降低HP863磨煤机石子煤排放率改造设计

季静静

摘 要：针对浙江绍兴滨海热电有限责任公司HP磨煤机石子煤排放量大、易着火结焦等现象，分析原因，通过对叶轮装置进行改造，降低了石子煤排放量。

关键词：磨煤机；石子煤；叶轮装置；分析；措施；排放量

浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司#1、#2锅炉为哈尔滨锅炉厂制造的1025t/h亚临界压力锅炉，分别于2011年6月和2011年10月投入运行。制粉系统采用中速磨煤机、正压直吹式冷一次风系统。每台锅炉布置5台HP863磨煤机，四用一备，单台磨煤机最大出力42.4 t/h。机组运行中，制粉系统存在的主要的问题为磨煤机石子煤的排放量较大，石子煤中夹的原煤较多，造成磨煤机内的刮板磨损特别快，石子煤排放清运工作量大，有时来不及排放石子煤堆积在一次风道内造成自燃，严重影响机组运行的经济性及安全性。

1 HP863型磨煤机工作原理

原煤从给煤机沿中心落煤管进入磨煤机的磨碗中心，由于磨碗的旋转运动，原煤受到离心力的作用向四周扩散，进入磨碗与磨辊的研磨工作区。原煤经过研磨、粉碎后继续受离心力的作用向磨碗周边移动，甩出磨碗的煤粉被自下而上的热一次风向上吹送。此时煤粉在叶轮装置上进行了第一次分离，块状的石子煤及其他一些较难研磨的媒或硬质物件无法被一次风带起而落入侧机体，继而被刮板刮入石子煤收集箱。对于较小的煤粉被热一次风送到旋转分离体进行第二次分离，此处旋转的分离挡板使风粉混合物产生旋风运动及离心力的作用下导致粗煤粉被再一次分离，并落入研磨区重新研磨。此后，合格的煤粉经过四个排出装置通过煤粉管送入锅炉燃烧

2 影响磨煤机石子煤量的因素及分析处理

磨煤机石子煤的排放量影响因素主要为以下几个方面：

（1）煤质差、煤矸石含量大

（2）磨辊及磨碗衬板磨损

（3）碾磨力不足

（4）通过磨碗气流风速过低

（5）给煤机量过大

根据以上影响因素，通过加强入厂煤检验、制定磨煤机定期轮修计划、调整弹簧加载力、增加通风量、定期校验给煤机称重装置等手段，磨煤机的石子煤量有了一定幅度的下降，但仍然较大。分析磨煤机石子煤量高主要还是由于设备本身设计的原因導致，因为磨煤机运行时石子煤排放量的多少最主要还是由叶轮装置出口处的有效风速的大小决定的，现有叶轮装置通过节流环来达到提高一次风风速，从而减少排煤。此种设计为阿尔斯通公司80 年代老式设计，在实际运行中的弊端主要有：

（1）差压过高；

（2）磨煤机磨损加快；

（3） 由于风速提高产生强烈湍流，增加了煤块被夹带排出的几率（对某些煤种情况尤为严重），大量夹带的煤块浪费了资源，增加了现场维护工作量，石子煤刮板容易损坏，同时容易产生下磨室着火等安全隐患。

3 叶轮装置改造设计方案

采用阿尔斯通新设计的叶轮装置，改造后的叶轮装置带有wing-tip 端板，此设计从改善一次风流场出发，并没有增加风速，而是减小紊流，减少排煤量，并可以更好的调节煤粉-空气混合流，提高一次分离效果，降低压损以及减少磨损，同时可以延长石子煤刮板寿命，减小磨煤机着火风险。

下图为阿尔斯通所做的CFD 数值模拟，左图为老式的限流环设计，可见经过改造，原有叶轮附近湍流大大减少。

改造后可以优化磨煤机内部流场，降低压损，提高煤粉分离效果，控制排煤量在设计范围（设计煤种时为给煤量的0.02～0.05%）。

4 方案实施及效果

2014年9月首先对#1C磨煤机进行了叶轮装置改造，并对改造前后的石子煤量进行了统计，改造前#1C磨煤机石子煤排放量为0.185t/h，平均每吨煤排放6.9kg石子煤，石子煤排放量占给煤量的0.69%。改造后石子煤排放量为0.7kg/h，平均每t煤排放0.027kg石子煤，石子煤排放量占给煤量的0.0027%。统计数据表明，在煤种相似的情况下，#1C磨煤机叶轮装置改造后石子煤排放量下降明显，新叶轮装置使用效果显著，极大的降低了磨煤机石子煤的排放量。后期又陆续对其余磨煤机叶轮装置也进行了改造，效果也很显著。

5 效益

通过对比，#1C磨煤机叶轮装置改造后石子煤排放量只有改造前的0.4%左右，由于改造前石子煤中夹杂大量原煤，通过计算若全厂10台磨煤机全部改造完成后每年可节省标准煤约5000吨（按原石子煤发热量折算为标准煤计算），节省原煤采购费用约200万元，每年节省石子煤清运成本约20万元，若考虑由于排渣过多引发设备等其他方面的损失，则经济效益更为明显。

6 结语

通过以上控制及改造手段使磨煤机石子煤排放量降低后，磨煤机刮板等部件使用寿命增加，一次风室及石子煤斗着火现象基本杜绝，石子煤排放工人工作量大大降低，后期我们还将对磨煤机石子煤排放方式进行改造，将目前的非封闭式石子煤排放装置改造成环保型封闭式石子煤排放装置，大大减少粉尘污染，改善排放工人工作环境，并进一步降低排放工人劳动强度。

参考文献：

[1] 降低HP系列磨煤机石子煤排放率改造.吴宝富.北京.华北电力技术.2003.

[2] 电站锅炉运行与燃烧调整.黄新元.中国电力出版社.2010.