350MW机组锅炉中速磨出力优化改造分析

摘要：本文结合某电厂提高转速磨煤机的运行情况，考虑到煤质变化、磨煤机转速提高后磨损加快、磨煤机振动、减速机本身安全、推力瓦温度等因素，根据当前燃烧煤质详细计算，在保证煤粉细度R90=22%（考虑5%出力下降）的情况下，提高13%制粉出力，达到49.7t/h。这样4台磨煤机制粉出力可达190t/h，在发热量为4300kcal/kg的燃煤条件下，基本可以满足锅炉满负荷的燃煤量要求。

关键词：350MW；增速；磨煤机；优化；改造

中图分类号：C35 文献标识码： A

随着煤炭市场的变化，燃用煤质发热量降低，4台磨煤机无法满足锅炉满负荷运行燃煤量的需要。确定通过提高磨煤机转速的方式来提高磨煤机的研磨能力。由于入炉煤质发热量的降低，按原设计磨煤机4运1备的运行方式已无法满足机组满负荷运行燃煤量的需要，必须将备用磨煤机投入运行。现通过对单台磨煤机进行减速机提速、喷嘴动环更换、分离器增容等技术改造，使其出力增加13%，降低了制粉单耗，从而使制粉系统实现了节能降耗、定检定修。

1、设备简介

该电厂350MW机组锅炉为亚临界自然循环汽包炉，采用冷一次风正压直吹式制粉系统，每台炉配置5台ZGM95G型中速辊式磨煤机。磨煤机铭牌出力为42t/h，燃用设计煤种时制粉系统4运1备即可保证机组满负荷运行，而实际运行中4台磨煤机出力达不到锅炉正常需求的燃煤量，需要5台磨同时投运才能确保锅炉满负荷运行，制粉系统长期处于没有备用磨煤机的状态，给其定检定修工作带来了极大困难，不利于机组的安全、稳定运行。

2、优化改造实施方案

本次磨煤机增速提出力改造与低氮燃烧器改造同步进行，并对燃烧器风量进行重新分配，以防止出现局部热负荷过高现象。在保证设备主体不动的情况下，根据本设备现状制定ZGM95G型磨煤机增加出力的改造方案，通过减速机改造，提高24%的输出转速，通过提高磨煤机转速的方式，使磨煤机的研磨能力提高13%，出力不小于49.7t/h；同时更换磨煤机分离器，提高分离效果，确保煤粉细度R90=22%，并防止分离器在短时间内磨损损坏。具体改造方案如下：

（1）减速机增速改造。改变减速机螺旋伞齿轮的传动比，制造一对新螺旋伞齿轮装入减速机。通过更换螺伞等部件，减速机的轴功率由380kW提高为421kW，输出转速由26.4r/min提高到32.7r/min，磨煤机碾磨出力提高约13%。

（2）动静喷嘴环改造。磨煤机增容改造后，磨入口一次风流量相应增加约24%，入磨风量增加到23.66kg/s。ZGM95G型磨煤机设计最大通风阻力为5.91kPa，磨煤机增容改造后最大通风阻力为6.34kPa。需对旋转喷嘴环的喉口流速重新校核，保留原有旋转喷嘴静环，根据喷嘴校核结果更换喷嘴动环，设计采用结构件的动环，对通流面积进一步校核，来降低其磨损。

（3）分离器增容改造。鉴于目前煤粉细度已超出设计上限，改造后磨煤机入口风量大幅增加会使煤粉细度更加恶劣，需重新设计分离器以满足要求。改造后分离器采取大容积、低流速设计，确保分离器各设计截面流速合理，满足一次风量提高对分离器的设计要求。

（4）电动机部分。将磨煤机由ZGM95G型改造成ZGM95G―Ⅱ型，经核算电动机使用现有裕度可满足改造后需求；在不更换主电机的情况下，可保证改造后出力达到49.7t/h。

（5）ZGM95G型与ZGM95G―Ⅱ型磨煤机外型尺寸一致，联轴器、机座密封、机座、传动盘与刮板、压架、铰轴、机壳、加载油缸和本体附件均可通用，无需更换。

（6）ZGM95G型与ZGM95G―Ⅱ型磨煤机的加载油量、油量/油压、密封风量/风压等一致，其辅助设备油站、高压油站、密封风机等均可通用，无需更换。ZGM95G型改ZGM95G―Ⅱ型可将加载油压调高20%左右。

3、性能测试

3.1性能保证

（1）保证出力不低于49.7t/h，碾磨件使用寿命期间，因磨损而造成的磨煤机出力降低率不大于5%；可安全连续运行的磨煤机最小出力为12t/h。

（2）磨煤机外壳及分离器能承受0.35MPa的爆炸力。

（3）磨排出口一次风量偏差≤5%，磨排出粉量偏差≤5%。

（4）减速机正常工作时油温度为40～50℃，最高不能超过70℃。米希尔轴承油温度为50℃，最高不超过70℃。

（5）煤粉细度可调范围R90=20%～40%。

（6）正常运行条件下，磨排出的石子煤低热值≤1000kcal/kg。

（7）磨煤机的出口温度不低于60℃。

（8）磨煤单位功耗（保证出力条件下）≤8.63kW・h/t。

（9）磨煤机本体及减速机振动为正常值，磨煤机运行平稳，底板振动（双振幅）

3.2性能考核试验

改造后对D磨煤机进行性能考核试验，包括磨煤机最大出力试验、能耗试验和分离器变挡板试验，具体如下：

（1）磨煤机最大出力试验。改造后的磨煤机在额定出力稳定运行1h后，在保持机组负荷稳定的情况下，逐渐增加负荷直至最大实际出力为49.7t/h，稳定运行2h。试验数据如表1所示。

（2）磨煤机单耗试验。在磨煤机（改造后）2个不同出力下测试磨煤机电流，直接读取磨煤机电气线路上的电度表，记录终始值，计算出磨煤机的功率，同时记录磨煤机的给煤量，最终算出磨煤机单耗。试验数据如表2所示。

表1 最大出力试验数据 表2 单耗试验数据

（3）分离器变挡板试验。维持磨煤机出力、通风量、出口温等参数基本不变，通过调整分离器挡板的开度改变磨煤机的运行特性，测量和记录在不同挡板开度下制粉系统运行的各个参数，得出分离器挡板开度与煤粉细度的关系。试验数据如表3所示。

表3 分离器变挡板试验数据

从表3可以看出，随着分离器挡板开度的增加，煤粉细度增大。

4、结论

（1）改造后通过试验分析，在燃用发热量及可磨性系数均较低的校核煤种2时，磨煤机最大出力由改造前的42t/h增加至52t/h。磨煤机单耗由7.95kW・h/t降至7.39kw・h/t。改造后磨煤机最大出力时排渣量小于额定出力的0.5‰，达到最大出力的试验要求。按此方式再改造2台磨煤机，即可实现满负荷下4台磨煤机运行达到锅炉所需的燃煤量要求，实现制粉系统的4运1备。

（2）改造后在相同的分离器挡板开度下，煤粉细度R90=22%～25%，分离器挡板调节性能良好，满足生产要求，有利于煤粉燃烧及灰渣可燃物的控制。

（3）改造后磨煤机电机各部温度、油系统、加载油系统运行正常，减速机推力瓦油温在60℃之内，其他参数均在规程要求范围内。

（4）性能试验报告和实际运行情况说明，增速为快速磨对提高磨煤机出力的作用是显著的。

参考文献：

1、DL/T5145―2002火力发电厂制粉系统设计计算技术规定.

2、DL/T 467-2004电站磨煤机及制粉系统性能试验.

3、王昌伟 ，ZGM95型磨煤机增加出力改造[J].华北电力技术，2007年第A02期.