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摘要：主要讨论了制粉系统的经济运行，从磨煤机结构特点、分离器回粉挡板调节特性、磨煤机料位调节特性、磨煤机通风量调节特性四个方面分析了制粉系统的调节特性，最后以华电能源牡丹江第二发电厂制粉系统为例，介绍防止煤粉爆炸的检修措施。
关键词：制粉系统；磨煤机；料位调节
作者简介：侯永强（1976-），男，黑龙江宁安人，华电能源牡丹江第二发电厂锅炉检修分公司泵风班，助理工程师。（黑龙江 牡丹江 157000）
中图分类号：TK223.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）06-0167-02
一、双进双出钢球磨煤机工作原理及结构
双进双出钢球磨煤机在我国燃煤电厂中广泛应用。原煤进入钢球磨的两端，由于磨煤机筒身的旋转，带动筒内钢球上升到一定高度，由于重力钢球下落与原煤相互碰撞，达到研磨成煤粉的效果。一定细度的煤粉被热一次风吹出钢球磨的筒身，煤粉逆方向沿着原煤进入筒身的轨迹，通过环状空隙流入两侧的粗粉分离器，空气和煤粉两相流流经分离器叶片导流板产生旋流运动，由于不同质量煤粉颗粒有着不同的离心力，大质量的颗粒会重新返回到磨煤机重新研磨，小质量的颗粒会被空气带出磨煤机。
二、制粉系统的调节
1.回粉挡板的调节对磨煤机运行的影响
任何磨煤机都会配有一套煤粉分离装置。该装置的作用是将从磨煤机筒身出来的风粉两相流中的大质量煤粉颗粒分离出来。回粉挡板设在粗粉分离器回粉口，增加或减少回粉量可以通过调节挡板实现。通过调节回粉档板可以调节返回磨煤机的不合格大颗粒煤粉流量，同时调节了流入炉膛参与燃烧的细煤粉流量。[1]
华电能源牡丹江第二发电厂（以下简称“我厂”）为了优化磨煤机运行效率，在保证制粉系统安全运行的情况下，进行了调试：当热一次风和冷一次风流量不变的情况下，以调节粗粉分离器回粉挡板的开度为横坐标，分别以磨煤机出力、煤粉细度、磨煤单耗为纵坐标做出回粉挡板的开度与各个变量的关系图。图1是分离器挡板调节特性。随着回粉挡板的开度由大变小，钢球磨磨煤量也由大变小；大于90微米的煤粉由6.8%减小为4.4%；单位磨煤耗电量也会增加。[2-4]
挡板在全关位置时，回粉量最低，煤粉全部被风携带离开磨煤机，磨煤机出力最大，煤粉会粗些，磨煤单耗较小。挡板在全开位置时，回粉量增加，有一部分煤粉在磨煤机与分离器之间循环被研磨，磨煤机出力最小，煤粉会细些，磨煤单耗较高。
2.磨煤机料位对磨煤机运行参数的影响[2-4]
为了研究不同料位与磨煤量煤粉细度以及单位磨煤电耗之间的关系，以不同料位的风压差为横坐标，以磨煤机出力、煤粉细度、单位磨煤电耗为纵坐标，得出了磨煤机料位的调节特性曲线。如图2所示。
从图2可以看出随着不同料位的风压差从250 Pa上升了200 Pa，磨煤量稍微减小，但是幅度不是很大，磨煤单位电耗由20.3kWh/t升至21.8 kWh/t，煤粉颗粒大于90微米的比例由3.4%变为5.0%。
3.一次风量对磨煤机运行特性的影响
由于磨煤机内运输煤粉的介质是空气，所以一次风的流量对磨煤机运行参数有着很大的影响。从图2可以看出，当磨煤机磨煤量小于41吨每小时时，为了保证炉膛燃烧合理的风煤比，通风量也应该有相应的提高，而且通风量的变化幅度远远大于磨煤机出力的幅度。从图2中还可以看出，当磨煤机出力大于41吨每小时时，随着磨煤量的增加，所需要增加的通风量变化幅度不大。这是由于虽然一次风机功率有所增加，但是风机出口风压几乎没有变化，在磨煤机通流截面积不变的情况下，一次风携带煤粉的能力没有变化。所以磨煤量变大，不会影响一次风的风煤比。
从下图3可以看出，当磨煤机出力变大，煤粉细度会变大，风煤比也会变大。这是由于当磨煤机出力变大之后，相应的所需的通风量会变大（如图3中所示磨煤机与通风量关系曲线），一次风中含煤量变大会进一步导致沿程阻力系数变大。为了保持制粉系统原有的风煤比，势必要提高磨煤机内部风压，以克服一次风管道内部增加的阻力。由于风速变大，导致一次风携带煤粉能力增强，所以煤粉细度数值增加。这种运行特性也是其与单进单出钢球磨煤机的最大差异。
4.磨煤机运行总结
（1）调节磨煤机分离器回粉挡板可以调节磨煤机出力和一次风煤粉细度。当回粉档板的开度从100%关至0时，磨煤机磨煤量逐渐减小，一次风中煤粉也会越来越粗，磨煤单位质量电耗变大。
（2）随着不同料位的风压差从250 Pa上升了200 Pa，磨煤量减小，但是幅度不是很大，磨煤单位电耗由20.3 kWh/t升至21.8kWh/t，煤粉颗粒大于90微米的比例由3.4%变为5.0%。
（3）磨煤机磨煤量小于41 吨每小时时，为了保证炉膛燃烧合理的风煤比，通风量也应该相应提高，而且通风量的变化幅度远远大于磨煤机出力的幅度。当磨煤机出力大于41吨每小时时，随着磨煤量的增加，所需要增加的通风量变化幅度不大。
三、防止制粉系统煤粉爆炸的措施
结合华电能源牡丹江第二发电厂制粉系统，介绍防止煤粉爆炸的检修技术措施。
1.一次风管道的防磨措施
（1）一次风气流转弯处防磨措施。
1）由于磨煤机磨损是煤粉颗粒撞击金属造成的，所以减小一次风速可大大减小煤粉颗粒的动量，减少磨损。
2）耐磨陶瓷具有硬度大、更换费用低的优点，所以用耐磨陶瓷替换磨煤机金属分配器不仅可以延长设备检修周期，而且还能降低检修人员工作量。
3）由于一次风管的补偿器材质是A3钢，该材料材质软，不耐磨。将其替换为16Mn之后可以达到抗磨损的效果。
（2）磨煤机落煤管的防磨措施。
1）针对落煤管设计先天缺陷，主要做了以下改造；更换落煤管，把原来材质比较软的A3钢换成高铬钥抗磨合金，由于原有的落粉管壁面比较薄，所以把原来壁厚20毫米加厚至35毫米，由于重量增加，为了保证安全，将原有的1个调杆增加为2个。
2）由于耐磨陶瓷耐冲击性不如耐磨胶泥好，所以把落煤管的方结圆接头到分离器锁气器之间的管段涂抹成耐磨胶泥，这样不仅可以减少煤粉对金属壁的撞击，而且煤粉也不易粘贴在管壁上。
3）落煤管管壁的加厚以及耐磨胶的贴涂都能很好地改善磨煤机的耐磨特性。尤其是弯头部位，由于原煤巨大的冲击力会对方结圆接头与落煤管之间部位造成很大的破坏，所以该部位建议使用由28CrMoCuB耐磨合金浇铸而成的材料。
（3）其他部位的防磨措施。
1）采用耐磨高硬度合金或耐磨陶瓷护板替换现有的易磨损的下两层机壳护板，但是如果煤质不易研磨，或者煤粉颗粒较大，还必须考虑替换材料需具備耐撞击的特性。
2）由于原来设计燃烧器喷嘴使用ZG25材料，在运行4500小时之后喷口严重变形，致使炉膛内空气动力场发生变化。当用耐高温的高铬铸铁替换ZG25材料之后，使得燃烧器寿命延长至12000小时以上。
3）密封风关节球轴承，采用陶瓷套筒，通过一段时间的运行可以减少磨损，防止漏粉。
2.改善制粉系统的消防蒸汽系统
（1）为了防止制粉系统自燃爆炸，在磨煤机环向风粉室上安装消防蒸汽管。同时为了让消防蒸气扩散到风粉室的各个位置，在沿环向消防蒸汽管正下方向的外侧开直径为5 毫米的孔。
（2）为了防止制粉系统自燃爆炸，把蒸汽引入到给煤机后端，这样可以防止给煤机前端堵塞而导致的煤粉自燃。
（3）原来设计的消防蒸汽是手动控制，由于动作慢经常会造成安全事故，通过将手动改为远程电动控制，可以及时开启关闭蒸汽阀门。
3.不严密送风系统的改造措施
为了在紧急停运的情况下能确保切断一次风，应在磨煤机一次风入口和出口加装可以远程控制的挡板门，这样某种程度上也可以解决挡板门不严的问题。由于水平布置的手动插板门容易积粉卡涩，所以将磨煤机一次风入口插板门改为立式布置。
4.制粉系统的维护
（1）定期检修，重点检查管道系统是否残留有易燃品，一次风管道内壁是否保持洁净，给煤机断煤信号传输是否正常，锁气器是否运行正常，风门挡板是否卡塞，防止断煤情况下消防蒸汽能否正常及时投入。
（2）清除原煤中铁及其他杂质，确保吸铁器及碎煤机的运行正常。
（3）为了适应现代机组高自动化的要求，在变转速调节时制粉系统的风机自动调节性能稳定、平滑，品质优良，为机组的自动投入提供可靠保证。[6]
参考文献：
[1]刘寿忠,刘祥玲.HP和MPS型中速磨煤机的比较[J].江西电力职业技术学院,2006,(6).
[2]李长青,白岩,张丽静.球磨机中储式制粉系统的数学模型与仿真[J].华北电力技术,1994,(7):17-20.
[3]张建中.中速磨煤机计算中若干问题的探讨[J].电站系统工程,1997,13(3):33-39.
[4]邓文俭,等.双进双出钥球磨煤机的特性与故障处理[J].中国电力,2004,37(10): 54-57.
[5]陶文华,柴天佑,岳恒.钢球磨煤机的动态参数模型与仿真研究[J].电力系统仿真学报[J].2004,16(4):778-780.
[6]张正坤,徐立东,周臻.钢球磨煤机制粉系统的经济运行分析[J].中国电力,2003,23(2):17-20.
（责任编辑：刘辉）
关键词：制粉系统；磨煤机；料位调节
作者简介：侯永强（1976-），男，黑龙江宁安人，华电能源牡丹江第二发电厂锅炉检修分公司泵风班，助理工程师。（黑龙江 牡丹江 157000）
中图分类号：TK223.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）06-0167-02
一、双进双出钢球磨煤机工作原理及结构
双进双出钢球磨煤机在我国燃煤电厂中广泛应用。原煤进入钢球磨的两端，由于磨煤机筒身的旋转，带动筒内钢球上升到一定高度，由于重力钢球下落与原煤相互碰撞，达到研磨成煤粉的效果。一定细度的煤粉被热一次风吹出钢球磨的筒身，煤粉逆方向沿着原煤进入筒身的轨迹，通过环状空隙流入两侧的粗粉分离器，空气和煤粉两相流流经分离器叶片导流板产生旋流运动，由于不同质量煤粉颗粒有着不同的离心力，大质量的颗粒会重新返回到磨煤机重新研磨，小质量的颗粒会被空气带出磨煤机。
二、制粉系统的调节
1.回粉挡板的调节对磨煤机运行的影响
任何磨煤机都会配有一套煤粉分离装置。该装置的作用是将从磨煤机筒身出来的风粉两相流中的大质量煤粉颗粒分离出来。回粉挡板设在粗粉分离器回粉口，增加或减少回粉量可以通过调节挡板实现。通过调节回粉档板可以调节返回磨煤机的不合格大颗粒煤粉流量，同时调节了流入炉膛参与燃烧的细煤粉流量。[1]
华电能源牡丹江第二发电厂（以下简称“我厂”）为了优化磨煤机运行效率，在保证制粉系统安全运行的情况下，进行了调试：当热一次风和冷一次风流量不变的情况下，以调节粗粉分离器回粉挡板的开度为横坐标，分别以磨煤机出力、煤粉细度、磨煤单耗为纵坐标做出回粉挡板的开度与各个变量的关系图。图1是分离器挡板调节特性。随着回粉挡板的开度由大变小，钢球磨磨煤量也由大变小；大于90微米的煤粉由6.8%减小为4.4%；单位磨煤耗电量也会增加。[2-4]
挡板在全关位置时，回粉量最低，煤粉全部被风携带离开磨煤机，磨煤机出力最大，煤粉会粗些，磨煤单耗较小。挡板在全开位置时，回粉量增加，有一部分煤粉在磨煤机与分离器之间循环被研磨，磨煤机出力最小，煤粉会细些，磨煤单耗较高。
2.磨煤机料位对磨煤机运行参数的影响[2-4]
为了研究不同料位与磨煤量煤粉细度以及单位磨煤电耗之间的关系，以不同料位的风压差为横坐标，以磨煤机出力、煤粉细度、单位磨煤电耗为纵坐标，得出了磨煤机料位的调节特性曲线。如图2所示。
从图2可以看出随着不同料位的风压差从250 Pa上升了200 Pa，磨煤量稍微减小，但是幅度不是很大，磨煤单位电耗由20.3kWh/t升至21.8 kWh/t，煤粉颗粒大于90微米的比例由3.4%变为5.0%。
3.一次风量对磨煤机运行特性的影响
由于磨煤机内运输煤粉的介质是空气，所以一次风的流量对磨煤机运行参数有着很大的影响。从图2可以看出，当磨煤机磨煤量小于41吨每小时时，为了保证炉膛燃烧合理的风煤比，通风量也应该有相应的提高，而且通风量的变化幅度远远大于磨煤机出力的幅度。从图2中还可以看出，当磨煤机出力大于41吨每小时时，随着磨煤量的增加，所需要增加的通风量变化幅度不大。这是由于虽然一次风机功率有所增加，但是风机出口风压几乎没有变化，在磨煤机通流截面积不变的情况下，一次风携带煤粉的能力没有变化。所以磨煤量变大，不会影响一次风的风煤比。
从下图3可以看出，当磨煤机出力变大，煤粉细度会变大，风煤比也会变大。这是由于当磨煤机出力变大之后，相应的所需的通风量会变大（如图3中所示磨煤机与通风量关系曲线），一次风中含煤量变大会进一步导致沿程阻力系数变大。为了保持制粉系统原有的风煤比，势必要提高磨煤机内部风压，以克服一次风管道内部增加的阻力。由于风速变大，导致一次风携带煤粉能力增强，所以煤粉细度数值增加。这种运行特性也是其与单进单出钢球磨煤机的最大差异。
4.磨煤机运行总结
（1）调节磨煤机分离器回粉挡板可以调节磨煤机出力和一次风煤粉细度。当回粉档板的开度从100%关至0时，磨煤机磨煤量逐渐减小，一次风中煤粉也会越来越粗，磨煤单位质量电耗变大。
（2）随着不同料位的风压差从250 Pa上升了200 Pa，磨煤量减小，但是幅度不是很大，磨煤单位电耗由20.3 kWh/t升至21.8kWh/t，煤粉颗粒大于90微米的比例由3.4%变为5.0%。
（3）磨煤机磨煤量小于41 吨每小时时，为了保证炉膛燃烧合理的风煤比，通风量也应该相应提高，而且通风量的变化幅度远远大于磨煤机出力的幅度。当磨煤机出力大于41吨每小时时，随着磨煤量的增加，所需要增加的通风量变化幅度不大。
三、防止制粉系统煤粉爆炸的措施
结合华电能源牡丹江第二发电厂制粉系统，介绍防止煤粉爆炸的检修技术措施。
1.一次风管道的防磨措施
（1）一次风气流转弯处防磨措施。
1）由于磨煤机磨损是煤粉颗粒撞击金属造成的，所以减小一次风速可大大减小煤粉颗粒的动量，减少磨损。
2）耐磨陶瓷具有硬度大、更换费用低的优点，所以用耐磨陶瓷替换磨煤机金属分配器不仅可以延长设备检修周期，而且还能降低检修人员工作量。
3）由于一次风管的补偿器材质是A3钢，该材料材质软，不耐磨。将其替换为16Mn之后可以达到抗磨损的效果。
（2）磨煤机落煤管的防磨措施。
1）针对落煤管设计先天缺陷，主要做了以下改造；更换落煤管，把原来材质比较软的A3钢换成高铬钥抗磨合金，由于原有的落粉管壁面比较薄，所以把原来壁厚20毫米加厚至35毫米，由于重量增加，为了保证安全，将原有的1个调杆增加为2个。
2）由于耐磨陶瓷耐冲击性不如耐磨胶泥好，所以把落煤管的方结圆接头到分离器锁气器之间的管段涂抹成耐磨胶泥，这样不仅可以减少煤粉对金属壁的撞击，而且煤粉也不易粘贴在管壁上。
3）落煤管管壁的加厚以及耐磨胶的贴涂都能很好地改善磨煤机的耐磨特性。尤其是弯头部位，由于原煤巨大的冲击力会对方结圆接头与落煤管之间部位造成很大的破坏，所以该部位建议使用由28CrMoCuB耐磨合金浇铸而成的材料。
（3）其他部位的防磨措施。
1）采用耐磨高硬度合金或耐磨陶瓷护板替换现有的易磨损的下两层机壳护板，但是如果煤质不易研磨，或者煤粉颗粒较大，还必须考虑替换材料需具備耐撞击的特性。
2）由于原来设计燃烧器喷嘴使用ZG25材料，在运行4500小时之后喷口严重变形，致使炉膛内空气动力场发生变化。当用耐高温的高铬铸铁替换ZG25材料之后，使得燃烧器寿命延长至12000小时以上。
3）密封风关节球轴承，采用陶瓷套筒，通过一段时间的运行可以减少磨损，防止漏粉。
2.改善制粉系统的消防蒸汽系统
（1）为了防止制粉系统自燃爆炸，在磨煤机环向风粉室上安装消防蒸汽管。同时为了让消防蒸气扩散到风粉室的各个位置，在沿环向消防蒸汽管正下方向的外侧开直径为5 毫米的孔。
（2）为了防止制粉系统自燃爆炸，把蒸汽引入到给煤机后端，这样可以防止给煤机前端堵塞而导致的煤粉自燃。
（3）原来设计的消防蒸汽是手动控制，由于动作慢经常会造成安全事故，通过将手动改为远程电动控制，可以及时开启关闭蒸汽阀门。
3.不严密送风系统的改造措施
为了在紧急停运的情况下能确保切断一次风，应在磨煤机一次风入口和出口加装可以远程控制的挡板门，这样某种程度上也可以解决挡板门不严的问题。由于水平布置的手动插板门容易积粉卡涩，所以将磨煤机一次风入口插板门改为立式布置。
4.制粉系统的维护
（1）定期检修，重点检查管道系统是否残留有易燃品，一次风管道内壁是否保持洁净，给煤机断煤信号传输是否正常，锁气器是否运行正常，风门挡板是否卡塞，防止断煤情况下消防蒸汽能否正常及时投入。
（2）清除原煤中铁及其他杂质，确保吸铁器及碎煤机的运行正常。
（3）为了适应现代机组高自动化的要求，在变转速调节时制粉系统的风机自动调节性能稳定、平滑，品质优良，为机组的自动投入提供可靠保证。[6]
参考文献：
[1]刘寿忠,刘祥玲.HP和MPS型中速磨煤机的比较[J].江西电力职业技术学院,2006,(6).
[2]李长青,白岩,张丽静.球磨机中储式制粉系统的数学模型与仿真[J].华北电力技术,1994,(7):17-20.
[3]张建中.中速磨煤机计算中若干问题的探讨[J].电站系统工程,1997,13(3):33-39.
[4]邓文俭,等.双进双出钥球磨煤机的特性与故障处理[J].中国电力,2004,37(10): 54-57.
[5]陶文华,柴天佑,岳恒.钢球磨煤机的动态参数模型与仿真研究[J].电力系统仿真学报[J].2004,16(4):778-780.
[6]张正坤,徐立东,周臻.钢球磨煤机制粉系统的经济运行分析[J].中国电力,2003,23(2):17-20.
（责任编辑：刘辉）