DGS型风扇磨煤机在褐煤机组中的选型计算

张明昌

摘   要：国内常用的传统S型风扇磨煤机易损件寿命低、体积大，在褐煤机组应用中受到了一定的限制，不能满足长期稳定连续运行的需求。本文采用DGS型磨煤机磨制褐煤，既具有传统S型磨煤机磨制褐煤的优点，更能适应更差煤种的运行，同时易损件的寿命大幅度提高，检修方便，将是磨制超高水分褐煤的更加合适的制粉设备。

关键词：DGS型风扇磨煤机  运行原理  选型计算  启动和调速

中图分类号：TM621.2                              文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2020）04（c）-0013-02

1  传统风扇磨和DGS型风扇磨煤机运行原理对比

1.1 国内传统风扇磨煤机运行原理

风扇磨是集破碎、干燥、送粉三项功能于一身的制粉设备。其自身为一台直叶片低效离心式风机，因此风扇磨煤机设计的核心理论基础是流体力学，所有类型的风扇磨煤机都是按照风机近似理论设计的。

风扇磨主要由插板伸缩节、大门、打击轮、机壳、分离器、轴承箱、主电机组成。主要结构类似于风机，转速一般在400～1500r/min，属于高速磨煤机。

在运行中，通过主电机带动装有打击板的打击轮进行高速旋转。高速旋转的打击板对燃料进行撞击粉碎，煤在被撞击粉碎过程中被大量、高速旋转的高温介质所干燥的。被粉碎后的燃料在高速旋转的打击板形成的提升压力的作用下，被输送至炉膛中进行充分燃烧。

传统的风扇磨（S型、FM型、MB型）全靠打击板对原煤进行粉碎，打击板的磨损较为严重，寿命较低，检修工作量大。因此，这类传统风扇磨煤机主要磨制低水分、可磨性较好、煤的冲刷磨损指数较低（Ke<1.5）的褐煤。

1.2 DGS型风扇磨煤机运行原理

DGS磨是一种带有前置锤的风扇磨煤机，也是集破碎、干燥、送粉三项功能于一身的制粉设备，比传统风扇磨多了一级破碎机构。

原煤通过给煤机进入前置锤室里，经过安装在主轴上的前置锤多次打击，变成了较细的煤粉颗粒，并随着干燥剂进入打击轮工作区。煤粒在此工作区受到高速旋转的打击轮打击板的撞击和沿程摩擦破碎，并被抛到磨煤机周向护板上得到进一步撞击破碎;在气流的带动下，被破碎的煤粒沿周向护板做环流运动，进行摩擦破碎，同时与周向护板发生撞击，对煤粉进行又一次破碎。被粉碎后的燃料在高速旋转的打击板形成的提升压力的作用下，被输送至炉膛中进行充分燃烧。

与传统风扇磨相比，DGS型风扇磨增加了一级破碎（75%～85%的煤粉靠前置锤进行破碎），提高了磨煤机的制粉能力及对HGI较低煤质的适应性，使煤粉在磨煤机内的循环倍率降低，减轻了磨煤机内部的磨损及内部阻力，提高了通风出力和磨煤机压头提升能力。

在中国和亚洲，因为早期开采出来的褐煤可磨性较好、水分也相对较低（煤全水大多在40以内），冲刷磨损指数较低，使用传统的风扇磨基本能满足要求，对DGS型風扇磨煤机的认识存在空白。随着近几年国内褐煤（水分大多在45～65之间，可磨性系数HGI小于50）的进一步开发，煤的可磨性降低，冲刷磨损指数Ke增大，水分增加，需要新的风扇磨才能满足长期稳定运行的要求，DGS型风扇磨将在国内市场得到广泛应用。

2  工程概况和磨煤机选型

2.1 工程基本参数和煤质资料

煤质资料如表1所示。磨煤机安装地点：锅炉房内零米层围绕锅炉四周布置（8角切向布置）。

布置要求：电动机与磨煤机同轴。

平均海拔高度570m;平均大气压945mbar;锅炉最大出力为2030t/h;锅炉燃煤量：BMCR工况679t/h;风扇磨数量8台，运行方式6+1（备）+1（检修）;干燥介质为高温炉烟+热风+冷烟，高温炉烟：1045℃，热风：367℃，冷烟： 162℃;提升压头不低于1870Pa。

2.2 磨煤机选型技术参数

选型计算结果，选用DGS130型风扇磨，打击轮直径为3850mm，打击板有效打击宽度为1150mm，电机功率1600kW，碾磨出力满足要求。提升压头为1900Pa，大于1870Pa，能够将干燥粉碎后的煤粉输送至炉膛燃烧，完全满足要求（见表1）。

2.3 热平衡计算数据

磨煤机出力为113.18t/h，采用高温炉烟1045℃、159℃低温炉烟和362.5℃热风三介质进行干燥，热平衡计算后参数如下：入口通风量142.9t /h，提升压头为1900Pa;锅炉一次风率35%;磨入口一次风温848℃;终端氧含量为6.2%，满足规程防爆要求。计算结果（见表3），DGS130型风扇磨煤机完全能满足工程要求。

3  DGS型风扇磨煤机的特点

3.1 受力均衡，运行平稳

DGS型风扇磨煤机打击轮的支撑方式与其它类型风扇磨煤机不同，是简支梁式，即：打击轮处于主轴间，主轴两端分别由一个固定轴承座支撑。使打击轮在运行中始终处于平稳运行状态，即使受到外力的冲击时也能平稳运行。使磨煤机运行的安全性得到了极大的提高。

3.2 打击板寿命长，检修工作量小

DGS型风扇磨煤机带有前置锤，原煤在进入机壳前已经被前置锤（前置锤锤头更换简单、便捷，寿命长）进行初破碎，减轻了打击板的原煤破碎量，提高了打击板寿命;蜗壳型线和打击板形状的优化不仅提高了磨煤机的性能，也使风粉在机壳内部合理分布，降低了局部剧烈磨损;破碎效率的提高使磨煤机内的煤粉浓度降低，风粉的冲刷强度降低，提高了打击板寿命。因此，带有前置锤式的风扇磨煤机打击板的寿命远比单纯风扇磨煤机的使用寿命长。

4  DGS型风扇磨煤机启动和调速运行方式

为满足锅炉调峰要求，提高制粉效率，磨煤机应配置调速装置。可以根据锅炉的负荷调节磨煤机转速，使风粉比例更加合理，在低负荷时利于锅炉燃烧;同时磨煤机型号较大，电机直接启动时电流大，对电负荷冲击大，因此采用软启动、调速装置将是一个非常好的方案。

DGS130风扇磨煤机可采用液力耦合器或变频调速装置两种方式实现软启动，且运行中转速可在80%～100%范围内调整，根据需要调整锅炉负荷。不仅可以适应锅炉各种工况要求，而且可以降低通风电耗，增强磨煤机制粉的经济效率。

5  结语

（1）经过详细计算，选用DGS130型风扇磨煤机完全能够满足工程出力要求。

（2）采用高温炉烟、低温炉烟和热风三介质进行混合干燥，磨煤机干燥出力及防爆均满足工程要求。

（3）采用液力耦合器或变频器装置进行启动和调速，可以更加方便调节锅炉的负荷，降低制粉电耗，具有显著的经济效益。

（4）与传统风扇磨相比，DGS型风扇磨煤机运行更加平稳、安全，易损件寿命长，更加适合磨制较差的褐煤，将会在未来的褐煤机组中得到广泛应用。

参考文献

[1] 国家能源局.火力发电厂制粉系统设计计算技术规定：DL/T 5145-2012[S].北京：中国电力出版社，2012.

[2] 国家能源局.电站磨煤机及制粉系统选型导则：DL/T 466-2017[S].北京：中国电力出版社，2018.

[3] 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.

[4] 张经武，李卫东，许传凯.电站煤粉锅炉燃烧设备选型[M].北京：中国电力出版社，2017.