ZGM95G型中速磨制粉系统煤粉细度影响因素分析

苟琮琦，陈 平，张宏宇

（酒钢集团宏晟电热公司，甘肃嘉峪关 735100）

引言

煤粉细度是指煤粉粒径的大小，是衡量煤粉品质的重要指标。煤粉过粗，在炉膛内燃不尽，飞灰可燃物升高，增加了不完全燃烧热损失；煤粉过细，制粉系统的电耗增大和磨煤机损耗增加。当前中速磨制粉系统运行过程中，不同的劣质煤煤种掺烧比例的增加，不同的煤种可磨系数有差异，磨煤机不同出力下煤粉细度有着较大的差别，因此研究中速磨制粉系统的运行参数对煤粉细度的影响有着重要意义。

1 设备及运行参数简介

某电厂DG-1200/25.4-II4锅炉配套制粉系统，采用中速磨直吹式制粉系统，每炉配5台ZGM95GII型中速磨煤机，正常4台运行，1台备用。5台磨煤机采用动态旋转变频式分离器，每台磨煤机出口配套有4个一次粉管，每个粉管缩孔前加装有旋风分离取样装置。设计煤种煤粉细度R90≤15%，校核煤种煤粉细度R90≤17%。

2 磨煤机运行参数试验

2.1 试验要求

(1)试验目的:获得理想的煤粉细度和较好的煤粉均匀性。

（2）取样及数据处理方法：对试验磨煤机4个粉管分别进行取样化验，每个工况试验煤粉细度值均为试验磨煤机4个粉管的煤粉细度平均值（除试验2.4一次粉管调平试验煤粉细度值为4个粉管的煤粉细度值）。

2.2 分离器转速试验

分离器转速试验针对6E磨煤机进行了试验，通过固定磨煤机煤量35 t/h、通风量75 t/h、加载力14 MPa不变情况下，进行了分离器变频由40 Hz减到30 Hz变化的试验，试验表明，磨煤机风量、煤量不变的情况下，随着磨煤机分离器转速的降低，煤粉细度平均值由15%升高至26.7%，煤粉细度逐渐增大，磨煤机差压由3.5 kPa降至3.3 kPa，磨煤机差压缓慢下降。试验的煤粉细度与分离器转速变化趋势如图1所示。

图1 煤粉细度与分离器变频率关系图

根据磨煤机分离器转速与煤粉细度的试验，得出磨煤机分离器转速与煤量不匹配对煤粉细度的影响较大。在磨煤机通风量和加载力不变情况下，分离器转速随煤量逐渐增大后煤粉细度相对可控，但磨煤机差压逐渐增大有堵磨风险，磨出力受到了影响。对此，通过试验得出分离器变频35 Hz且磨煤机设计煤量38.2 t/h以上时，煤粉细度均有不合格，磨煤机差压升高较快。为了磨煤机安全和经济运行，将分离器转速与磨煤机煤量进行了相对反向调整,磨煤机差压和煤粉细度相对能较好的控制，所以得出了磨煤机煤量与分离器转速成反比线性运行关系，优化出了磨煤机煤量与分离器转速对应的曲线见图2。

图2 磨煤机煤量与分离器变频率对应关系图

2.3 磨煤机风量试验

磨煤机风量试验针对6E磨煤机进行，固定磨煤机煤量35 t/h、加载力14 MPa，通过下述两个工况进行了试验。

工况1：分离器变频35 Hz，磨煤机风量从80 t/h减到65 t/h。试验表明，随着磨煤机风量的降低，煤粉细度从29.8%下降至14.5%又上升至17%，煤粉细度显V字变化，磨煤机差压缓慢升高。试验的煤粉细度与磨煤机风量变化趋势见图3。

图3 工况1煤粉细度与磨煤机风量变化趋势

工况2：分离器变频30 Hz，磨煤机风量从80 t/h减到65 t/h。试验表明，随着磨煤机风量的降低，煤粉细度从32.9%下降至10%又上升至26.5%，煤粉细度显V字变化，磨煤机差压缓慢升高。试验的煤粉细度与磨煤机风量变化趋势见图4。

图4 工况2煤粉细度与磨煤机风量变化趋势图

根据磨煤机风量与煤粉细度的试验，在煤量不变情况下，受动态分离器通风量设计值的影响，得出磨煤机风量与煤量不匹配对煤粉细度的影响较大，所以磨煤机煤量与风量配比的对应关系特别重要，经过试验,优化出磨煤机煤量与风量的对应曲线见图5。

图5 优化后磨煤机煤量与风量的对应曲线图

2.4 一次粉管调平试验

磨煤机一次风速调平试验针对6A磨煤机进行，通过固定3个组试验：（1）固定磨煤机煤量0 t/h、风量60 t/h、分离器变频45 Hz，（2）固定磨煤机煤量30 t/h、风量75 t/h、分离器变频35 Hz，（3）固定磨煤机煤量35 t/h、风量75 t/h、分离器变频35 Hz进行调平试验，通过调整磨煤机出口粉管缩孔来调节粉管风速，对比粉管就地背靠管差压和DCS远方风速进行了调平工作。

试验（2）固定磨煤机煤量30 t/h工况1、2、3 h，风量75 t/h、分离器变频35 Hz的煤粉细度与粉管风速试验数据如表1。

试验（3）固定磨煤机煤量35 t/h工况4、5、6、7，风量75 t/h、分离器变频35 Hz的煤粉细度与粉管风速试验数据如表2。

表1 试验（2）煤粉细度与粉管风速试验数据表

表2 试验（3）煤粉细度与粉管风速试验数据表

通过试验得出：

试验（1）固定磨煤机煤量0 t/h的A磨一次粉管风速基本调平，因无给煤量，煤粉无法取样，无煤粉细度，不作详细分析。

试验（2）固定磨煤机煤量30 t/h,工况3的A磨一次粉管风速偏差减小后，风速分别为24 m/s、25 m/s、25 m/s、26 m/s，对应煤粉细度为20.4%、9.4%、7.0%、19.2%。从试验数据来分析煤粉细度基本合格，煤粉均匀性也基本满足。

试验（3）固定磨煤机煤量35 t/h,工况6的A磨一次粉管风速偏差减小后，风速分别为25 m/s、27 m/s、27 m/s、27 m/s，对应煤粉细度为20.0%、15.5%、6.6%、20.6%。从试验数据来分析煤粉细度基本合格，煤粉均匀性也基本满足。

从上述试验得出一次风管风速调平对各粉管煤粉细度大小影响较大。从一次粉管风速调平试验，得出不同工况下各粉管风速控制范围20 m/s到27 m/s，风速偏差不大于5%。

2.5 磨煤机加载力试验

磨煤机加载力试验针对6E磨煤机进行，通过固定磨煤机煤量38 t/h，风量70 t/h，分离器变频35 Hz,开始将磨煤机加载力调整至14 MPa、13 MPa、12 MPa、11 MPa、10 MPa递减试验，随磨煤机加载力降低，磨煤机出力减少，但加载力对煤粉细度影响程度较小，煤粉细度由6.4%升高至10.4%，煤粉细度呈轻微变粗趋势，磨煤机差压2.5%升高至2.8%，趋势缓慢升高。试验的加载力与煤粉细度及磨煤机差压变化趋势见图6。

图6 试验的加载力与煤粉细度及磨煤机差压变化趋势图

2.6 磨煤机出力调整试验

磨煤机出力试验针对6E磨煤机进行，通过固定磨煤机加载力13 MPa，磨煤机风量70 t/h，分离器变频35 Hz。磨煤机给煤量由20 t/h逐渐升高至40 t/h，随煤量的增加，煤粉细度由2.4%升高至24.4%，煤粉细度显逐渐升高趋势，磨煤机差压由2.3 kPa升高至4.2 kPa，磨煤机差压逐渐升高，粉管风速下降，有堵粉管迹象。通过试验得出磨煤机给煤量大于35 t/h时煤粉细度均有不合格，因此控制磨煤机煤量不大于35 t/h运行，试验的煤粉细度和磨煤机差压与煤量变化趋势见图7。

图7 试验的煤粉细度和磨煤机差压与煤量变化趋势图

3.结语

1)分离器转速与磨煤机煤量不匹配对煤粉细度的影响较大，分离器转速逐渐增大后煤粉细度的越细，但磨煤机差压升高，磨煤机出力受限，所以在保证磨煤机正常出力不堵磨的前提下，分离器转速随着磨煤机煤量增大逐渐减少，成反比例线性运行，总结出了磨煤机小煤量分离器大转速，磨煤机大煤量分离器相对小转速，这样的运行方法既保证了煤粉细度的合格，又能保证磨煤机出力达到锅炉负荷变化的要求。

2)配有动态分离器的中速磨煤机，磨煤机风量与煤量不匹配对煤粉细度的影响较大，在磨煤机煤量不变情况下，受动态分离器通风量设计值的影响，磨煤机风量偏大偏小运行时煤粉细度均偏大不合格，所以磨煤机煤量与风量配比的对应关系特别重要，通过不同通风量试验找到磨煤机出力及煤粉细度合格的风量值。

3)中速磨煤机风速调平对煤粉细度均匀性偏差和煤粉浓度影响较大，由于粉管煤粉临界沉积速度与粒径关系，风速调平主要是通过煤量变化必须对应风量和分离器转速变化而进行的，所以风速调平工作在整个试验过程中比较繁琐，在不同煤量不同通风量不同分离器转速下，要长时间做风速调平工作，克服粉管沉积临界点，尽量保证磨煤机出口各粉管风速偏差保证在5%以内，风速不平主要影响对锅炉燃烧的不稳定和炉内热负荷不均匀。

4)试验得出磨煤机加载力对煤粉细度影响较小，所以在保证磨煤机电流波动正常和就地磨煤机无振动情况下，尽量高加载力运行保证磨煤机出力，满足锅炉负荷要求，如果磨煤机振动加剧，适当地降低磨煤机加载力运行。

5)磨煤机出力试验影响较大，随着磨煤机煤量逐渐增大，煤粉细度逐渐升高，磨煤机差压逐渐升高，磨煤机粉管风速下降，磨煤机出粉能力下降，磨煤机出力受阻，试验得出了给煤量大于35 t/h时煤粉细度均有不合格的情况，规定了磨煤机出力不大于35 t/h的要求。