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火电厂磨煤机的选型原则及方法
10 ~ 15 4 000 h ~ 15 000 h
4 ~ 35 换磨辊工作量大
E型 5 .0 ~ 7 .5
8 ~ 12 14 ~ 16
22 ~ 28
15 ~ 20 4 000 h ~ 15 000 h
4 ~ 35 维护量大
高速磨煤机 风扇磨煤机 2 .16 ~ 2 .56
- -
13 ~ 15
15 ~ 30 800 h ~ 3 000 h
f R 为煤粉细度修正系数 ;f W 为原煤水分修正系数 ;f A
为原煤灰分修正系数 ;f g 为原煤粒度修正系数 ;f e 为
研磨件磨损至中后期时的出力降低系数 ;f si 为分离器
形式对磨煤机出力的修正系数 ;HGI 为可磨系数 ;R90
为煤粉细度 ;Mt 为原煤水分 ;A ar 为煤粉灰分 。
1 .2 磨煤机的性能比较
磨煤机型式的选择应根据煤种 、燃料磨损特性 、煤
种变化范围 、煤质状况 、负荷性质并结合炉膛结构和燃
烧器型式等因素来综合考虑 ,不同的磨煤机型式有其
不同的特点和问题 ,对它们的主要性能参数进行对比 ,
结果见表 1 。
根据表 1 中的数据 ,结合不同煤种特性 ,可得到各
收稿日期 : 2013‐09‐22 ; 修回日期 : 2013‐10‐11 作者简介 : 王小芬 (1983‐) , 男 , 江西吉安人 , 工程师 , 在读硕士研究生 , 从事火力发电厂锅炉设计及设备选型评价方面工作 。
1 .0 0 .90
1 .0 0 .90
分离影响系数 f si 1 .1 1 .1 1 .1
磨煤机基本出力 BM0 (t /h)
84 .8 84 .8 84 .8
磨煤机应有出力 B0 (t /h )
54 .85 53 .44 53 .53
磨煤机功率(kW )
0 引言 磨煤机是火电厂的重要辅机 ,其运行状态直接影
响到锅炉炉内燃烧的稳定性和带负荷的能力[1] 。 随着 机组容量的增大和技术水平的提高 ,磨煤机的种类也 日益增多 。 目前 ,600 M W 以上发电机组已成为燃煤 电厂主力机组 ,综合考虑煤质 、炉型 、经济安全性能等 诸多因素 ,这些机组大多配备的是中速磨煤机 ,主要包 括 RP(H P ) 、M PS 和 MBF 等类型[2 ,3] 。
根据煤质挥发分分析 ,设计煤种属于贫煤 ,校核煤 种属于烟煤 ,煤质易爆炸 ;根据可磨系数分析 ,设计煤 种与校核煤种均属“中等可磨” ;从磨损系数分析 ,煤质 磨损性较强 ,宜优先选用中速磨 。 目前国内的中速磨 主要有 HP 型磨和 M PS 型磨 ,两者应用于本体的计算 结果见表 2 。
表 2 计算结果
BM = BMO × f H × f R × fW × f A × f g × f e × fsi
f H = (HGI/50)0 .57
f R = (R90 /20)0 .29
fW = 1 .0 + (10 - Mt ) × 0 .011 4
fA =
1 .0 + (0 .1 - Aar × 0 .005) Aar > 20% 1 .0 Aar ≤ 20%
名称
HP 磨煤机
煤种
设计 校核 校核 煤种 煤种 Ⅰ 煤种 Ⅱ
可磨指数修正 f H 1 .257 1 .015 1 .107
煤粉细度修正 f R 0 .75 0 .809 0 .944
原煤水分修正 f W 1 .0 1 .0 1 .0
原煤灰分修正 f A 0 .96 0 .925 0 .956
原煤粒度修正 f g 1 .0 磨损后期降低系数 f e 0 .90
摘要 : 对火电厂磨煤机的选型原则及方法进行了分析 。 首先分析了磨煤机的出力及其影响参数 , 并对常见磨 煤机的关键性能指标进行了对比 , 得到不同磨煤机适应的煤种 ; 然后分析了磨煤机的选型原则 、 应注意的问 题 、 不同煤质适宜的磨煤机类型 ; 最后通过实例对火电厂磨煤机的选型方法进行了分析 。 关键词 : 火电厂 ; 磨煤机 ; 选型 中图分类号 : T M621畅 7 文献标识码 : B
2014 年第 2 期 王小芬 :火电厂磨煤机的选型原则及方法
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分分别为 V daf = 22 .84 % 和 V daf = 35 .45% ,设计煤种 的煤 粉 细 度 为 R90 = 10% ,校 核 煤 种 的 煤 粉 细 度 为 R90 = 12 .6% 和R90 = 19 .5% 。 要求对磨煤机进行选型 。
(2) 当煤的磨损性在较强以上 (磨损指数 Ke >
5) 、煤的着火性能为中等 (挥发分 V daf > 15 % ,着火温 度 Tm < 800 ℃ )时 ,宜选用双进双出钢球磨煤机 。 2 .2 .3 烟煤(挥发分 V daf = 20 % ~ 37 % )
(1) 当煤的磨损性在较强及以下 (磨损指数 Ke ≤ 5) ,宜选用中速磨煤机 ,但不宜采用缝隙式风环的中速
(4) 应根据煤的磨损指数和煤粉细度 ,按磨煤机 寿命曲线或计算公式确定研磨件使用寿命后再选择磨 煤机 。 中速磨煤机研磨件寿命应大于 6 000 h ,研磨件 对 M PS 型磨煤机是指辊轮的单面寿命 。 2 .2 不同煤质下宜选用的磨煤机 2 .2 .1 无烟煤(挥发分 V daf = 6 .5% ~ 10 % )
磨煤机 。
(2) 当煤的磨损性在较强以上 (磨损指数 Ke > 5) ,宜选双进双出钢球磨煤机和直吹式制粉系统 。
2 .2 .4 褐煤(挥发分 V daf > 37 % ) (1) 当褐煤磨损性在较强以下 (磨损指数 Ke ≤
3 .5) 、煤水分 35% < Mt ≤ 40% 时 ,宜选风扇磨煤机 ;当 Mt > 40% 时 ,宜选用带乏气分离装置的风扇磨煤机 。
通风电耗 (kW h /t )
8 ~ 15
10 ~ 19
制粉电耗 (kW h /t )
22 ~ 35 (烟煤 ) 30 ~ 40 (无烟煤 )
30 ~ 44(烟煤 ) 35 ~ 48 (无烟煤 )
磨耗(g /t )
100 ~ 150
100 ~ 150
研磨件寿命
1~2年
1~2年
煤粉细度 R90 (% )
结合式(1) ,可得到部分修正系数的变化曲线 ,如
图 1 所示 。 研磨件磨损至中后期时的出力降低系数
f e 一般取 0 .95 ,这是由于研磨件在质量减轻 15% 以
内(磨损前期)对出力影响很小 ;磨损中后期质量减少出力是最大出力的 95 % 。
4 ~ 35
4 ~ 35
维护工作量 部件多 ,故障较多 维护件少
H P (RP )型 3 .5 ~ 5 .5
8 ~ 11 12
20 ~ 23
15 ~ 20 4 000 h ~ 15 000 h
4 ~ 35 比 M PS 型大
中速磨煤机 M PS 型 5 .0 ~ 7 .5 6~8 14 ~ 15
20 ~ 23
(1) 燃用无烟煤的制粉系统 ,一般选用中间仓储
式钢球磨煤机 。 但双进双出的钢球磨煤机直吹式制粉
图 1 各修正系数变化曲线
表 1 各种类型磨煤机性能指标对比
性能指标
低速磨煤机 筒式磨煤机 双进双出钢球式
阻力 (kPa)
2 .0 ~ 3 .0
2 .0 ~ 3 .0
磨煤电耗 (kW h /t ) 15 ~ 20 (烟煤 ) ,20 ~ 25 (无烟煤 )
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机 械 工 程 与 自 动 化 2014 年第 2 期
种类型的磨煤机所适应的煤种情况 :① 筒式磨煤机适 于无烟煤和低挥发分贫煤 ;② 双进双出钢球式磨煤机
系统存在 NOx 排放高 、造价贵 、电耗高的缺点 。
适用于无烟煤 、低挥发分贫煤和磨损指数高的烟煤 ;③ HP(RP )型中速磨煤机 、M PS 型中速磨煤机和 E 型中 速磨煤机适用于高挥发分贫煤和烟煤 ,以及 Mt ≤ 35% 的褐煤 ;④ 风扇磨煤机(高速磨煤机)适用于褐煤 。 2 磨煤机选型原则及注意点 2 .1 选型原则
磨煤机按类型可分为低速磨煤机 、中速磨煤机和 高速磨煤机 。 主要的性能参数有研磨出力 、风环速度 和磨煤机阻力等 ,其中最主要的为研磨出力 。
磨煤机的研磨出力与原煤中的水分大小 、可磨性 系数 、灰分以及煤粉细度有关 。 磨煤机的出力计算可 用基本出力乘以出力修正系数得到 。 出力修正系数包 括可磨性 、原煤水分 、原煤粒度 、煤粉细度 、灰分等对出 力的影响系数 。 以 M PS 中速磨煤机为例 ,其研磨出 力 BM 的计算公式为 :
火电厂磨煤机选型大多是从煤的发热量 、灰分 、挥 发分 、水分及煤的磨损特性等指标考虑的 。 很多电厂 磨煤机运行情况欠佳 ,可靠性及经济性低 ,故障频发 , 运行周期短 ,这是由于选型不当造成的[4 - 6] 。 如何根 据煤质 、炉型等情况 ,选择合适的磨煤机型式成为了重 要的课题 。 本文在分析不同磨煤机性能参数的基础 上 ,探讨火电厂磨煤机的选型原则及方法 ,并通过实例 进行分析 。 1 磨煤机性能分析与对比 1 .1 磨煤机出力性能分析
(2) 当煤的全水分 Mt ≤ 35 % 时 ,宜选用中速磨煤 机和直吹式制粉系统 。
3 实例分析 某电厂建设 2 × 660 M W 国产超超临界燃煤发电
机组 ,锅炉为东方 660 M W 超超临界燃煤锅炉 ,煤质 为 40% 丰城煤矿和 60 % 裴沟煤矿的混煤 ,设计煤种的
哈氏可磨性系数为 HGI = 72 ,校核煤种的哈氏可磨性 系数分别为 HGI = 56 和 HGI = 62 ,校核煤种磨损指 数 Ke = 3 .13 ,设计煤种的干燥无灰基挥发分 V daf = 18 .39% ,校核煤种 I 和校核煤种 II 的干燥无灰基挥发
在磨煤机选型时应尽可能考虑煤的燃烧和爆炸特
性 、可磨性和煤粉细度的要求 ,并重点考虑磨煤机的电