MPS—HP—II型磨煤机在高水分褐煤项目中的优化

曲阜珍

摘 要：MPS型磨煤机是原西德Babcock公司研制成功的一种辊盘式磨机，早期主要用于碾磨烟煤和高水分的次烟煤。近年来由于我国处于国民经济高速发展期，电力建设速度也达到了空前的规模，然而由于国家对煤炭资源的控制，使电厂用煤越来越紧张，而之前一直被认为是劣质煤种的褐煤则越来越受到重视。我国具有丰富的褐煤资源，已探明储量近1 204亿t，约占我国煤炭总储量的14%，其特点是挥发份高，Vdaf在40%～50%以上，水分含量高，全水分一般都在30%以上，发热量低，一般在7 000～16 200 kJ/kg，其灰熔点也较低，一般ST<1 200 ℃。但是褐煤在磨制过程中存在许多问题，Babcock公司对MPS磨煤机进行了改进，形成MPS-HP-II型中速磨煤机系列产品，可以应用于碾磨褐煤，拓展MPS中速磨煤机的应用范围，并在通辽发电厂中获得了成功，随后又在霍林河电厂、大板电厂、呼伦贝尔发电厂等电厂成功应用。

关键词：MPS-HP-II型中速磨煤机；高水分褐煤

中图分类号：TK223.25 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）21-0003-02

2008年7月，通辽发电厂三期1×600 MW亚临界发电机组投产运行，同月霍林河坑口电厂2×600 MW新建工程两台机组也相继投入了商业运行，这三台机组燃烧的都是霍林河煤矿褐煤，该煤的特点是水份和挥发份高、易燃。这两个项目中所采用的磨煤机是长春发电设备总厂利用德国BABCOCK公司专利设计制造的MPS225HP-II型中速磨煤机，成功磨制了该褐煤，达到了机组的设计要求。在此之前国内磨制高水分褐煤全部应用的风扇磨煤机，这两个项目开辟了运用中速磨磨制高水分褐煤的先河。但因为国内尚无MPS型中速磨煤机磨制高水分褐煤的经验，机组运行过程中，出现了磨损严重、阻力过大等问题，现主要以通辽项目为例，论述一下在褐煤项目中磨煤机的设计及优化改进方。

1 通辽项目磨煤机概况及优化分析

1.1 通辽三期设计参数

通辽三期工程1×600 MW亚临界燃煤汽轮发电机组，采用的是中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统，每台炉配7台中速磨煤机，燃烧设计煤种时，6台运行，1台备用。具体参数要求如下：煤粉细度：R90=35%（设计煤种）；R90=35%（校核煤种）；煤粉水份：15%（设计煤种）；15%（校核煤种）；锅炉（B-MCR）燃煤量：444.355 t/h（设计煤种）；419.437 t/h（校核煤种）；磨煤机入口干燥介质温度：买方可提供的干燥剂最高温度（空预器出口一次风温）为400 ℃；磨煤机出口介质温度：65 ℃。

煤质分析及灰成分分析：

①设计煤种及校核煤种均为褐煤。

②煤质及灰成分分析如表1、表2所示。

1.2 中速磨煤机选型及设计参数

根据1.1中锅炉机组要求及煤质资料，按照德国BABCOCK公司的选型方法选型为MPS225HP-II型中速磨煤机，得出该型号磨煤机参数如表3所示。

1.3 现场实际运行参数

现场实际运行参数如表4所示。

1.4 现场出现问题

通辽和霍林河两个项目的磨煤机检修时发现磨辊护板和加载架冲刷磨损严重（如图1所示）；同时对比表3、表4的数据发现磨煤机通风阻力过大，较设计值增加了5 342 Pa。

1.5 喷嘴环优化

在褐煤项目中，因原煤水分过大，空气预热器所供风温不够等因素，造成磨煤机风量过大，通风阻力增加，磨煤机磨损较大，磨煤机运行不稳定。因此要对喷嘴环进行相应的改造，从而降低运行时的通风阻力，以减少对磨煤机内部的磨损。

1.5.1 喷嘴环的结构

喷嘴环的结构如图2所示，由动喷嘴环和静喷嘴环组成。静喷嘴环焊接在中架体上，不能够转动；动喷嘴环固定在磨盘上随磨盘转动，对一次风起到导流的作用。如图3所示，动喷嘴环的叶片与水平面成45？觷角，一次风通过喷嘴环时，叶片改变了风的方向，使一次风成45？觷角方向旋转向上，从而增大风的携粉能力。

1.5.2 喷嘴环优化设计

将喷嘴环的开口宽度设计为L=137.7 mm，增大喷嘴环的开口面积，将风速减小到85 m/s；同时减小了因喷嘴环面积小而造成的喷嘴环阻力过大的问题。

改变叶片的方向，使喷嘴环出口的一次风呈逆时针45？觷角向上旋转，减少喷嘴环因旋转而造成的阻力增加。

1.5.3 喷嘴环优化后的效果

根据现场反应情况看，除磨辊套有正常磨损外，加载架和磨辊护板均未磨损；运行中磨煤机的阻力为6 522 Pa，小于设计MPS235HP-II型中磨煤机的设计通风阻力7 404 Pa，达到了设计要求，磨损也减小了很多。

1.5.4 优化后经济效益分析

进行上述优化设计后将会给用户带来的经济效益：风速减小后，将减少煤粉对磨煤机各部件的磨损，避免了加载架等部件因磨损而需要检修的问题；增加了碾磨部件磨盘磨辊的使用寿命，减少了备品备件的支出；降低了磨煤机阻力，减少了一次风机的功耗；降低了因频繁检修磨煤机所产生的人工费用；降低了因磨煤机停机检修，而造成电厂负荷降低，发电量减少等原因所带来的经济损失。

2 褐煤项目磨煤机运行方面的优化调整

①干燥出力低成为MPS中速磨磨制高水分褐煤的一个制约问题。鉴于此，在日后的设计中应注意加强制粉系统的干燥出力。目前可行的办法有两种：其一，提高一次风温度。可以增加回转式换热面积或者在回转式空预器后增加管式空预器以提高一次风温。其二，降低入磨原煤水分。目前褐煤预干燥技术已基本可以投入生产使用，通过将原煤预干燥，可以使Mar降低10%以上，这样经过干燥后的褐煤再进入中速磨后干燥出力将不会成为问题。

②运行过程中要时刻关注如下参数：磨进出口差压应在5～6 kPa以下；出口温度在50～60 ℃范围内；磨电流的增长速度不能过快。

3 针对褐煤的的特点所采取的加强制粉系统安全性的措施

在启动磨煤机的允许条件中，磨出口温度不能超过65 ℃；在磨煤机的运行中，磨出口温度不能超过80 ℃，否则要保护停磨；停磨后要关闭热风门，打开冷风门将磨煤机内煤粉彻底吹尽，以防积粉自燃；在磨煤机的运行或启、停过程中，如果磨出口温度出现不正常的急剧升高时，应立即停；磨煤机运行，一定要待其温度降到50 ℃以下后，再打开人孔门检查，万不可停磨即打人孔检查门。

4 结 语

对于燃烧高水分褐煤的新型电站要时刻关注系统的磨损情况，提前发现危险点，从设备结构改造及运行方式调整上进行控制，把磨损降到最低。由于褐煤自身的特点，要密切关注制粉系统的安全性，采取一系列的安全措施防止自然及爆炸现象的产生。

参考文献：

[1] LT 5145-2002，火力发电厂制粉系统设计机计算技术规定[S].

[2] DL 466-1992，电站磨煤机及制粉系统选型导则[S].