我国火电厂磨煤制粉系统及磨矿设备现状

周会++高志雄++潘东

摘 要：虽然其他新能源不断发展，但火力发电仍占据重要地位。为了提升火力发电的综合效益，必须提高环保要求、降低发电能耗。现就我国火电厂的磨煤制粉的系统、磨煤设备进行了综述，为提高发电效率，解决制粉中存在的问题提供一定的依据。

关键词：火电厂；球磨机；制粉系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.155

尽管水电和风电，核电等新能源近年来发展迅速，但火力发电在能源结构中仍占有重要比例。据统计目前我国火力发电量占总发电量的份额仍在75 %以上，而火力发电厂的厂用电大约占总发电量的10 %，而制粉系统用电量占全厂用电的15 %-25 %，由此可看出降低制粉能耗对于提高电厂的整体效益有着重要的意义。

随着国家电力系统新政策出台，要求竞价上网，因此各电厂都希望通过省煤节电来提高电厂的整体效益，磨煤制粉系统作为电厂重要耗电环节，其高效低能耗运行已经成为大家关注的焦点。本文对火电厂磨煤制粉系统、磨煤设备等进行综述，对解决电厂制粉高能耗问题提供一定的依据。

1 磨煤制粉系统

针对不同性质的煤、不同类型的磨机、不同负荷特性的锅炉及其他相关条件，需要采用不同的形式的制粉系统。而常用的制粉系统分为直吹式和中间储仓式（简称中储式）。直吹式制粉系统是指把煤经过磨机磨成粉，而后直接送入燃烧的系统；而中间储仓式制粉系统是把在磨机磨好的煤粉储存在煤粉仓内，再根据锅炉运行的状况和实际需要，将煤粉仓中的煤粉经过给粉机送入炉堂的燃烧系统。

1.1 中储式制粉系统

在中储式制粉系统中，从磨机出来的煤粉为气固混合物，且粒度有粗有细，需要经过粗粉分离器把粗颗粒的煤粉中分离出来，其粒度不达要求不能直接送入锅炉燃烧，再送入细粉分离器分离出细颗粒部分，最后煤粉从气粉混合物中分离出来，储存在煤粉仓中以备使用。因此，锅炉燃料消耗量可以和磨机的出力不相等，这样磨机可以相对独立的运行以降低此部分的经济成本，而且其不受锅炉负荷的影响，提高制粉系统的独立性和经济性。但是在实际生产中细粉分离器不可能把煤粉气中的全部煤粉分离出来，气流中会含有一部分粒度较细的煤粉。为了实现资源的最大化利用，一般把这一部煤粉送入锅炉燃烧。一方法是将它作为一次风使用，即利用这部分含煤粉的气流输送给由给粉机下来的煤粉使其进入炉膛燃烧，该系统称为乏气系统；另一种方法是把它作为三次风使用，即利用带有细煤粉的气流送入到三次风喷口进入炉膛燃烧，这种利用热风送到主燃烧器的系统称为热风送粉系统。对比上述的两种系统，乏气送粉系统主要适应于水分较小，挥发分较高，容易燃烧的煤种；而用热风送分系统主要适应于难着火和难尽燃的无烟煤，贫煤以及差质烟煤[1]。

中储式制粉系统因其运行可靠，对煤种适应性强，维护简单及检修费用低等优点，因此我国火电厂较多使用中储式制粉系统。然而该系统也存在一些缺点，如运行时电耗高，磨机磨损量大，难以实现自动控制和优化运行，经济效率较低。

1.2 直吹式制粉系统

在直吹式制粉系统中，磨机制备的煤粉立即送入炉膛燃烧。磨机的制粉量变化必须与锅炉负荷发生变化保持一致。因此，锅炉的正常运行对制粉系统的依赖性很高。中高速磨机的功率特性：磨机的单位电耗随着磨机的出力的增加而增加，随着磨机出力的减少而减少[2]。与钢球磨机相比，其磨煤电耗时比较低，所以它们能够适应锅炉负荷变化，经济性较好。因此，直吹式制粉系统一般采用中高速磨机作为核心磨煤设备。

目前，我国南方大多数电厂在使用双进双出钢球磨煤机配直吹式制粉系统[3]。直吹式制粉系统的主要特点：在任何时候所有运行磨机制粉出力总和等于锅炉的煤耗量。因此，磨煤机经常处于变动负荷运行的状态，不可能一直保持满出力状态运行。双进双出钢球磨机直吹式制粉系统的主要优点：对煤种适应性强、负荷的调节范围广；但在实际的使用过种中，仍存在较多的问题。

与单进单出磨煤机相比，双进双出磨煤机具有储粉能力较强，煤粉储备量大约相当于磨煤机运行10-15 min的出煤量；负荷调节范围大，在较宽的负荷范围内反应能力较强，其负荷变化率每分钟可以超过20%；可利用率高，可靠性高；维护方便且维修费用低；低负荷时，由于一次风速减小，带走的煤粉细度更高，有利于锅炉的稳燃及提高燃烧效率[4]。

2 磨煤制粉的设备

磨矿机种类有很多，按磨矿介质的不同可分为棒磨机、球磨机、砾磨机、自磨机等；按磨矿机的筒体形状的不同，可分为圆锥形磨矿机和圆筒形磨矿机两类；按排料方式的不同，磨矿机可分为中心排料式、格子排料式以及周边排料式。在火电厂常用的是钢球磨煤机，且根据不同的磨煤系统，选择的磨煤机也会有差异。

直吹式制粉系统应考虑配置变负荷运行性较好的磨机，如中、高速磨煤机，双进双出钢球磨煤机，而中储式制粉系统则选用钢球磨机[5]。

双进双出钢球磨煤机由磨机筒体、螺旋输送装置、主轴承、密封装置、混料箱、分离器、大小齿轮主传动系统、主轴承润滑系统、大齿轮喷射润滑系统、压差和噪声测料位系统和慢速传动系统等组成，并与给煤机相连接。同时还配以加球装置、煤粉截止阀、隔音罩等辅助装置[6]。

3 结束语

我国火电厂的在磨煤制粉系统及设备等方面已经有很大提高，但磨煤能耗仍是电厂耗能的主要部分，对磨煤能耗方面不少的学者也了大量研究工作，希望能够对实际的生产提供幫助，为我国火电厂节能优化提供更好的理论依据。

参考文献：

[1]李军路.火电厂中储式球磨机制粉系统的优化控制[D].西安理工大学，2008.

[2]李宝文.中储式球磨机制粉系统先进控制和优化应用研究[D].山东大学，2009.

[3]冯磊华.双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统建模及控制[D].中南大学，2012.

[4]刘兆俊，石天佐.双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统改进[J]. 电力安全技术，2010（11）：40-41.

[5]徐玮.电厂制粉系统防爆与控制的研究[D].浙江大学，2014.

[6]刘创.双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统增容改造方法与实验研究[D].长沙理工大学，2011.

基金项目：贵州省大学生创新创业训练计划项目—六盘水周边地区发电用煤显微组分磨矿特性研究（No：201610977018）

作者简介：周会（1993-），男，贵州铜仁人，本科，研究方向：煤炭清洁利用。