磨煤机直吹式制粉系统的运行特性相关分析究

近年来，随着煤矿事业的迅猛发展，磨煤机的重要性也日渐突显出来。本文主要针对某发电厂磨煤机的实际运行情况，分析了影响磨煤机运行出力和威胁磨煤机运行安全性的因素并提出了相应的解决措施，能够为同类型设备的运行提供参考。

一、制粉系统概况

为了满足锅炉燃烧需求，某发电厂制粉系统采用冷一次风正压直吹式系统。直吹式制粉系统的特点是无煤粉仓，负荷响应速度慢。它通过给煤机调节磨煤机的给煤量，连续、均匀、稳定地向炉膛提供质量合格的煤粉，保证炉膛输入的热量与锅炉负荷相匹配。因此磨煤机已成为锅炉燃烧系统中不可分割的重要组成部分。

二、影响磨煤机出力的因素

磨煤机运行工况的好坏，将直接影响锅炉运行的安全性和经济性。经过综合分析调试期间及商业运行期间的数据，影响磨煤机出力的因素主要有原煤煤质、煤粉细度、通风干燥出力、磨煤机磨辊磨损度及液压机构加载力等。

1、原煤煤质

磨煤机设计煤种的哈氏可磨性系数(HGI)为65，磨煤机对原煤的煤种适应性较差。磨煤机的出力试验显示：煤的灰分应小于40%，HGI应大于60。原煤的HGI每增加1，出力增加1.3t/h左右，占正常出力的2.3%～2.5%。原煤的外在水分对磨煤机的出力影响也较大。由于水分增加，磨煤机的干燥能力下降，煤的塑性变形能力增大，研磨阻力加大，造成磨煤机的出力下降。为了提高出力，应提高磨煤机入口风温，增大入口一次风量，否则必须降低给煤量才能保证磨煤机的正常运行。试验结果显示：原煤水分每增加1%，磨煤机出力下降0.3～0.4t/h。

2、煤粉细度

煤粉细度的变化与动态分离器叶片转速、磨辊碾磨力、给煤量及一次风量等有关。

为了保证煤粉燃烧完全，运行中应随时调整煤粉细度以适应锅炉运行负荷和燃料的变化。运行中，磨煤机煤粉细度的调整主要通过及时改变磨煤机内动态分离器的旋转速度以及液压加载力；同时，磨煤机通风量减小时，一次风携带煤粉的能力减弱，煤粉细度也会变细。锅炉在运行中应综合考虑煤粉细度，尽量将机械不完全燃烧热损失、磨煤电耗及金属磨耗之和降到小。

3、通风出力与燃烧要求的配合

为了保证锅炉燃烧的稳定性和安全性，磨煤机的通风量与燃烧要求的一次风量一定要匹配。该磨煤机的通风量取决于两个条件：一是磨煤机出口温度应控制在75℃下，水平一次风管内的风粉流速不能低于20m/s，以防止煤粉沉积，通过燃烧试验，确定风速控制在25～30m/s为宜；二是保证磨煤机的正常通风、干燥出力和合格的煤粉细度。在正常运行中，磨煤机要求一次风量既要保证磨煤机出口风粉气流中风粉质量比达到1.8～2.1，又要满足磨煤机干燥出力的要求。一次风量降低将导致磨煤机出力下降，严重时会引起满磨、堵磨。

4、磨煤机碾磨压力

磨煤机采用液压加载机构，因此其出力还与磨辊的液压加载力有关。碾磨压力主要来自液压加载机构的加载油压，其次才是磨辊自身的重力。加载油压过大，将加速磨辊的磨损，过小将使磨煤机出力降低、煤粉变粗。因此，运行中要保持与当前煤量相应的碾磨压力。磨煤机正常运行时，液压加载机构置于变加载工作模式，自动装置根据给煤量自动调节加载力。当给煤量不变时，随着碾磨压力的提高，磨煤机出力增大，煤粉细度也变细；反之，出力下降。因此，当磨煤机低负荷运行时，可适当降低碾磨压力，这既有利于减小磨煤机的振动，又不对煤粉细度造成明显的影响，而磨煤机的定加载工作模式极少采用。出力试验表明：磨煤机初始给煤量为18t/h，加载油压为6.5MPa；给煤量为50t/h，加载油压为11.0MPa。

5、磨煤机运行方式

磨煤机出力的调整还与投运的磨煤机台数有关。当锅炉负荷变化幅度较大时，选择磨煤机运行方式时应充分考虑磨煤机在不同负荷下，煤粉细度、风粉混合物浓度以及磨煤机安全性的影响。为了保证锅炉燃烧稳定，防止灭火，须维持较高的风粉浓度，在机组负荷大于370MW、单台磨煤机出力接近40t/h时，应及时启动备用磨煤机，防止运行磨煤机满煤、堵煤，以保证磨煤机的安全、经济运行。

三、磨煤机运行安全性分析

1、磨煤机的运行温度

一般来讲，磨煤机出口气粉混合物的温度越高，越有利于煤粉的干燥，也利于煤粉在炉膛内着火，特别是在低负荷燃用劣质煤时。但若出口温度高于规定值，高温会驱使挥发分从煤中逸出，增加磨煤机和粉管内燃料着火的可能性；出口温度低于规定值，会因煤粉不能获得充分的干燥而黏附在磨煤机内部和煤粉管中，导致煤粉管堵塞，而积存煤粉遇到高温时，还可能出现磨煤机、煤粉管着火，发生爆炸。因此，磨煤机爆炸事故极易发生在煤种挥发分高、煤粉细度过细、磨煤机出口风粉混合物温度达到110℃以上等工况。因此，为了防止发生自燃、爆炸，对磨煤机运行提出如下要求。

（1）制粉系统严密性要好，不得有漏粉现象。

（2）运行中严格控制磨煤机出口风粉混合物温度低于75℃，加强对出口一次风粉管CO质量浓度的监视；基于干燥介质含氧量、原煤挥发分和对磨辊轴承温度的限制，出口紧急停运温度为110℃。

（3）停运磨煤机前，要求通风吹扫10min以上，保证磨煤机及一次粉管内无积存煤粉；遇紧急情况时，通入灭火蒸汽进行灭火。

2、磨煤机振动

（1）造成磨煤机振动的原因

磨煤机在运行方面若操作维护不当，也会引起磨煤机振动。通常，造成振动大的原因主要有以下几个方面。

①磨煤机断煤或满煤。

②原煤中存在三块(木、石、铁)及其他杂物。

③油质不合格或润滑油站故障。

④减速器及磨盘轴承损坏。

⑤磨辊严重磨损或磨辊轴承损坏。

⑥磨辊碾压力不均匀。

⑦未及时排放石子煤。

（2）防止磨煤机振动的措施：

磨煤机的振动会严重威胁磨煤机的安全，进而威胁锅炉的安全运行，因此，为了防止磨煤机产生振动，在运行过程中应注意以下问题。

①经常检查输煤除铁器，及时清理原煤里的铁块，避免杂物进入磨煤机。

②经常检查加载系统的油路，及时更换已损坏的加载缸和电磁换向阀，保证3个加载油缸的加载同步及电磁换向阀正常工作。

③避免磨煤机断煤、满煤，并保证给煤量和一次风量按规定比例运行。若需手动调节磨煤机出力，在提高磨煤机出力时，应先加风量，后加煤量，降低出力时，先减煤量，后减风量，防止一次风量调节过快或风量过小造成石子煤量过多，堵煤。

四、结论

1、磨煤机的出力受煤质、磨煤机通风量、加载压力、煤粉细度及运行方式等因素影响，运行中应根据燃料性质和磨煤机负荷的变化，及时调整相应的通风量、加载压力及煤粉细度，以保证磨煤机和锅炉燃烧的经济性和安全性。

2、运行人员应充分掌握磨煤机的结构和运行特性，提高操作水平和调整能力，及时对异常情况做出准确的分析和预判，严格执行各项规章制度，防止磨煤机事故的发生。

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