双进双出钢球磨煤机干燥介质的计算选取

为 " 台 &$% X9机组，锅炉为 <> /!!Y% Z !Y# " / [X型亚 临界、一次中间再热、固态排渣、汽包煤粉炉，制粉 系统 采 用 法 国 .\1,]X 公 司 设 计 制 造 的 (()*%+% 型双进双出钢球磨煤机，配备沈阳重型 机械厂设计制造的皮带式称重给煤机。 燃料特性及灰成分如表 ! 所示。 !’ 双进双出钢球磨煤机的结构特点 及工作原理 ’ ’ 双进双出钢球磨煤机对可磨系数与磨损指数 没有任何限制，对煤种变化的适应能力强；其制粉 收稿日期："%%" / %& / ""。 作者简介：束继伟（!0Y! /），男，!00& 年毕业于哈尔滨工业大学， 工程师。 系统结构紧凑、相对简单，出力稳定，运行可靠，能 够保证一定的风煤比（!# $%% ^ !# _!+ ‘B Z ‘B）；低 负荷运行时能够保证煤粉细度，均匀性好，有利于 锅炉低负荷稳燃。制粉系统结构如图 ! 所示。双 进双出钢球磨煤机连续运行周期长，设备可用率 高，检修工作量小，缺点是设备相对复杂，价格较 为昂贵，钢材耗量大，占据空间较大等。 该磨煤机采用双侧进煤双侧出粉的运行方 式，也可以采用单侧进煤单侧出粉、单侧进煤双侧 出粉的运行方式。原煤由给煤机出口经混料箱、 落煤管、旁路风预干燥，与分离器分离的粗粉混合 后，进入磨煤机耳轴（空心轴），经螺旋输送机送 入磨煤机。一次风通过磨煤机两端中空轴进入磨 煤机，完成原煤的干燥和煤粉的传输。一次风和 煤粉混合物由中心筒和耳轴之间的环形空间按原 —0&&— aA@# "*，=A# $’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ <74@A;BE4F;B G@7HIJ4H KA67J’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ]HI# "%%" ! " # $ % & !"#$% &’( )*)* &’( !"#$% #+,#+, -.! /0! !" 1 2*3 #!" 1 4! 5! 图 !" 双进双出钢球磨煤机制粉系统结构示意图 煤进入的相反方向离开磨煤机，进入分离器。一 次风和煤粉混合物经分离器分离后，合格的煤粉 由燃烧器进入炉膛燃烧，不合格的粗粉则和原煤 一起返回磨煤机内继续研磨。该磨煤机包括两个 非常对称的研磨回路。 表 !" 燃料特性及灰成分分析 名称 单位 设计煤种 校核上限 校核下限 !"# $ %&’ () )%’ *+ %,’ &( -"# $ .’ &/ ,’ ,. .’ %. 0"# $ .’ /, ,’ .) .’ +. 1"# $ (’ /) (’ &/ *’ (+ 燃 2"# $ (’ .% (’ .* (’ .) 料 3"# $ ,)’ ,& ,(’ &. %(’ (& 特 4"# $ *(’ // &’ )+ *(’ ** 性 4"5 $ (’ 6* (’ // (’ 6% 75"8 $ *.’ *( */’ () *(’ &/ 9: $ %*’ +) %,’ +& ,6’ (% !;<=，"# >? @ >A */ *&. .( 6&& *+ +)+ 2B0. $ +)’ &, +)’ ,* ++’ +* 3C.0, $ *6’ 6) *6’ %. .(’ *6 9<.0, $ ,’ 66 %’ %% %’ *( !"0 $ (’ &. *’ 66 (’ && 灰 4A0 $ (’ /% (’ /) (’ +. 成 1".0 $ *’ (+ (’ /6 *’ */ 分 D.0 $ ,’ .* %’ *& ,’ *) 20, $ (’ /. (’ +6 (’ &. "* E * .&( * ./( * .+( ". E * )%( * %+( * %+( ", E F * )%( * )(( F * )(( G G 双进双出钢球磨煤机运行时，磨煤机筒体内 要有一定量的存煤（正常运行时，磨煤机内部大 约存煤 *& =，因此，即使给煤机短时间出现故障， 该磨煤机也能保持机组运行负荷。存煤量过少会 影响磨煤机的出力；存煤量过大，可能造成磨煤机 堵煤。 和传统的钢球磨煤机相比，该磨煤机还设计 如下不同的设备系统： "’差压料位测量系统：通过测量磨煤机内两 点之间的压差确定料位。其中一个测点位于磨煤 机筒体绞龙和空心轴之间的正下方，磨煤机参考 压力测点位于空心轴的正上方，它反映磨煤机内 的静压。当磨煤机运行并有一定存煤量时，煤粉 就会淹没下方的测点，与磨煤机筒体内参考压力 点之间产生压差，这个压差与“淹没”高度有直接 关系。 电耳料位测量系统：通过测量磨煤机运行时 的噪声来确定磨煤机内料位。磨煤机内料位越 高，产生的噪声越低；料位越低，产生的噪声越高。 H’双进双出钢球磨煤机制粉系统的一次风由 两部分组成：一路称为容量风，即制粉风（负荷 风），容量风与磨煤机出力成比例关系；另一路称 为旁路风，不进入磨煤机，而是通过混料箱与磨煤 机出口的风粉混合物一起进入炉膛。旁路风的主 要作用是对原煤进行预干燥处理，以保证煤粉管 道内的介质流速（特点是当磨煤机负荷比较低 时）。 :’清扫风系统。将一次风机出口压力冷风引 至磨煤机出口分离器后的煤粉管道，其主要作用 —(%,— 第 .% 卷G 第 ) 期G G G G G G G G G G G G 黑龙江电力G G G G G G G G G G G G G G .((. 年 *( 月 是在磨煤机启动前和停止后对煤粉管道进行吹 扫，防止煤粉在管道内沉积，引起自燃。 !"密封风系统。该系统由 # 台密封风机组 成，出口压力为 $%" & ’()，流量 & *** ’+ , -（. $#* /0. , -）。 1"钢球添加装置。在运行中能随时向系统内 补充钢球。 2"减速箱润滑油系统、主轴承润滑油系统和 大齿轮喷油系统。这些辅助系统的稳定运行是双 进双出磨煤机稳定运行的基础。 #3 干燥介质的计算和选取 该制粉系统用热风加冷风作干燥介质，每台 磨煤机对应两层燃烧器。一次风分两部分进入制 粉系统：一部分经过回转式空气预热器，称为热一 次风；另一部分直接进入制粉系统，称为冷一次 风。在下面的热平衡计算中，包括了密封风的影 响，如表 #、表 . 所示。 表 !" 计算参数值 名称 符号 单位 数值 风煤比 !"# $ — $" 4** 一次风管道直径（内） %&’( 0 *" &*% 煤粉水分 567 8 $" &99 煤粉细度 ):* 8 $*" *9* 额定出力 *+ ; , - 9:" ..9 机械热转化系数 !+"$ — *" 4** 密封风量 ,-. ’+ , - & ***" *** 密封风量 ,- ’+ , < $" $$$ 密封风温度 /- = #*" *** 磨煤机通风量 ,0 0. , - $*# :.>" ..* 大气压力 1" ’() ::" #** 磨煤机出口温度 /# = >9" *** 制粉系统漏风 !$2 — * 初始干燥剂量 3$ ’+ , ’+ $" 9$# 空气含湿量 4 + , ’+ $*" *** 全磨运行时一次风管内风速 0&’( 0 , < #4" %*> 磨煤机功率 1 ’? $ 9&* 表 #" 热平衡计算 项目 符号 单位 数值或表达式 干燥剂输入总热量 5(6 ’@ , ’+ 5"3$ 7 5+"$ 7 5- 7 5$2 干燥剂物理热 5"3$ ’@ , ’+ $$ /#3$ 磨煤机工作时产生的热量 5+"$ ’@ , ’+ 9:" &9: 密封风物理热 5- ’@ , ’+ $" .%& 漏风物理热 5$2 ’@ , ’+ * 系统消耗热量 589/ ’@ , ’+ 520 7 5"3# 7 5: 7 5- 蒸发原煤水分消耗量 520 ’@ , ’+ #99" $$: 乏气干燥剂带出热量 5"3# ’@ , ’+ $.%" 9#& 加热燃料消耗的热量 5: ’@ , ’+ >#" &#* 设备散热损失 53 ’@ , ’+ *" *# 5(6 空气预热器出口一次风温 /".;&’( = .##" *** 热风温度 /." = .$4" *** 冷风温度 /$" = #*" *** 终端干燥剂露点 <4&# = &%" :9> 3 3 根据表 #、表 . 所计算的参数，得到热平衡方 程，如下式： 5(6 = 589/ ’."$." /." 7 ’>"$>" />" = $$ /$ ’." 7 ’>" = { $ 式中，$."、$>" 为热风、冷风在 /."、/>" 温度下的比热 容，’@ ,（’+·=）； /."、/>" 为热风温度、冷风温度，=； ’."、’>" 为热风（冷风）在干燥剂中的质量份 额，8。 经计算，得 ’." = >&? 4@、’>" = $9? .@，初始 干燥剂温度为 .%9 =。 可见，当制粉系统通风量为 $*# :.>" ..* 0. , -（对应风煤比为 $" 4**）时，一次风管道内流速为 #4" %*> 0 , <。双进双出钢球磨煤机能够满足机组 的稳定运行。 .3 双进双出钢球磨煤机运行时注意 的问题 #" $" 建立稳定的料位 双进双出钢球磨煤机稳定运行时，应满足：磨 煤机内部的质量流量不发生变化，即进入磨煤机 的质量流量等于流出磨煤机的质量流量；磨煤机 内部能量达到一个动态平衡。因此，磨煤机料位 的建立是磨煤机稳定运行的基础。 #" !" 磨煤机单侧运行 由于机组调峰或本身的需要，磨煤机存在单 侧运行工况。此时应特别注意未运行侧磨煤机出 口温度，并及时对该侧煤粉管道进行吹扫，防止煤 粉管道和分离器内部积粉。 #" #" 加强燃料运行管理 采用双进双出钢球磨煤机制粉系统的发电 厂，应加强对入炉煤的管理，防止铁块、木块等杂 物进入磨煤机内部，影响制粉系统的稳定运行。 #" %" 煤粉管道的吹扫 当双进双出钢球磨煤机非正常停运（如炉 5AB），需要再次恢复制粉系统运行时，应对煤粉 管道及分离器进行认真吹扫，尽管不符合热工控 制系统的吹扫逻辑，但因非正常停止磨煤机运行， 制粉系统内部会存在大量煤粉，因此必须对煤粉 管道及分离器进行依次吹扫，有利于锅炉稳定运 行。 （编辑3 侯世春） —$&.— CDE" #&，FD" 93 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 G1HED/+IH)/+ JE17;KH7 (DL1K3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 M7;" #**#