MPS中速磨煤机磨制褐煤的关键运行参数探讨

黄勇，王春民

(北京电力设备总厂有限公司，北京　102401)

MPS中速磨煤机磨制褐煤的关键运行参数探讨

黄勇，王春民

(北京电力设备总厂有限公司，北京102401)

对MPS中速磨煤机磨制褐煤的方式和运行难点进行分析研究，根据工程实例讨论了MPS中速磨煤机磨制褐煤时能维持正常运行的条件，对其磨制褐煤时的关键运行参数(煤粉水分、一次风率、一次风温、出口温度和煤粉细度)的选取提出参考意见。实践表明:原煤水分质量分数＜35%可直接采用中速磨煤机;35%～40%时，可通过调整运行参数有条件地采用中速磨煤机;40%以上时，则需增设另外的干燥系统。

中速磨煤机;褐煤;运行参数

近年来，由于褐煤的应用范围越来越广泛，因此在制粉系统选型时需要充分考虑其具有高水分、高挥发分、低灰分、低热值、低灰熔点的煤质特性，进行合理的设备选型。早期采用风扇磨煤机磨制褐煤，但由于MPS中速磨煤机具有系统简单、研磨能力强、操作简便、控制灵活、检修工作量少等诸多优点，越来越多的工程项目采用MPS中速磨煤机磨制褐煤。随着磨制褐煤机组的投入运行，MPS中速磨煤机磨制褐煤的关键运行参数对磨煤机的选型及安全运行具有重要意义。笔者对MPS中速磨煤机磨制褐煤的方式和运行难点进行分析，根据工程实例讨论了其在磨制褐煤时能维持正常运行的条件，提出了对其关键运行参数的选取意见。

1　磨制褐煤的方式

目前燃烧褐煤的机组采用MPS中速磨煤机的工程有多伦煤化工自备电厂、锦州电厂、通辽电厂、珲春电厂等30余个工程项目。

1.1将褐煤预干燥后进行碾磨

大唐多伦煤化工项目采用15台管式干燥机将褐煤进行干燥，干燥后的褐煤水分质量分数控制在12%～15%，然后输送到中速磨煤机进行碾磨。通过旋转分离器控制煤粉细度R90=10%左右，煤粉水分质量分数控制在2%～5%。为了防止煤粉自燃，整个制粉系统和收尘系统采用惰化环境，用含氧体积分数＜8%的烟气进行干燥和输送。

国华印尼穆印项目，褐煤的全水分质量分数达50%以上，通过筒式干燥机将其干燥到35%左右，然后进入中速磨煤机进行碾磨。锅炉采用正压直吹式制粉系统。

1.2褐煤掺烧

原来采用烟煤的一些电厂，从运营成本上考虑，也陆续掺烧褐煤。每台锅炉通常采用2～3台磨煤机磨制褐煤。磨制褐煤遇到的主要问题是干燥能力不足，影响磨煤机的产粉量;同时由于褐煤的热值较低，掺烧褐煤对锅炉负荷影响较大。

京隆电厂采用蒙源煤业褐煤，原煤水分质量分数达到40%左右;采用的掺烧方式是将褐煤与烟煤在煤场按比例进行混合，将原煤水分质量分数控制在26%左右，然后再输入到煤仓。这种掺烧方式的缺点是煤场混合不均匀，运行人员需要经常调整运行参数，以适应原煤水分质量分数的变化。其优点是在煤场混合过程中，可以蒸发掉部分褐煤外在水分，利于干燥;而且各台磨煤机的运行参数可以保持一致，方便运行管理。

2　磨制褐煤运行实况

多个中速磨磨制褐煤时现场运行平稳，无异常振动。由于褐煤的冲刷磨损指数较低，冲刷磨损不强，因此磨制褐煤的风量虽然都偏大，但耐磨件的寿命均超过了设计要求值。

5个典型磨制褐煤的机组运行数据见表1。

表1　磨制褐煤的实例运行数据

锦州电厂MPS235(ZGM113G)型磨煤机的最大产粉量达到56.7 t/h，风温和风量与设计值吻合，磨煤机设计选型准确，热平衡计算符合实际工况。

通辽电厂采用MPS225-HP-Ⅱ型磨煤机，一次风温最高只能提供到300℃。为了满足锅炉负荷，只能加大一次风量运行，一次风压头提高到10 kPa，磨煤机阻力偏大，风煤质量比高达2.8～3.0，一次风率接近46%～50%，超过了设计值。

岱海电厂采用MPS255(ZGM123G)型磨煤机，原设计磨制烟煤。在磨制水分质量分数为40%的褐煤磨煤机产粉量达到35 t/h时，出口温度降到了55℃左右。虽然碾磨容量还有很大的裕度，但受制于出口温度的降低，不能再增加煤量，属于典型的干燥能力不足。

双鸭山电厂A、B、D、E号磨煤机MPS225 (ZGM113N)磨制褐煤，C、F号磨煤机磨制烟煤。磨制褐煤的磨煤机，热风门开度均为100%，运行调节性差。

京隆电厂原设计为烟煤的机组，掺烧使用褐煤时，磨煤机MPS235(ZGM113G)运行稳定性很好，主要考虑的因素还是系统的干燥能力。

3　中速磨煤机磨制褐煤时关键参数的确定

3.1煤粉水分质量分数

原煤通过磨煤机进行碾磨，煤粉水分质量分数取决于磨煤机的出口温度和煤粉在磨煤机内停留的时间。出口温度越高，煤粉水分质量分数越低;反之，煤粉水分质量分数越高。

在实验室中，取一定量的煤粉进行静态干燥分析。用100℃的干燥温度，煤粉的水分丢失很快，5 min内就干燥到空干基水分，25 min后煤粉水分质量分数只剩余2%。用55℃的干燥温度，煤粉水分干燥相对缓慢，2 h才能干燥到2%的水分。

在磨煤机内，原煤干燥是一个动态过程，在一次风的作用下，干燥过程非常迅速。在运行现场测出的磨煤机的温度梯度可以看出，热交换过程主要集中在磨煤机喷嘴环出口处与其上方0.8 m之间的区域。

DL/T 5145—2002《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》中给出了褐煤残留水分质量分数与出口温度的曲线。大量的运行实践表明，该曲线与实际运行情况吻合，是磨煤机选型时的重要参考依据［1］。

3.2一次风率

在锅炉系统能提供最大的干燥能力下，尽可能提高一次风量是提高干燥能力的有效途径，但是过高的一次风率会影响系统的效率;另外在磨煤机结构尺寸一定的情况下，过高的一次风量会增加磨煤机的通风阻力，运行时需要提高一次风机的压头，从而增加通风电耗。目前磨制褐煤的工程一次风率控制在35%左右，一般不超过40%［2］。

3.3一次风温

一次风温表明了一次风的干燥能力。磨煤机的一次风温取决于两个因素:一个是锅炉系统能提供的最高风温，另一个是磨煤机机体结构能承受的风温。从目前国内外工程运行情况来看，采用中速磨煤机磨制褐煤，一次风温一般不超过400℃。如果超过该值，磨煤机一些部件需要进行安全性评估，并做材料校核计算。一次风温还与漏风率、保温效果及环境温度等因素有关，特别是对于北方冬季寒冷季节，原煤温度低，需要系统有更高的干燥能力［3］。

3.4出口温度

磨煤机出口温度也是影响热平衡计算的一个重要因素。磨煤机出口温度直接影响了煤粉水分质量分数的高低，而蒸发水分需要的热量占整个干燥热量的80%左右。出口温度越高，煤粉水分质量分数就越低;原煤需要蒸发的水分越大，需要的干燥能力越强。磨制褐煤时，磨煤机出口温度一般控制在55～65℃。

3.5煤粉细度

对于褐煤来说，干燥无灰基挥发分都比较高，非常容易着火和燃尽，锅炉对煤粉细度的要求不高，通常R90=35%。中速磨的碾磨能力强，煤粉的均匀性较好。磨制褐煤要求煤粉粗、风量大，需要对喷嘴环和分离器做校核设计，以满足大风量的要求。

4　结语

工程实践表明:中速磨煤机可以适应于褐煤的磨制，关键是干燥条件要满足，即要求锅炉系统提供足够的干燥风量。用于磨制褐煤的中速磨煤机在选型时，主要考虑磨煤机的干燥能力，只要干燥能力足够，中速磨可以用于褐煤的参考文献:

磨制。从多个项目的热平衡计算及使用情况看，原煤水分质量分数在35%以下，可以直接采用中速磨运行;原煤水分质量分数如果在35%～40%，则可以通过调整运行参数，有条件地采用中速磨运行;原煤水分质量分数高于40%，则需要另外增加干燥系统，经过干燥机预干燥后采用中速磨进行磨制，或者直接采用风扇磨进行制粉。

［1］中华人民共和国国家经济贸易委员会.DL/T 5145—2002火力发电厂制粉系统设计计算技术规定［S］.北京:中国电力出版社，2002.

［2］贾鸿祥.制粉系统设计与运行［M］.北京:水利电力出版社，1994.

［3］中华人民共和国国家发展和改革委员会.DL/T 466—2004电站磨煤机及制粉系统选型导则［S］.北京:中国电力出版社，2004.

Discussion on the Key Operating Parameters of an MPS Medium-Speed Mill for Grinding Lignite

Huang Yong，Wang Chunmin
(Beijing Power Equipment Group Co.，Ltd.，Beijing 102401，China)

The mode and operating difficulty of an MPS medium-speed mill for grinding lignite have been studied，while conditions under which normal operation of the mill can be kept are analyzed based on project examples，and subsequently suggestions on selection of some important operating parameters are proposed，including the moisture of pulverized coal，primary air ratio，primary air temperature，outlet temperature of mill and pulverized coal fineness，etc.Practices indicate a medium-speed coal mill can be adopted directly for raw coal with moisture content of less than 35%，which can be conditionally adopted through parameter adjustments for raw coal with moisture content of 35%to 40%，while a drying system needs to be added extraordinarily when the moisture content is greater than 40%.

medium-speed coal mill;lignite;operation parameter

TK223.25

A

1671-086X(2016)01-0058-03

2015-06-12

黄勇(1974—)，男，高级工程师，主要从事磨煤制粉系统统计及研发工作。

E-mail:hy@bpeg.cn