元宝山电厂两台国产600MW机组磨煤机存在问题研究与探讨

摘要：磨煤机出力及运行是否稳定是评价磨煤机性能的重要指标，磨煤机出力随锅炉负荷而变化，其变化范围取决于磨煤机的型号、所磨制的燃料性质及所要求的煤粉细度；磨煤机运行是否稳定与磨煤机结构、碾磨部件的磨损情况及运行中碾磨压力的设置有关。本文通过对两台国产600mw机组影响锅炉磨煤机出力及稳定运行的各项因素进行分析，找出问题并提供相关改造方案，使磨煤机能够逐步达到设计出力和稳定运行，提高机组的经济性。

关键词：磨煤机 存在问题研究

中图分类号：P618文献标识码： A

前言

元电公司#3、#4锅炉磨煤机均为MPS-255中速磨煤机，设计单台磨煤机出力71.63 t/h，最大出力78.94 t/h，满负荷投入6台磨煤机，锅炉MCR时煤量为429.8t/h。由于两台机组投产时间不同，磨煤机加载方式不同，#3机组于1998年5月份投产，磨煤机采用弹簧加载方式；#4机组于2008年7月份投产，磨煤机采用液压加载方式，但两种加载方式均不能实现磨煤机满出力，因此，在机组高负荷时必须保持7台磨煤机运行。一方面增加了一套制粉系统，使材料的消耗量上升，维护量加大。另一方面，相应的辅机单耗大大的增加，机组的经济性降低。

1. 磨煤机工作特性

中速磨对煤的可磨性指数(HGI)的变化比较敏感。一般可磨性指数每变化1，出力约变化2.4%～2.6%，且可磨性指数越低，出力变化的幅度越大。当原煤灰分超过20%时，由于磨煤机内循环量的增加，会导致磨煤机出力下降。

在中速磨煤机中，干燥剂对原煤的干燥呈逆向流动方式，热空气与进入磨煤机的原煤不能预先接触，因此原煤水分的大小对碾磨出力影响较大，水分越高，磨煤机出力越小。过大的水分会导致磨辊处煤及煤粉粘结，影响磨煤机安全运行。

磨煤机出力还与磨煤机碾磨压力有关。碾磨压力主要来自弹簧、液压缸或其它压紧装置的压紧力，其次是磨辊的自重力，前者是可以调节的。碾磨压力过大，将加速碾磨部件的磨损，过小将使磨煤出力降低、煤粉变粗。因此，运行中要求碾磨压力保持一定。随着碾磨部件的磨损，碾磨压力相应减小，运行中需随时进行调整。

中速磨的最小出力一般能降低到额定出力的40%而维持正常运行。低于最小出力运行，由于磨盘上煤层过薄，会造成碾磨部件金属间的直接接触，导致强烈磨损和振动等现象。

磨煤机出力的调整还与投运的磨煤机台数有关。当锅炉负荷下降时，合理的运行方式还需考虑磨煤机不同运行负荷下对煤粉细度和风粉混合物浓度的影响。

2.磨煤机结构特点

元电#3、#4锅炉各配备8台MPS－255磨煤机系某重型机器厂制造的产品。该磨煤机运行稳定性好、制粉用电单耗低、噪声低、维护工作量大等特点。MPS－255磨煤机是一种辊盘式加载的磨煤机，在磨盘上有3个随之滚动旋转的磨辊，在碾磨力的作用下将原煤磨成煤粉。它的结构主要由减速机及基础、机壳、机座迷宫密封、喷嘴环装置、磨盘、磨辊、磨内弹簧加载装置、磨外液压加载装置、分离器及密封风系统组成。

原煤从落煤管落入旋转的磨盘中心，在离心力的作用下进入磨辊与磨盘的碾磨轨道被滚压碾磨成煤粉，煤粉被从喷嘴环处喷入的一次热风干燥并顺时针螺旋上升送入分离器，经分离后合格的煤粉送入炉膛，而石子煤经喷嘴环喉口掉入一次热风室并刮入排渣箱，最后经排渣门排出被输送机运走。

3.影响磨煤机出力因素

3.1 磨煤机内部影响因素

MPS－225磨煤机的工作机理和设备结构特点决定了磨辊、磨盘和喷嘴是易损件，这些部件的好坏和使用寿命的长短是磨煤机稳定经济运行的关键，也是影响磨煤机出力的关键因素。

3.1.1磨辊的磨损

由于磨辊承担着燃煤的碾磨重任，当磨煤机运行一段时间以后，磨辊自然受到磨损。如果煤中硬度较大的物质含量高，磨损速度就会加剧，磨辊磨损严重，势必影响碾磨出力。

3.1.2磨盘瓦磨损

磨煤机依靠磨盘瓦与磨辊之间的挤压将燃煤磨成煤粉，也就是说磨盘瓦的平整度和硬度是影响磨煤机出力的重要指标，同时也说明磨盘瓦是磨煤机的至关重要部件。如果磨盘瓦磨损严重，即使其它部件全部达到标准，磨煤机的出力也是不能保证的。

3.1.3喷嘴的磨损

在静止喷嘴的技术条件下，一次风通过45度切向角的喷嘴通道后，形成高速旋转气流，携带经过碾磨的煤粉吹向分离器，达到粒度要求的煤粉经过分离器后，通过煤粉管道被送入锅炉，而没有达到粒度要求的煤粉将回落到磨煤机中继续碾磨。

跟踪磨煤机的运行状态，发现个别磨煤机石子煤量偏多，而且石子煤中夹带着煤粉，当增加一次风量，提高了一次风压以后，效果也不明显。根据此种情况，初步分析内部喷嘴等部位磨损，使得磨煤机内部的气流紊乱，一部分煤粉，尤其是煤粉细度稍大的粉粒不能被送到分离器，落入了石子煤室，因此，间接导致磨煤机不能达到正常的出力。

3.1.4 磨煤机碾磨压力

运行中磨煤机的碾磨压力对煤粉细度也有显著影响，碾磨压力变化对煤粉细度的影响随磨煤机负荷的加大而愈加显著。图1是对MPS-255型磨煤机的试验结果。

图1MPS-255磨煤机碾压力

由图可见，当磨煤机负荷不变时，随着碾磨压力的提高，煤粉变细；当碾磨压力不变时，随着负荷的增大，煤粉变粗。无论煤粉变粗还是变细，都直接影响磨煤机的出力。

3.2 磨煤机外部影响因素

3.2.1 磨煤机运行时间过长。

根据多年的运行记录和检修情况来看，磨煤机运行时间约为10000小时，也就是说，运行接近10000小时，磨煤机就必须进行检修。当磨煤机运行时间过长时，内部磨损增大，磨煤机本身也必然达不到初期的出力。

3.2.2 煤质偏离设计煤种。

当煤质偏离设计煤种，主要是煤中硬度较高的杂质含量高的时候，使得磨煤机的磨损增加的很快，甚至无法正常工作。从有关文献推荐的灰分对磨煤机出力的修正系数来看，原煤灰分大于20%时，灰分每增加1%，相应磨煤机出力下降约0.9%左右。从近期进行的一次煤质试验分析来看，除#3磨常规试验煤质灰分较低为23%外，其它各工况试验煤种的灰分均大于40%。可见其影响出力程度了。

3.3制粉系统其它影响因素

3.3.1 煤粉管路磨损。

由于#3机组32条煤粉管路已经运行近17年时间，煤粉管路磨损严重，管路漏粉成为影响锅炉厂房内粉尘浓度的最主要因素，治理漏粉已经当作一项主要工作。管路磨损加剧了管路阻力，影响煤粉的输送，必然使得磨煤机出力下降。

3.3.2煤粉管道堵管。

煤粉管道频繁堵塞，被迫降低出力甚至需要停止磨煤机进行吹管。当磨煤机内部压力达到2.6KPa时，管路就基本上被堵塞了，此时需要降低出力，加大一次风量进行疏通，严重时必须停止磨煤机运行进行管路吹扫。正常运行情况下，D磨煤机#1管，H磨煤机#4管堵管最频繁而且堵管后不易吹通。如果在煤质不能保证的情况下，8台磨煤机都有堵管现象发生。

针对堵管问题对煤粉管路进行了整改，将水平管段进行缩径处理，但是由于资金和时间的限制，只能逐年进行，从2004年开始每年更改2套制粉系统的改造，目前已经完成8台。更改后堵管现象得到了很大的缓解，但是在目前的电煤供应紧张形势下，煤质远远不能达到要求，因此目前的堵管现象又频繁起来。

3.3.3 冷、热风挡板开度。

冷、热风挡板开度的大小是根据磨煤机出口温度自动调整的。当挡板开度过大时，调节系统迫使磨煤机减少煤量，从而降低磨煤机出力，B磨煤机曾经一段时间就存在此问题，根据热风温度及磨煤机出口温度来看，怀疑热风挡板开度与实际位置不匹配，后来在检修时发现此分析是和实际情况吻合的。

由于冷、热风挡板是与煤粉直接接触，环境恶劣，因此，经常出现故障，从而不可避免地降低了磨煤机出力。

3.3.4 风量影响。

制粉系统的最小通风量决定于两个条件：一是在运行温度下，水平一次风管内的流速不应过低，以防止煤粉沉积；二是保持中速磨煤机最低的风环风速，防止石子煤量骤增及保证必要的煤粉细度，两者中较高的一个即是磨煤机最小通风量。最大通风量取决于磨煤机的型号及其流动阻力要求，在磨煤机设计额定工况下，既保证磨煤机的额定出力，又保证使用设计煤种的煤粉细度和煤粉浓度。

对结构尺寸已定的磨煤机而言，满负荷下磨煤机的通风量是个固定的数值。在风环和分离器设计维持不变的情况下，固定的通风量可保证必要的风环风速和煤粉细度。但随之而来的问题是，运行中风煤比(煤粉浓度)不能随煤种变化作相应的调整。例如对高挥发分煤，煤粉可磨得粗些，同时若煤的可磨性指数也较高时，磨煤机出力可有较大的提高。但通风量高于规定值会使得煤粉管道和磨煤机内部磨损加速，因而使一次风量适应不了提高了出力的高挥发分煤对一次风率的要求，其后果必然对燃烧带来不利的影响。为此必须限制磨煤机出力以保证合理的风煤比，从而限制了磨煤机的出力潜力。

3.3.5 热风温度影响。

中速磨设计出口温度一般取为70～90 ℃。对于高挥发分煤种，最低应维持65～70 ℃；对于低挥发分煤种不应高过90～95 ℃。磨煤机出口最低温度应比露点高10 ℃，但最低不能低于60 ℃，以避免煤粉结块。

磨煤机出口温度控制依靠调节磨煤机入口风温来实现。入口风温取决于磨煤机的热平衡条件，其中原煤水分的影响最大。在空预器一次风出口风温的基础上，通过改变掺入的冷风份额调节进入磨煤机的一次风温。

锅炉设计热风温度390℃，设计出口温度为71℃，但是由于预热器等设备的先天性疾病，导致实际热风温度在340℃～350℃左右，磨煤机出口温度基本上低于65℃，最低达到62℃，严重影响磨煤机干燥出力。

4.提高磨煤机出力措施

4.1通过加强检修、维护质量提高磨煤机出力

在不改变制粉系统内部结构的情况下，依靠提高检修质量、加大维护力度和加强运行调整等手段来保证磨煤机出力的提高。例如：根据磨煤机运行时间、煤质情况及时调整碾磨压力；治理管路漏泄时提高焊接质量，减少管路内部阻力；挡板的开、关及时准确，保证风温；根据磨煤机运行时间及煤量调整风量；多方协调，尽量保证煤质在设计范围内；合理调配煤，保证煤质稳定。

4.2 通过技术改造提高磨煤机出力

#3机组制粉系统磨煤机存在喷嘴环磨损严重、磨损不均匀、磨煤机检修工作量大，从而造成磨煤机的日常维护的投入不足，很难保证使磨煤机经常处于最佳运行状态。通过对#3机组磨煤机进行旋转喷嘴环和提高碾磨力改造。单台磨煤机稳定出力由62T/H提高到72T/H，能够达到或超过铭牌出力。而且磨煤机运行时间达到10000小时以上，不仅实现了机组满发和稳发的要求，还使每年磨煤机大修台数减少一半左右，只需对4～5台磨煤机进行大修，从而大大降低检修工作量和检修备件费用，同时，也可以投入更多的人力进行磨煤机的日常维护，提高磨煤机的健康运行和经济运行水平。

5. 结论

通过以上分析可以看出，影响磨煤机出力的因素较多，既有磨煤机本身因素，也有运行调节和检修维护不到位等因素，要解决磨煤机出力不足问题，除了对磨煤机进行必要的改造外，还应从磨煤机检修、维护及制粉系统运行调节上下功夫。制定相应的检修标准、维护指导书、运行操作规范，从整体上考虑解决磨煤机出力问题，而不能只从磨煤机本身找问题，从而提高机组运行的经济性和稳定性。

参考文献

【1】戴为、牛海峰、马洪顺.中速磨煤机.北京:机械工业出版社，1998。

【2】元宝山发电公司三、四号机组锅炉检修工艺规程及运行规程。

作者简介：男，1994年参加工作，多年从事锅炉制粉系统检修工作，现为赤峰东元电力有限责任公司检修公司副总经理，从事检修管理工作，在磨煤机、给煤机等制粉系统运行检修维护方面有所研究。撰写的《元宝山发电厂1号锅炉磨煤机运行时间延长方案研究》荣获内蒙古自治区职工“经济技术创新工程”活动重大创新成果奖。