新材料钢球及钢球级配技术在电站锅炉上的应用

王 凯，李书元

（1.华北电力大学，北京 102206；2.国网能源开发有限公司鲁能建设集团，山东 济南 250001）

0 引言

钢球磨煤机在我国火力发电机组中得到了较广泛的应用，钢球磨煤机煤种适应性广，运行安全可靠，维修方便。但其金属耗量大,制粉电耗高，据统计，钢球磨煤机一般每磨制1 t煤钢球的磨损为300～350 g，个别磨煤机甚至更高，加上磨煤机衬板的磨损,总的金属磨损与所磨制煤的比例通常约高达0.5‰。通过调节钢球最佳装载量、球径配比、钢球及护甲的材料特性及补球参数,可起到防磨降耗的作用。我国火电厂钢球磨煤机钢球直径的选择一直沿用前苏联的标准,国内钢球磨煤机的钢球规格尚无统一标准。在补球方面,因认为大球会磨成小球,绝大多数火电厂根据经验单纯补加一种大球,造成磨机内球荷平均粒度的增大,使磨机不能工作在最佳钢球级配。结合我国钢球磨煤机的性能参数和煤质特性,确定钢球的最佳级配和补球参数对于降低球磨机的球耗和电耗具有至关重要的作用。

1 设备状况概述

山东某厂3号、4号机组为300 MW亚临界燃煤机组，每台锅炉安装有3台双进双出钢球磨煤机，设计最大钢球装载量131 t，额定电流156 A,功率1400 kW。试验前3号、4号炉磨煤机钢球加装比例50:40:30=1:1:1，实际钢球装载量为72 t/台，磨煤机电流在125 A左右，补充钢球为￠50，高铬球，年平均补充添加钢球消耗量40 t/台。磨煤机技术参数见表1，锅炉设计燃用85%+15%的无烟煤和半无烟煤的混合物,煤种的特性见表2。

2010年9月对3号炉3台磨煤机钢球级配进行调整，使用新型铬锰钨抗磨铸铁磨球，改变磨煤机内部钢球比例，减少装球量，最终降低磨煤机电流，9月27日3号机组开机，对两周内有关情况进行评估。

表1 磨煤机技术参数

表2 燃煤特性

2 试验方案及运行数据

选择直径为 60mm、50mm、40mm、30mm、25mm、20 mm钢球进行配比。确定钢球的球径及配比后，根据磨煤机参数、新材料钢球的失圆率低的特点，适当考虑新材料钢球的出力系数，在3台磨煤机选择了不同的试验方案。3A磨装球55 t、3B磨装球50 t、3C 磨装球 50 t。

2.1 试验前后运行参数比较

表3 3 A磨试验前后运行参数对比表

表43B磨试验前后运行参数对比表

表5 3C磨试验前后运行参数对比表

表6 试验后三台磨煤机运行参数对比表（负荷260 MW）

2.2 综合分析

选择试验前3月的数据、8月的数据以及试验后10月的数据进行比较，表7、表8所示。

表7 8月份与10月份数据比较

每天节电:80032-63784=16248 kW·h 节电率：（1.369-1.088）/1.369×100%=20.53%

表8 3月份与10月份数据比较

每天节电:81400-63784=17616 kW·h 节电率:（1.393-1.088）/1.393×100%=21.9%

2.3 3、4号锅炉磨煤机大、小牙轮温度比较

3、4号锅炉磨煤机大小于温度不同时间的测量数据如表9、表10、表11所示。

从齿面温度看，3号炉各磨煤机钢球重新配比后，齿面温度普遍下降。

从整个齿面宽度看温度，最大差值3度，有的没有差值，比较均匀。

现场听声音，3号B磨声音确实比其他5台磨煤机大些，应加强观察，每天现场诊断并测量温度、震动等，发现异常，申请停磨检查处理，确保设备稳定运行。

表910月5日16：10测量数据

表1010月16日15：40测量数据

表11 2005年11月10日检测记录表

4 结论及建议

1）试验前后，煤粉细度无明显的变化，都在R90=8%～10%之间。

2）通过钢球级配试验磨煤机的耗电量大幅度下降每天节电16248～17616 kW·h，节电率达到20.53%～21.9%。

3）A磨煤机钢球装载量比B、C磨煤机钢球装载量多5 t，从表6可以看出A磨煤机出力大于B、C磨煤机。

4）建议合理选择煤粉细度适当加大磨煤机出力裕度。煤粉细度对燃烧的稳定性和经济性有相当大的影响。理论研究和运行实践表明，对于低挥发分煤种，煤粉磨的更细一些，对其着火和燃尽都十分有利。西安热工研究院修订的《电站磨煤机及制粉系统选型导则》（DUT466-2004）中，将原导则中煤粉细度的推荐公式由R90=0.5nVdaf+4修正为R90=0.5nVdaf,并对降低煤粉细度经济性做了认真的比较。按西安热工研究院的研究，对于设计和实际燃用煤种，我厂二期“W”火焰锅炉合理的煤粉细度为R90=5.6%乃至更细一些较合适，可以进一步降低飞灰、炉渣可燃物含量，提高锅炉效率。煤粉细度受煤的可磨性系数、磨煤机料位、磨煤机钢球装载量、磨煤机风量等的影响。可以考虑优化钢球级配，改善煤粉细度，运行中煤粉细度还可以采用分离器挡板开度进行调整。

5）磨煤机实施新技术后，随着负载的减小，大小齿轮、轴瓦和变速箱等设备的故障率将降低，设备寿命得到延长，也节省了大量的维护成本。

6）采用钢球级配技术带来的不利影响是磨煤机出口温度的降低，特别是煤质较差、燃煤含水量较大、低负荷时给锅炉的稳燃带来一定的影响，需要进一步研究。

［1］刘英雄,毛爱珍.球磨机钢球直径的优化选择［J］.中国电力,1996,29 （6）.

［2］贾鸿祥.制粉系统设计与运行［M］.北京:水利电力出版社,2002.

［3］岑可法,周昊,池作和.大型电站锅炉安全及优化运行技术［M］.北京:中国电力出版社，2003.

［4］段希祥.我国粗磨球磨机钢球尺寸状况的分析［J］.矿治工程,1998,18（1）.