中速磨煤机制粉系统优化技术研究及应用

中速磨煤机制粉系统优化技术研究及应用

孙远岭 赵成 孙远敬

鲁西化工集团股份有限公司煤化工二分公司 山东省聊城市 252211

摘要：近20年来燃煤火电技术在中国蓬勃发展，尤其是三大主机(锅炉、汽轮机和发电机)技术取得了革命性的进步，现在的锅炉对制粉系统的要求越来越高。另一方面，电煤的质量逐年下降，经常严重偏离设计煤质。所以，对制粉系统进行全面升级改造，提高制粉系统对煤质的适应性及风粉均化水平十分必要。

关键词：中速磨煤机；制粉系统；优化技术；应用

1中速磨煤机简介

1.1中速磨煤机工作原理分析

中速磨煤机通电启动后，其电机通过减速器带动磨盘旋转。通过气锁式给料机送入磨盘中心的物料，在磨盘旋转产生的离心力作用下，移动到磨盘边缘，通过磨盘上的环形槽时，被磨辊粉碎。破碎物料到达研磨盘边缘后，将由空气环产生的高速气流驱动。大颗粒落回研磨盘进行研磨，小颗粒随气流进入上部分离器。此处设置的旋转转子将再次对该部分物料进行细分，粗粉通过锥斗落回磨盘进行研磨，细粉随气流离开磨机进入除尘器。除了输送物料外，热风流还有另一个功能，即干燥含有水分的物料。温度可自由调节，满足不同湿度物料的干燥要求。

1.2快速磨煤机类型

目前，我国使用的中速磨煤机有四种：一种是辊盘中速磨，又称平盘磨，主要用于粉磨软质或中硬度材料。第二种是辊碗式中速磨机，即RP磨机。三是球环式中速磨，即e型磨。第四，辊环中速轧机，即MPs轧机。四台中速磨煤机的特点是不同的，这体现在设备的不同结果或关键材料上。因此，应用场景也显示出一些差异。

1.3中速磨煤机的一般组成

中速磨煤机一般由以下部件组成：（1）磨煤部件。在设备运行过程中，磨煤部件在外力。（2）轴承部件的作用下将原煤挤压并磨成煤粉。中速磨煤机通常设置两个轴承底板，其加工面必须在同一水平面上。在投入使用之前，它们需要用液位计进行校准。同时，主轴承吊至轴承底板后，两者之间的接触面必须保持均匀。最好每隔一段时间使用塞尺检查接触间隙，以避免间隙过大。此外，轴瓦、底座等部件需要定期清洗。（3）在安装转动部件时，可适当涂抹铅油，以便于安装。螺栓固定后，应确定环缝的配合间隙，并适当调整。（4）传动部分。中速磨煤机的传动部分决定了动力传动的效果。安装时应进行重点检查。检查内容包括两个方面：一是小齿轮与大齿轮的啮合侧隙。检查方法包括用导线测量，用塞尺测量齿轮之间的间隙，在小齿轮齿面顶部安装百分表，然后转动小齿轮测量间隙。二是测试小齿轮与大齿轮的啮合接触率。具体来说，可以采用着色的方法，即在大齿轮的齿面上涂上颜料，然后转动两个齿轮，等待它们回到涂漆位置，观察另一个齿轮的齿面染色情况。如果染色点分布均匀，则表明两个啮合正确。如果染色点位于齿面中部以上，则表明中心距过大；如果低于中间，则表示中心距离太小。

2中速磨煤机制粉系统存在的问题

2.1出力不足

由于煤质差等原因，磨煤机出力比设计出力低10%以上是一种常见现象。机组满负荷运行时，所有磨煤机必须在无备用磨煤机的情况下运行，给机组的安全稳定运行带来隐患。

当磨煤机接近极限出力状态运行时，煤粉质量无法保证，即牺牲煤粉的细度和均匀性，影响锅炉燃烧效率。

2.2大量卵石煤

大量石煤是磨煤机的常见问题。由于煤质原因，石煤量大，排出的石煤含煤量也大。

2.3磨辊磨损不均匀

HP磨煤机和MPs（ZGM）磨煤机磨辊均存在不均匀磨损，即只有磨损部件参与研磨，而非磨损部件不参与研磨。磨辊的粉磨能力没有充分发挥，直接降低了磨煤机的粉磨产量。

3优化措施

3.1HP磨煤机优化

3.1.1上部流场优化

采用新型旋转叶片保持架，使风粉从旋转叶片保持架下部进入，旋转加速后从圆周上的叶片间隙排出。旋转叶片保持架与中速磨壳之间区域处于强旋转状态，充分发挥离心分离的优势，提高分离效率。

3.1.2流场优化

一部分一次风通过中央进气装置引入煤槽，该部分一次风与原煤一起吹至磨碗，以激活磨碗上方的惰性区域。

3.1.3下部流场优化

首先，优化磨辊头的衬板结构，减少一次风向下弯曲。同时，增加了一个挡风环，进一步防止一次风吹向研磨碗。这两项措施都是为了防止磨辊大端的原煤被吹走，使磨辊的整个辊面都能参与磨煤，提高磨辊的使用寿命，提高磨煤机的磨煤能力。动风环采用等截面进气通道封闭式结构，增强了一次风的组织能力。风道向磨碗中心倾斜一定角度，有利于将粗粒原煤抛回磨盘。改进后的移动风环不仅提高了一次风的输送能力，而且提高了粉体回磨碗中心的能力，有利于减少石煤量。

3.2MPS(ZGM)磨煤机优化

上部流场优化方式与高压磨煤机相同。将原有旋转保持架更换为新的旋转保持架，在保留原有静态分离器功能的基础上，充分发挥离心分离的优势，提高分离效率。采用与高压磨煤机相同的方法对中间流场进行优化。

动风环采用等截面进气通道，四周封闭。进气通道以一定角度向磨盘中心倾斜，有利于将粗粒原煤抛回磨盘，提高一次分选能力。动态空气环与静态空气环之间的动静组合间隙由原来的垂直圆柱间隙改为水平端面间隙，可有效减少间隙磨损引起的一次漏风。静态空气环的结构也更有利于减少沸腾区，提高一次分离能力。

3.3煤粉管道动态调平

在高温状态下，煤粉管道中的介质为空气-粉末混合物（气固两相流），煤粉颗粒在弯头、收缩调节阀等部位形成局部堵塞区域。气流速度、煤粉浓度、煤粉细度和煤粉混合均匀性都会影响阻塞区的大小和阻力。因此，即使在冷态下将其调平，在热态下煤粉管道中的阻力也是不均匀的。即使在热状态下在一定状态下调平，当空气-粉末混合物的流量、煤粉浓度、煤粉细度和煤粉均匀度发生变化时，管道内的阻力也会再次不均匀。动态找平法实时测量煤巷中的煤粉混合物状态。管道上的电阻调节元件根据测量结果调节管道的电阻，以保持管道内的电阻平衡。

一旦空气粉末混合物进入管道，空气粉末浓度和煤粉细度就不能改变。因此，管道的动态调平是在充分实现磨煤机内风粉均化的前提下进行的，即进入管道时，风粉混合物浓度和煤粉细度已达到平衡。此时，只需将管道中的空气-粉末混合物流调平。

煤粉管道调平系统由压力检测模块、电阻调节元件和控制模块组成，构成闭环控制系统。压力检测模块安装在煤粉管道垂直段的同一位置，用于测量每两条管道中一次风的静压差。根据伯努利原理，静压差与管道中的一次风流速差严格对应。因此，差压测量法能够更准确、可靠地测量煤粉管道内一次风的流速差。控制模块在对测量值进行分析比较后，通过阻力调节元件调节管路中的阻力，最终实现管路中的一次风速，即一次风量的平衡控制。

结论

制粉系统包括磨煤机和煤粉管道。在制粉系统的风粉平衡控制层面，磨煤机与煤粉管道密切相关，相互配合，缺一不可。磨煤机决定制粉系统的出力、煤粉的细度以及磨内空气和粉末的均匀性，煤粉管道决定空气和粉末流量的平衡指数。在不改变原有磨煤机基础和外部结构的前提下，通过优化磨煤机内部结构，使磨矿流场更加合理，从而全面提高磨矿产量。磨煤机的输送出力和分离出力。

参考文献：

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