同时工作，造成蒸汽工质和热量浪费。

（4）蒸汽管道疏水存在死区。这种布置主要是辅汽接入消防蒸汽母管的位置根据空间就近位置接入，造成蒸汽向蒸汽消防蒸汽母管兩个方向供汽，这就可能存在疏水死区的问题。

（5）运行维护费用高。由于疏水系统装置多，系统布置复杂，系统故障率高，增加运行维护费用。

四、我厂磨煤机消防蒸汽系统优化设计方案

通过调研分析，十堰热电磨煤机消防蒸汽系统在基建设计阶段就进行了优化设计，将原设计的蒸汽母管标高进行了调整，使其与各磨煤机进汽分支管道在同一标高，并且将辅汽接入消防蒸汽母管的位置也进行了调整，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统。优化后的锅炉磨煤机消防蒸汽系统如图二。

由于消防蒸汽母管和各磨煤机分支蒸汽管道在同一标高位置，取消了各磨煤机进口电动门前疏水系统，其疏水都通过消防蒸汽母管疏水系统排出。这样系统布置简单，蒸汽管道疏水合理，可提高系统可靠性;疏水系统由五组减至一组，不但降低了投资，而且可减少蒸汽工质和热量大量外排，并且能优化局部管道布置。

五、结论

优化后的锅炉磨煤机消防蒸汽系统的优势：

1）优化设计后的锅炉磨煤机消防蒸汽系统简单，蒸汽疏水系统只剩一组，投资降低;

2）蒸汽疏水系统只剩一组，疏水系统的故障率降低，系统可靠性提高，运行维护费用降低;

3）疏水系统可靠性提高，疏水畅通，减少磨煤机进水和管道振动的危害;并且疏水畅通，可避免磨煤机进口电动门前大量积水，电动门法兰爆破的风险;

4）由于疏水系统优化后只有一组，减少了运行中蒸汽工质和热量的浪费，提高了机组运行的经济性。

参考文献

[1] 中国电力企业联合会标准化部.电力工业标准汇编火电卷2锅炉及燃煤机械[M].中国电力出版社，1996.

[2] 国家电力公司东北公司和辽宁省电力有限公司.电力工程师手册（动力卷）[M].中国电力出版社，2002.

[3]  赵仲琥，张安国，王文元，等.火力发电厂煤粉制备系统设计和计算方法[M].中国电力出版社，1999.