新材料鋼球及鋼球級配技術(shù)在電站鍋爐上的應(yīng)用

王 凱，李書元

（1.華北電力大學(xué)，北京 102206；2.國網(wǎng)能源開發(fā)有限公司魯能建設(shè)集團(tuán)，山東 濟(jì)南 250001）

0 引言

鋼球磨煤機(jī)在我國火力發(fā)電機(jī)組中得到了較廣泛的應(yīng)用，鋼球磨煤機(jī)煤種適應(yīng)性廣，運(yùn)行安全可靠，維修方便。但其金屬耗量大,制粉電耗高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，鋼球磨煤機(jī)一般每磨制1 t煤鋼球的磨損為300～350 g，個(gè)別磨煤機(jī)甚至更高，加上磨煤機(jī)襯板的磨損,總的金屬磨損與所磨制煤的比例通常約高達(dá)0.5‰。通過調(diào)節(jié)鋼球最佳裝載量、球徑配比、鋼球及護(hù)甲的材料特性及補(bǔ)球參數(shù),可起到防磨降耗的作用。我國火電廠鋼球磨煤機(jī)鋼球直徑的選擇一直沿用前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn),國內(nèi)鋼球磨煤機(jī)的鋼球規(guī)格尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在補(bǔ)球方面,因認(rèn)為大球會磨成小球,絕大多數(shù)火電廠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)單純補(bǔ)加一種大球,造成磨機(jī)內(nèi)球荷平均粒度的增大,使磨機(jī)不能工作在最佳鋼球級配。結(jié)合我國鋼球磨煤機(jī)的性能參數(shù)和煤質(zhì)特性,確定鋼球的最佳級配和補(bǔ)球參數(shù)對于降低球磨機(jī)的球耗和電耗具有至關(guān)重要的作用。

1 設(shè)備狀況概述

山東某廠3號、4號機(jī)組為300 MW亞臨界燃煤機(jī)組，每臺鍋爐安裝有3臺雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，設(shè)計(jì)最大鋼球裝載量131 t，額定電流156 A,功率1400 kW。試驗(yàn)前3號、4號爐磨煤機(jī)鋼球加裝比例50:40:30=1:1:1，實(shí)際鋼球裝載量為72 t/臺，磨煤機(jī)電流在125 A左右，補(bǔ)充鋼球?yàn)椤?0，高鉻球，年平均補(bǔ)充添加鋼球消耗量40 t/臺。磨煤機(jī)技術(shù)參數(shù)見表1，鍋爐設(shè)計(jì)燃用85%+15%的無煙煤和半無煙煤的混合物,煤種的特性見表2。

2010年9月對3號爐3臺磨煤機(jī)鋼球級配進(jìn)行調(diào)整，使用新型鉻錳鎢抗磨鑄鐵磨球，改變磨煤機(jī)內(nèi)部鋼球比例，減少裝球量，最終降低磨煤機(jī)電流，9月27日3號機(jī)組開機(jī)，對兩周內(nèi)有關(guān)情況進(jìn)行評估。

表1 磨煤機(jī)技術(shù)參數(shù)

表2 燃煤特性

2 試驗(yàn)方案及運(yùn)行數(shù)據(jù)

選擇直徑為 60mm、50mm、40mm、30mm、25mm、20 mm鋼球進(jìn)行配比。確定鋼球的球徑及配比后，根據(jù)磨煤機(jī)參數(shù)、新材料鋼球的失圓率低的特點(diǎn)，適當(dāng)考慮新材料鋼球的出力系數(shù)，在3臺磨煤機(jī)選擇了不同的試驗(yàn)方案。3A磨裝球55 t、3B磨裝球50 t、3C 磨裝球 50 t。

2.1 試驗(yàn)前后運(yùn)行參數(shù)比較

表3 3 A磨試驗(yàn)前后運(yùn)行參數(shù)對比表

表43B磨試驗(yàn)前后運(yùn)行參數(shù)對比表

表5 3C磨試驗(yàn)前后運(yùn)行參數(shù)對比表

表6 試驗(yàn)后三臺磨煤機(jī)運(yùn)行參數(shù)對比表（負(fù)荷260 MW）

2.2 綜合分析

選擇試驗(yàn)前3月的數(shù)據(jù)、8月的數(shù)據(jù)以及試驗(yàn)后10月的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，表7、表8所示。

表7 8月份與10月份數(shù)據(jù)比較

每天節(jié)電:80032-63784=16248 kW·h 節(jié)電率：（1.369-1.088）/1.369×100%=20.53%

表8 3月份與10月份數(shù)據(jù)比較

每天節(jié)電:81400-63784=17616 kW·h 節(jié)電率:（1.393-1.088）/1.393×100%=21.9%

2.3 3、4號鍋爐磨煤機(jī)大、小牙輪溫度比較

3、4號鍋爐磨煤機(jī)大小于溫度不同時(shí)間的測量數(shù)據(jù)如表9、表10、表11所示。

從齒面溫度看，3號爐各磨煤機(jī)鋼球重新配比后，齒面溫度普遍下降。

從整個(gè)齒面寬度看溫度，最大差值3度，有的沒有差值，比較均勻。

現(xiàn)場聽聲音，3號B磨聲音確實(shí)比其他5臺磨煤機(jī)大些，應(yīng)加強(qiáng)觀察，每天現(xiàn)場診斷并測量溫度、震動(dòng)等，發(fā)現(xiàn)異常，申請停磨檢查處理，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

表910月5日16：10測量數(shù)據(jù)

表1010月16日15：40測量數(shù)據(jù)

表11 2005年11月10日檢測記錄表

4 結(jié)論及建議

1）試驗(yàn)前后，煤粉細(xì)度無明顯的變化，都在R90=8%～10%之間。

2）通過鋼球級配試驗(yàn)?zāi)ッ簷C(jī)的耗電量大幅度下降每天節(jié)電16248～17616 kW·h，節(jié)電率達(dá)到20.53%～21.9%。

3）A磨煤機(jī)鋼球裝載量比B、C磨煤機(jī)鋼球裝載量多5 t，從表6可以看出A磨煤機(jī)出力大于B、C磨煤機(jī)。

4）建議合理選擇煤粉細(xì)度適當(dāng)加大磨煤機(jī)出力裕度。煤粉細(xì)度對燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性有相當(dāng)大的影響。理論研究和運(yùn)行實(shí)踐表明，對于低揮發(fā)分煤種，煤粉磨的更細(xì)一些，對其著火和燃盡都十分有利。西安熱工研究院修訂的《電站磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)選型導(dǎo)則》（DUT466-2004）中，將原導(dǎo)則中煤粉細(xì)度的推薦公式由R90=0.5nVdaf+4修正為R90=0.5nVdaf,并對降低煤粉細(xì)度經(jīng)濟(jì)性做了認(rèn)真的比較。按西安熱工研究院的研究，對于設(shè)計(jì)和實(shí)際燃用煤種，我廠二期“W”火焰鍋爐合理的煤粉細(xì)度為R90=5.6%乃至更細(xì)一些較合適，可以進(jìn)一步降低飛灰、爐渣可燃物含量，提高鍋爐效率。煤粉細(xì)度受煤的可磨性系數(shù)、磨煤機(jī)料位、磨煤機(jī)鋼球裝載量、磨煤機(jī)風(fēng)量等的影響?？梢钥紤]優(yōu)化鋼球級配，改善煤粉細(xì)度，運(yùn)行中煤粉細(xì)度還可以采用分離器擋板開度進(jìn)行調(diào)整。

5）磨煤機(jī)實(shí)施新技術(shù)后，隨著負(fù)載的減小，大小齒輪、軸瓦和變速箱等設(shè)備的故障率將降低，設(shè)備壽命得到延長，也節(jié)省了大量的維護(hù)成本。

6）采用鋼球級配技術(shù)帶來的不利影響是磨煤機(jī)出口溫度的降低，特別是煤質(zhì)較差、燃煤含水量較大、低負(fù)荷時(shí)給鍋爐的穩(wěn)燃帶來一定的影響，需要進(jìn)一步研究。

［1］劉英雄,毛愛珍.球磨機(jī)鋼球直徑的優(yōu)化選擇［J］.中國電力,1996,29 （6）.

［2］賈鴻祥.制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行［M］.北京:水利電力出版社,2002.

［3］岑可法,周昊,池作和.大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2003.

［4］段希祥.我國粗磨球磨機(jī)鋼球尺寸狀況的分析［J］.礦治工程,1998,18（1）.