MGS3848双进双出磨煤机设计

摘要：MGS双进双出磨煤机在采用直吹式制粉系统的火力发电厂中应用比较广泛，是火力发电机组配套的关键辅机之一。其具有运行可靠、对机组负荷要求反应速度迅速、储存能力大、适应煤种范围宽等特点。文章从磨煤机结构特点、原理到设备主要参数确定及新结构的应用笔方面介绍了开发MGS3848双进双出磨煤机的全过程。

关键词：MGS双进双出磨煤机；火力发电机组；关键辅机；主要参数；新结构 文献标识码：A

中图分类号：TK264 文章编号：1009-2374（2015）03-0012-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0199

2013年初根据理文自备热电厂工程需要，我公司提出开发MGS3848双进双出磨煤机，从而弥补小规格磨煤机的空档。MGS双进双出磨煤机在采用直吹式制粉系统的火力发电厂中应用比较广泛，是火力发电机组配套的关键辅机之一。其具有运行可靠、对机组负荷要求反应速度迅速、储存能力大、防火防爆性能好、适应煤种范围宽等特点。

工作原理：双进双出磨煤机制粉系统回路是完全对称的，原煤从自动控制速度的给煤机中落进混料箱，靠其自身重力落入输送装置架体内部，通过旋转的叶片送入装有大量钢球的筒体里，旋转的筒体把钢球重复抛落把原煤研磨成煤粉。

一次风分两路进入磨机，大部分一次风从磨煤机两端的热风箱进入，通过中空管进入磨煤机的筒体对煤粉进行干燥，并将磨制好的煤粉再通过绞笼的环形通道送到的分离器中去，分离器再把不合格的大颗粒煤粉返回筒体内重新粉磨，合格的细粉被送到锅炉的燃烧器；少量一次风（即旁路风）进入混料箱部，对刚落下来的原煤进行预干燥，然后其再与磨煤机内的大量一次风混合，共同完成对煤粉的进一步干燥和输送。

MGS双进双出磨煤机制粉煤种的适用范围，技术参数如下：

哈氏可磨度：HGI=40～70；水分：8%～20%；热值：2500～6000大卡/公斤；

灰分：18%～49%（干燥基）；挥发分：20%～40%（可燃基）；煤粉细度：75%～85%，通过200目筛；进料粒度：0～30mm。

1 磨煤机主要参数

额定出力：46t/h（HGI=50，H2O=80%，75%通过200目筛）；筒体有效直径：3750mm；筒体有效长度：4940mm；筒体有效容积：54.6m3；筒体转速：17r/min；最大装球量：58t；钢球配比：Φ30∶Φ40∶Φ50=1∶1∶1（重量）；电机功率：1000kW；电机转速：992r/min；减速机速比：6.722。

2 主要参数的确定

2.1 设备运行要求运行台数及煤质资料

广东理文自备热电厂工程（工程安装1台350t/h高温高压煤粉锅炉）采用双进双出磨煤机正压冷一次风直吹式制粉系统，该工程配2台MGS3848双进双出磨煤机。

表1 广东理文自备热电厂工程煤质资料

2.2 磨煤机主要参数确定

2.2.1 磨煤机规格确定。MGS双进双出磨煤机规格的确定主要依据哈氏可磨性系数、最大原煤流量、煤粉通过200目筛的煤粉细度（%）、最终水分、全水分（%）等参数，并通过MGS双进双出磨煤机性能曲线确定。

（1）筒体体积V：V=1/4·πD2L=0.25π×3.752×

4.94≈54.6m3。

（2）最大装球量Tmax：由经验可知，MGS双进双出磨煤机的钢球填充率ψ在20%～26%之间。选定ψmax=21%，可得（钢球堆积密度ρ=4.9t/m3）：

Tmax=Vρψmax=54.6×4.9×0.21≈58t

（3）磨煤机工作转速n：临界转速ncr=42.3/D0.5。由球磨机钢球运行理论得知，磨煤机的工作转速为0.76～0.88ncr，根据实际经验取0.8ncr为磨煤机的工作转速，则得：

n=0.8ncr=0.8×42.3/3.750.5≈17r/min

（4）最佳装球量Topt：由钢球磨煤机最佳钢球填充率的计算公式ψopt=0.12/（n/ncr）1.75，得：

Topt=ψoptV·5=0.12/（17/20.84）1.75×54.6×5≈46.8t

（5）磨煤机出力B：基本经验公式：

B=KψD2.5L

式中：D——筒体的有效直径（m）；L——筒体的有效长度（m）；ψ——钢球填充率（%，体积比）；K——修正系数，包括煤粉细度（R90）、煤粉水分（Mar）、哈氏可磨性系数（HGI）等。

由于MGS3848没有性能曲线图，现可以通过MGS3854曲线图及以上的公式，计算出MGS3848在同等条件下的出力。由出力公式可得MGS3848和MGS3854出力存在以下的比例关系：

比例系数A=（K1/K2）·（ψ1/ψ2）·

（D1/D2）2.5·（L1/L2）

=1×（54.6/61.2）×12.5×（4.94/5.54）≈0.796

根据广东理文自备热电厂工程的煤质情况，由煤粉细度（R90）、哈氏可磨性系数（HGI）、煤粉水分（Mar）查MGS3848曲线图可得（表2），根据比例关系可得出MGS3848的出力情况（表3）：

2.2.2 磨机功率的确定。

（1）首先确定磨煤机轴功率消耗PM（kW）：

PM=PMO（5.714ψ+0.143）

PMO取决于磨机型号，对于MGS3848，PMO=581.3kW。

PM=581.3×[5.714×（58/4.9×54.6）+0.143]=803.2kW

（2）确定磨煤机功率消耗（Pmax）：

计算磨煤机消耗的功率需考虑电机效率（95%）和减速机效率（98%），得：

Pmax=PM/（95%×98%）=803.2/（0.95×0.98）≈862.7kW

（3）确定磨煤机主电机功率P：主机功率选定有15%的余量，P=1.15Pmax=1.15×862.7=992.1kW，所以确定电机功率为1000kW。

2.2.3 钢球配比的确定。根据项目的煤质特性及研磨原理，经过多次论证认为：MGS3848直径较小，钢球的提升高度低，冲击研磨能力差。钢球直径过小将导致出力减少。为提高磨机出力需增加最大直径的钢球并重新优化设计钢球的配比，从而提升钢球对煤的研磨功能，新的配比是直径为Φ30、Φ40、Φ50的钢球，按重量1∶1∶1的使用。经运行实践验证，磨煤机在保证出力的要求下煤

粉细度很高，并且没有产生周期性集中噪音的现象。

3 设计总结

第一，该项目采用了新结构的轴向型分离器，轴向型比原有的径向型在容积和高度等方面都大有改进，增加了轴向挡板的撞击分离作用，内部气流的通过路径也比径向型分离器更为合理，减少了结构的阻力，降低了径向分离器均匀性差、容积利用率较低、通道狭小的固有缺点，使得分离的效果有明显的改善，取得了较好的技术兼经济效益。

第二，磨煤机在加球装置管道上增设了干燥风口，有效改善了原有结构在潮湿气候条件下加球时容易出现的加球管道堵塞的情况，增强了设备的适应性。

MGS双进双出磨煤机融合了世界上先进的法国ALSTOM公司的BBD型双进双出磨煤机技术，MGS3848规格使磨煤机国产化技术更进一步，使MGS双进双出磨煤机系列更加完善，使国产化磨煤机市场竞争力更加强大。

参考文献

[1] 张安国，梁辉.电站锅炉煤粉制备与计算[M].北京：中国电力出版社，2011.

作者简介：范丹丹（1980-），女，北方重工电站设备分公司设计员，研究方向：设计产品MGS双进双出磨煤机、MTZ筒式钢球磨煤机。

（责任编辑：周 琼）