330MW锅炉磨煤机钢球最佳级配试验研究

摘 要：钢球磨煤机在我国火力发电厂中得到广泛的应用，但是钢球磨煤机金属损耗大，制粉电耗较高。通过建立钢球磨损稳态模型和工程试验可以计算出最佳钢球装载量和钢球最佳级配。同时采用高铬钢球，可以减少钢球磨损，稳定钢球的最佳级配，减少钢球的用量，达到减少电耗和钢耗的目的。

关键词：磨煤机；钢球；级配

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.033

0 概述

钢球磨煤机已在国内外火力发电厂中广泛的应用，但是钢球磨煤机制粉系统能耗较高，其用电量高达厂用电的20%左右。据统计，磨煤机一般每磨制1t煤钢球磨损为120～300g，个别磨煤机甚至更高。通过调节钢球最佳装配量、球径的配比、钢球以及衬瓦的材料特性及补球参数，可以起到防磨降耗的作用。目前我国火力发电厂钢球磨煤机钢球直径的选择一直沿用前苏联的标准，国内钢球磨煤机的钢球规格尚无统一标准。在补球方面，因认为大球会磨成小球，绝大多数火力发电厂根据经验单纯的补加大球，造成磨煤机内球荷平均粒度的增大，使磨煤机不能工作在最佳钢球级配。

1 改造项目

某电厂330MW机组锅炉配备有4台350/600型钢球磨，均为沈阳重型机械厂生产的单进单出磨煤机。设计出力为45.88t/h，额定电流为105A。近年来，受到国内煤炭市场变化等因素的影响，使得入炉煤质偏离设计值。目前该厂使用的钢球规格为Φ40、Φ50、Φ60三种，配比方式为1：1：1，磨煤机加装钢球主要以磨煤机电流为参照依据，采取定期加装大直径钢球方式，使磨煤机筒体内部不同直径钢球比例不合理。

以前使用的钢球为普通高铬钢球，平均磨耗为133.6g/吨煤，现在在普通高铬钢球化学成分的基础上添加适量钨、铬、锰、钒等合金元素，进一步降低钢球的磨耗，提高钢球的耐磨性。

同时对磨煤机衬板的波形和材质进行了改造，通过对波形板的波谷高度差进行调整，提高波形板带球能力，从而增加钢球在磨煤机筒体内的粉碎和研磨行程，提高钢球的粉碎和研磨能力。目前使用的衬板均为低合金材质，将衬板材质升级改造为高铬铸铁耐磨衬板，升级后的高铬铸铁耐磨衬板较低合金衬板耐磨性能提高20%，从而降低衬板的磨损。

2 计算钢球最佳级配系数

钢球磨损的结果是其直径随磨损时间的增长而减少，就单个钢球来说，直径的减少是一个随机过程。然而在特定的磨煤机中，钢球群体直径的减少则表现出很强的统计特征。对于 1 台其他各种参数都固定，而只有钢球直径变化的磨煤机，其出力与钢球直径的平方根成反比，磨煤机电流基本不变，则取用小直径钢球有利于降低磨煤电耗。而直径小的钢球磨损量大，所以应根据各钢球级配下磨煤电耗成本和钢球磨损成本综合考虑确定钢球的最佳级配[3]。

合理的钢球装载量和钢球级配使磨煤机出力增大，降低制粉电耗及钢耗[4]。磨煤机的规格（直径、总长）不同、转速不同、衬板形状不同、所磨燃料不同、煤粉细度要求不同钢球级配也就不同。首先根据燃煤的可磨系数、燃煤粒度、磨煤机直径确定最大钢球直径，确保最大粒度的燃煤被迅速破碎；其次根据煤粉细度要求、燃煤的可磨系数确定最小钢球的直径，确保燃煤微粒被迅速碾碎。在此钢球级配下的制粉出力可根据式（1）计算出相应可计算磨每吨煤的磨煤电耗。根据发电成本可计算磨煤电耗成本，算出磨煤电耗成本和钢球磨损成本之和，确定出钢球的最佳级配[5]。

3 试验前后运行参数分析

（1）磨煤机钢球级配前。通过对数据计算、分析得出：

1）#6炉D磨煤机钢球级配前磨煤机运行单耗：EM=NM/BM=磨煤机电机用电总量（KWh）/给煤量总计（T）=21.2 kWh/t煤。

2）磨煤机电流值平均109.3A。

3）磨煤机平均出力保持在45.3T/h左右。

4）煤粉细度：R90=25.6%，R200=5.3%。

（2）磨煤机钢球级配后。

（3）磨煤机钢球级配前、后比较分析。通过对#6炉D磨煤机钢球级配试验前后采集的相关数据进行计算、分析得出：

1）#6炉D磨煤机钢球级配后运行单耗比级配前平均降低6.6kWh/t煤。

2）磨煤機电流值平均降低27.2A。

3）磨煤机出力平均升高1.7T/h左右，变化不大。

4）煤粉细度（取二次加球后连续5日平均值）：R90=21.7%，稍高于设计值；R200=3.1%，低于设计值。（注：#6炉设计煤粉细度：R90≤20%；R200≤5%）

4 结论

通过磨煤机级配前后各数据的对比可以清晰的看出，磨煤机级配后磨煤机单耗由原来的21.2kwh/t降低至14.6kwh/t。磨煤机电耗成本由原来的8.904元/t降低至6.132元/t，磨制每一吨煤可以节约成本2.772元，按照一台330MW机组一年用煤量70万吨计算，可以实现节约发电成本1940400元。

参考文献：

[1]330MW机组集控运行规程[S].华电国际十里泉发电厂，2013.

[2]余涛，张翠珍，刘亮.钢球磨煤机钢球的最佳级配与补球参数[J]. 长沙理工大学学报，2007，4（01）：68-83.

作者简介：贾海冰（1988-），男，山东嘉祥人，本科，助理工程师。