双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统静态调整研究

刘希健 张中正 申 旭

（山东中实易通集团有限公司，山东济南 250000）

0 引言

家用电器及新能源汽车的普及，促使用电需求量越来越大，这有效促进了电厂的发展。目前火电装机容量占到全部发电装机容量的52%，我国火电厂主要为燃煤机组，本文主要介绍了燃煤机组配备的双进双出钢球磨煤机的静态调整工作。

1 双进双出磨煤机技术参数

燃用低挥发分贫煤时，宜选用双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统[1]。本工程燃用山西沁水煤田的贫煤，采用双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统，其技术性能参数如表1所示。

表1 技术性能参数表

2 双进双出钢球磨煤机保护设置

热工保护系统是设备主要组成部分，其可靠性会影响到设备运行安全性、可靠性[2]，根据磨煤机设备说明书、系统图等，由业主、调试、设备厂家共同讨论制定如下逻辑保护条件。

2.1 磨煤机启动允许条件

润滑油系统正常、大齿轮密封风机运行、吹扫风电动挡板门全关、任一一次风机、密封风机允许、磨慢传电机未运行、MFT已复位且无磨跳闸条件、磨轴承和电机温度正常、给煤机全停且给煤机出口门全关、磨煤机容量风门和旁路风门开度合适、磨出口煤粉管道快关门已开、煤层点火允许、磨点火能量满足、磨煤机冷热一次风电动门全开。

2.2 磨煤机跳闸条件

MFT动作、一次风机全停、润滑油系统供油压力低低、低压润滑油泵全停、磨煤机运行10 s主减速机润滑油系统供油压力低、磨煤机主电机定子温度高高、分离器出口温度高高、磨投运煤层火焰丧失、磨煤机运行3 min内点火能量不满足、磨煤机投运分离器出口门关。

3 静态调整试验要点

静态调整主要包括：系统阀门、联锁、报警、保护、启停等传动试验；磨煤机灭火防爆系统调试；磨煤机干油喷射系统调试；最佳钢球加装量计算及加装；润滑油系统油压油量确认；分离器工作转速核对；各部位的通风阻力校正；磨煤机入口容量风及旁路风风量测量元件、一次风管内风速测量元件系数校验标定；测定出口风粉管道内风量均匀性及调平试验；进行给煤机转速及煤称量装置校验。

3.1 一次风管内风量均匀性测定与调平试验

在冷态下调节一次风管上的缩孔，使各一次风管最大风量相对偏差（相对平均值的偏差）值≤5%[3]。最大风量相对偏差值计算公式如下：

式中：ΔQmax为最大风量相对偏差；Qt，max（min）为偏差最大（最小）的一次风管风量;为风量平均值。

图1为A磨煤机调平试验结果，冷态调平前一次风管最大风量相对偏差为16.18%，通过调节安装在各一次风管上的缩孔开度分配调整各粉管风量，调整后一次风管最大风量相对偏差为2.32%。

图1 A磨煤机一次风粉管调平试验

3.2 最佳钢球加装量计算及加装

根据表1所示MGS4366双进双出筒式磨煤机技术参数进行如下计算：磨煤机体积V（m3）：

式中：D为磨煤机直径；L为磨煤机长度。

计算得V=95.57 m3。

磨煤机筒体的临界转速ncr（r/min）：

计算得ncr=20.52 r/min。

最佳钢球装载系数φb，opt：

计算得φb，opt=0.19。

最佳钢球装载量Bb，opt（t）：

式中：ρb为钢球堆积密度，对筛选过的钢球取4.9 t/m3。

计算得Bb，opt≈88.98 t。

根据计算结果，与业主、磨煤机厂家进行研讨，决定加入90 t直径为φ30、φ40、φ50的1:1:1比例混合后的钢球，每次加入15 t后进行试转，记录磨煤机电流，并画出钢球装载量与电流的关系曲线，结果如图2所示。

图2 A磨煤机钢球装载量与电流关系曲线

后期磨煤机运行中钢球由于磨损质量不断减小，应定期补充钢球至最佳钢球量，以恢复磨煤机的磨制能力[4]。

对于大多数煤种（HGI在50左右），钢球磨损速度一般为0.03 kg/（h·t）左右[5]，建议采取少量多次的加钢球方式，当R200偏大时，需要加一定量的小钢球，保证磨煤机空载电流保持平稳，确保钢球的装载量始终保持在最佳水平。

3.3 磨煤机回转式分离器转速核对

本炉配备了新型低氮旋流煤粉燃烧器，低氮燃烧器是通过分级配风来降低NOx排放量的，其抑制NOx的方法是通过减少燃烧器喷口的理论空气量，在燃烧器喷口附近形成浓燃料燃烧区，降低燃烧区的氧浓度，也就降低了燃烧区的温度，从而在燃烧区使NOx的生成量减少[6]。

主燃烧区域欠氧燃烧会导致煤粉颗粒不能完全燃尽，造成飞灰可燃物含量升高。为使煤粉更容易燃烧，就要控制煤粉细度合理，此时回转式分离器的调试至关重要。静态调试时绘制分离器转速与频率关系曲线如图3所示，为磨煤机投运后煤粉细度的调整奠定基础。

图3 A磨煤机分离器转速与频率关系曲线

磨煤机启动初期分离器转速控制在150～160r/min，正常运行后控制在130～150 r/min为宜，根据燃烧状况、飞灰含碳量进行优化调整。

3.4 磨煤机一次风量控制方案

磨煤机一次风量为进入磨煤机的容量风量和旁路风量之和。根据负荷，保证磨出力的同时保证粉管煤粉速度，因此磨一次风、容量风、旁路风风量要成适当比例控制。

一次风量与磨煤机出力的对应关系应符合图4，一次风管内的风速在20～25 m/s，磨煤机入口温度保证在205～285 ℃，磨煤机分离器出口温度根据煤的挥发分进行调整，温度控制在105～115 ℃。

图4 一次风与磨煤机出力关系曲线

双进双出钢球磨煤机可以在给煤机断煤、堵煤、故障及磨煤机一侧堵煤等设备异常情况下使用，并根据机组负荷调整的需要进行不同的组合匹配，具有较强的适应能力[7]。磨煤机单进双出、单进单出运行时，可适当调节两侧容量风及旁路风挡板的位置，避免两侧分离器出口温度偏差过大，尽快恢复正常运行方式。

4 制定双进双出磨煤机启动与停运步骤

4.1 磨煤机启动步骤

1）检查磨煤机开机许可条件已具备，确认磨煤机一次混合风、冷一次风、热一次风调节挡板、分离器出口挡板、煤粉管道吹扫风电动插板门、燃烧器入口煤粉管道气动插板门、给煤机出入口电动闸板门均在关闭状态。磨煤机高、低压润滑油系统运行正常。

2）启动磨煤机螺旋分离器电机，调整磨煤机螺旋分离器电机转速至正常范围。

3）打开磨煤机1、2、3、4、5、6燃烧器入口煤粉管道手动插板门。

4）打开磨煤机出口1、2、3煤粉管道吹扫风电动插板门，吹扫1 min后关闭；打开磨煤机出口4、5、6煤粉管道吹扫风电动插板门，吹扫1 min后关闭。

5）置磨煤机1、2、3、4、5、6分离器出口气动插板门开位。

6）置磨、给煤机密封风门开位，检查确认入口容量风压力与密封风压差＞2 kPa。

7）启动磨煤机大齿轮密封风机、大齿轮喷油装置。

8）打开磨煤机混合前冷一次风、热一次风气动隔绝门，调节磨煤机冷一次风和热一次风气动调节挡板，旁路风调节风门在全开位置，调整一次风量、风温，进行暖磨。

9）磨煤机出口温度达到设定温度80 ℃以上后，完成暖磨。

10）启动磨煤机主电机，延时5 min检查两台高压润滑油泵自停。

11）磨煤机冷一次风和热一次风气动调节挡板投入自动，维持容量风门在最小开度。

12）依次开启给煤机出、入口电动闸板门，启动给煤机并增加给定转速，维持给煤量大于30 t/h，磨煤机建立差压料位≤1 000 Pa。料位建立后，投入磨煤机料位自动。

13）调节容量风、旁路风风量调节挡板，提高磨煤机出力，满足机组负荷需要。

4.2 磨煤机正常停运步骤

1）将磨煤机料位控制置手动，手动将给煤机转速降低至最小值。

2）关闭给煤机入口闸板门，在给煤机皮带上没有存煤后停止给煤机，关闭给煤机出口闸板门。

3）将磨煤机热/冷一次风、入口容量风气动调节挡板置手动，根据磨煤机出口温度，关小磨煤机热一次风气动调节挡板至完全关闭，开大磨煤机冷一次风气动调节挡板维持风量。

4）磨煤机料位下降后，逐渐关小磨煤机入口容量风气动调节挡板，开大磨煤机旁路风气动调节挡板，控制一次风量在正常范围内。根据容量风量关小对应燃烧器二次风调节挡板。

5）磨煤机吹空后，停运磨煤机主电机，联跳分离器电机、变频器。

6）检查磨煤机高压润滑油泵自启。

7）关闭冷一次风气动调节挡板、混合风关断挡板、分离器出口挡板。

8）分别将磨、给煤机密封风门关闭。

9）将磨煤机单个煤粉管道吹扫风电动插板门依次打开吹扫管道。

10）延时60 s关闭磨煤机煤粉管道吹扫风电动插板门。

11）停大齿轮罩密封风机及喷油装置。

4.3 磨煤机急停步骤

1）磨煤机主电机停运后，联跳给煤机，停运磨煤机螺旋分离器电机。

2）启动两台磨煤机高压润滑油泵。

3）分别将磨煤机热/冷一次风、入口容量风气动调节挡板置手动，将磨煤机热一次风气动调节挡板全部关闭。

4）关闭磨煤机各分离器出口挡板/冷一次风、混合风关断挡板。

5）非MFT工况下，置磨煤机出口1、2、3煤粉管道吹扫风电动插板门全开，吹扫2 min后关闭；置磨煤机出口4、5、6煤粉管道吹扫风电动插板门全开，吹扫2 min后关闭。

6）两台高压油泵启动运行3 min后停止运行。

7）停运磨煤机旋转分离器、大齿轮罩密封风机、大齿轮喷油装置。

5 制粉系统运行监视与调整

磨煤机作为主要辅机，投运后应重点监视其运行情况，调整运行参数在正常值内。

1）监视磨煤机电机运行电流、各风量、一次风速、各处风压、料位差压、出口温度等各重要参数，综合判断制粉系统运行状态是否良好并采取相应措施。

2）加强就地巡视，检查制粉系统无跑、漏粉的情况，发现制粉系统的异常情况采取相应措施。

3）定期检查集控原煤斗料位与燃料主控室煤斗料位是否相符，原煤斗消防蒸汽系统各阀门方式正常。

4）检查给煤机无异常振动、噪声，温度正常，皮带无撕裂跑偏现象。

5）磨煤机润滑油油箱油位介于高低限之间，油温保持在25～35 ℃；磨煤机大瓦温度低于60 ℃；检查大齿轮喷油装置工作正常，油量正常；大齿轮密封风机运转正常。

6）定期对差压、电耳料位进行比较，如有较大偏差，应及时联系检修吹扫磨煤机控制系统测量管线。

6 结束语

对双进双出钢球磨煤机设置保护、进行静态调整试验，可为磨机的启动运行奠定基础，为机组并网发电创造有利条件。