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[摘 要]京宁热电以胜利煤田褐煤为煤源， 收到基水分不是很大且哈氏可磨系数也不大，采用中速磨还是风扇磨没有明确的界限，都可以使用。风扇磨存在的最大问题就是检修周期短，虽然节能但后期的维护费用较大。中速磨一次性投资大，运行中电耗大，但检修周期长。本工程建议使用中速磨。
[关键词]中速磨、风扇磨、经济型、检修周期
中图分类号：TK227 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2013）25-0053-02
一、京能京宁热电情况简介
内蒙古京宁热电2×350MW供热机组工程，由北京能源投资（集团）有限公司投资建设。一期建设2×350MW空冷超临界燃煤供热机组，规划容量4×350MW，巴威锅炉形式为：超临界参数、一次中间再热、单炉膛、平衡通风，固态排渣，紧身封闭，全钢构架的Π型直流炉。本项目的建设对满足蒙西地区负荷的发展需求、提高地区电网供电能力具有重要的作用。
本项目的设计为胜利煤田褐煤，且上SCR系统，就得兼顾脱硝装置入口烟温。锅炉运行中，如果煤质变差，那么实际运行中煤量会偏离设计煤种较多，那么煤量就会增大，这对磨煤机的选择也得留有裕度。
二、煤质介绍
制粉系统的优化应首先研究工程的燃煤特性，然后对所建议的制粉系统提出特殊的要求（如采用的系统、系统配置等），继之根据以上情况，确定所需的磨煤机台数及布置，以选择较优良的制粉系统及磨煤机配置。根椐工程招标书提供的煤质情况，设计煤种及校核煤种按锡林郭勒盟胜利煤田的原煤考虑。本工程拟燃用锡林郭勒盟神华胜利煤田的褐煤（混煤）为设计煤种。当地煤为校核煤种。设计煤种、校核煤种均为褐煤，属于高挥发分、低灰分、高水分、中高硫分、低热值的褐煤。
三、风扇磨和中速磨性能介绍
3.1 中速磨有共同的工作原理：都有两组相对运动的碾磨部件，碾磨部件在弹簧力、液压力或其它外力作用下，将其间的原煤挤压和碾磨，最终破碎成煤粉。通过碾磨部件旋转，把破碎的煤粉甩到风环室，流经风环室的热空气流将这些煤粉带到中速磨上部的煤粉分离器，过粗的煤粉被分离下来重新再磨。在这个过程中，热风还伴随着对煤粉的干燥。在磨煤过程中，同时被甩到风环室的还有原煤中夹带的少量石块和铁器等杂物，它们最后落入排渣箱，被定期排出。
3.2 风扇磨煤机是目前电站采用最多的一种高速磨煤机，其结构见图1。风扇磨的构造类同风机，带有8～10个叶片的叶轮以750～1500r/min高速旋转。所不同的是这些叶片是采用锰钢制成，它又称冲击板。机壳上装有可拆换的耐磨护板，又称护甲，它是用Mn13制成。风扇磨运行时，原煤随干燥剂进入磨煤机后，被冲击板和叶轮框架击碎，煤粒又被见到机壳的护甲上进一步击碎，合格的煤粉经分离器被干燥剂带出，过粗的煤粉又落回风扇磨中重新磨碎。整个煤的破碎方式以撞击为主。
风扇磨作为一种转动机械，结构简单、制造方便，占地面积及金属耗量均较少，因而初投资低。风扇磨还具有制粉系统简单，设备上得快等优点。此外，风扇磨集干燥、破碎、输送三种功能于一身，所以可少用一台风机。风扇磨中的煤粒大多处于悬浮状态，通风和干燥十分强烈；所采用的干燥剂可由热炉烟、冷炉烟和热空气混合组成。运行中可根据燃煤水分，调节这三种介质的比例，控制方便灵活，并使得干燥剂具有良好的防爆作用（制粉系统在选用干燥系统的同时，必须满足以下两个条件：1、干燥剂中的含氧量<12%或二氧化碳含量>4%，以满足制粉系统的防爆要求。2、在锅炉各种负荷情况下，能较好地满足锅炉对一、二次风比例和风速的要求，以保证炉膛的燃烧）。 风扇磨在运行中冲击板磨损大，寿命短。如大型S型风扇磨的冲击板寿命只有1200h左右。经验证明，风扇磨最适合磨制高水分褐煤，同时也可用于磨制一些较软烟煤。此外，风扇磨磨煤系统存在较严重漏风问题。
四、风扇磨和中速磨的比较
各种类型的磨煤机均有各自的优缺点和对煤种的适应范围。电厂设中燃煤锅炉磨煤机的选型非常重要，首先必须根据所燃用的煤种及采用的哪种制粉系统来进行考虑，要考虑到设备运行的可靠性和经济性。在衡量一种磨煤机运行经济性时，要全面分析制粉电耗、制粉金属材料消耗和检修维护的人工消耗等三项指标。除此之外，还要兼顾到投资、磨煤机的布置安装条件以及运行中的具体现实问题。
4.1 德国评价磨煤机的适用性分析
4.1.1 原煤水分分析：设计煤种的收到基水分为32%，校核煤种为34.5%，从含水量分析风扇磨比中速磨合适。
4.1.2 哈氏可磨系数（HGI）：煤种的哈氏可磨系数为50%，风扇磨和中速磨都适合。
4.1.3 煤粉细度R90：设备招标煤粉细度为R90=35%，风扇磨优势略优于中速磨。
从上面的分析可以知道，选择风扇磨和中速磨在标准上基本没有什么不同。
4.2 经济性分析
从上面的对比我们可以看出，选择风扇磨的长期效益较好（如表2）。
4.3 DL 5000—2000火力发电厂设计技术规程中的条款
DL 5000—2000火力发电厂设计技术规程中的条款：磨煤机和制粉系统型式应根据煤种的煤质特性、可能的煤种变化范围、负荷性质、磨煤机的适用条件，并结合锅炉炉膛结构和燃烧器结构形式等因素，经过技术经济比较后确定。对于大容量机组，在煤种适宜时，宜优先选用中速磨煤机；燃用高水分、磨损性不强的褐煤时，宜选用风扇式磨煤机；燃用低挥发分贫煤、无烟煤或磨损性很强的煤种时，宜选用钢球式磨煤机；对无烟煤、低挥发分贫煤、磨损性很强且易爆的烟煤等煤种，当技术经济比较合理时，可选用双进双出钢球式磨煤机。
上面的条款偏重于选择风扇磨煤机。
4.4 防爆特性
中速磨煤机制粉系统，在防止煤粉爆炸方面有2个措施：其一是在制粉系统的设备和管道上考虑0.35 NPa的承压能力.可以此进行部件和骨道的强度计算：其二是在磨煤机出口设置一氧化碳和温度变化梯度检测装置。当一氧化碳浓度和温度变化梯度超过设定值时。报警装置发出信号.切断磨煤机的运行进行防爆。 风扇磨煤机制粉系统由于采用高温炉烟、热风和冷炉烟（或冷风）作为干燥剂，使其系统的二氧化碳含量超过4%，含氧量低于12%，可满足按惰性气氛设计的要求，而且大大简化了制粉系统的防爆设计，即系统的设备及部件不必采用过高的抗爆炸设计压力和装设大量的防爆门。出于按惰性气氛考虑，可抑制爆炸的发生。据统计，国内已运行的燃褐煤锅炉配风扇磨抽炉烟制粉系统的电厂.均未发生过煤粉爆炸事故。
五、两种磨煤机选择的建议
从上面的分析我们知道，风扇磨较适合水分大且交易磨的煤种，本工程所选胜利煤田的煤种，含水量也不是很大，可磨性也适中，选择哪种磨煤机都行。风扇磨还存在另一个问题：出粉口压力相对中速磨小，很有可能存在送粉困难的情况，此外风扇磨的检修周期较短。
同时巴威锅炉厂和设计院也存在矛盾：巴威锅炉厂理想值为33%，设计院的理想值为≧37%。一次风率选择太小，干燥煤粉所需温度较高，一次热风温度较高，那么也就意味着省煤器排烟温度较高。相反，如果一次风率较大，排烟温度就可以降低。设备招标的空预器入口烟气温度定为408℃，一次热风温度为390℃，空预器的一次热风与排烟温度端差为18℃，实际运行情况基本实现不了，正常运行情况为30℃左右，那么一次风率就不能太低。现在存在的主要技术难点为：1、一次风率太大，锅炉稳定燃烧存在一定的危险，NOX的排放也会提高，同时锅炉的最低稳燃负荷会提高（建议从30%提高到40%或更高，其实提高最低稳燃负荷对业主来说还是有好处的。机组正常运行后网调可以根据最低稳燃负荷给锅炉的稳定燃烧留一定裕度）。2、一次风率太小，干燥煤粉所需要的热一次风温就要提高，排烟温度（省煤器排烟温度）就会提高，那么在实际运行当中，当省煤器处排烟温度高于设定值太多的话就会影响脱硝系统的运行，中国通用的脱硝催化剂一般控制在420℃-430℃以下不失效。
根据上面的矛盾介绍，如果一次风率较低的话我们可以采用风扇磨，相反可以选择中速磨。我们也可以通过加大中速磨的转速和提高液压加载力（可以提高40%）来改善中速磨的弊端。
总之，尽可能先采用中速磨，如果中速磨不能选择，再选择风扇磨，风扇磨存在致命的缺点就是检修周期较短，尤其是冲刷磨损系数较大的煤种。如果一次风率较大，我们可以采用新型燃烧器来解决燃烧不稳定的因素，新型燃烧器还得锅炉厂实验论证。
参考文献
[1] 谈琪英，刘军良。国内首台1000MW超超临界褐煤空冷机组磨煤机选型。电力勘测设计。
作者简介
石洋，男，山西人，内蒙古京宁热电有限责任公司，邮编012000；
史青青，女，内蒙古人，内蒙古华宁热电有限责任公司，邮编012000；
吴红波，男，内蒙古人，内蒙古京宁热电有限责任公司，邮编012000。
[关键词]中速磨、风扇磨、经济型、检修周期
中图分类号：TK227 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2013）25-0053-02
一、京能京宁热电情况简介
内蒙古京宁热电2×350MW供热机组工程，由北京能源投资（集团）有限公司投资建设。一期建设2×350MW空冷超临界燃煤供热机组，规划容量4×350MW，巴威锅炉形式为：超临界参数、一次中间再热、单炉膛、平衡通风，固态排渣，紧身封闭，全钢构架的Π型直流炉。本项目的建设对满足蒙西地区负荷的发展需求、提高地区电网供电能力具有重要的作用。
本项目的设计为胜利煤田褐煤，且上SCR系统，就得兼顾脱硝装置入口烟温。锅炉运行中，如果煤质变差，那么实际运行中煤量会偏离设计煤种较多，那么煤量就会增大，这对磨煤机的选择也得留有裕度。
二、煤质介绍
制粉系统的优化应首先研究工程的燃煤特性，然后对所建议的制粉系统提出特殊的要求（如采用的系统、系统配置等），继之根据以上情况，确定所需的磨煤机台数及布置，以选择较优良的制粉系统及磨煤机配置。根椐工程招标书提供的煤质情况，设计煤种及校核煤种按锡林郭勒盟胜利煤田的原煤考虑。本工程拟燃用锡林郭勒盟神华胜利煤田的褐煤（混煤）为设计煤种。当地煤为校核煤种。设计煤种、校核煤种均为褐煤，属于高挥发分、低灰分、高水分、中高硫分、低热值的褐煤。
三、风扇磨和中速磨性能介绍
3.1 中速磨有共同的工作原理：都有两组相对运动的碾磨部件，碾磨部件在弹簧力、液压力或其它外力作用下，将其间的原煤挤压和碾磨，最终破碎成煤粉。通过碾磨部件旋转，把破碎的煤粉甩到风环室，流经风环室的热空气流将这些煤粉带到中速磨上部的煤粉分离器，过粗的煤粉被分离下来重新再磨。在这个过程中，热风还伴随着对煤粉的干燥。在磨煤过程中，同时被甩到风环室的还有原煤中夹带的少量石块和铁器等杂物，它们最后落入排渣箱，被定期排出。
3.2 风扇磨煤机是目前电站采用最多的一种高速磨煤机，其结构见图1。风扇磨的构造类同风机，带有8～10个叶片的叶轮以750～1500r/min高速旋转。所不同的是这些叶片是采用锰钢制成，它又称冲击板。机壳上装有可拆换的耐磨护板，又称护甲，它是用Mn13制成。风扇磨运行时，原煤随干燥剂进入磨煤机后，被冲击板和叶轮框架击碎，煤粒又被见到机壳的护甲上进一步击碎，合格的煤粉经分离器被干燥剂带出，过粗的煤粉又落回风扇磨中重新磨碎。整个煤的破碎方式以撞击为主。
风扇磨作为一种转动机械，结构简单、制造方便，占地面积及金属耗量均较少，因而初投资低。风扇磨还具有制粉系统简单，设备上得快等优点。此外，风扇磨集干燥、破碎、输送三种功能于一身，所以可少用一台风机。风扇磨中的煤粒大多处于悬浮状态，通风和干燥十分强烈；所采用的干燥剂可由热炉烟、冷炉烟和热空气混合组成。运行中可根据燃煤水分，调节这三种介质的比例，控制方便灵活，并使得干燥剂具有良好的防爆作用（制粉系统在选用干燥系统的同时，必须满足以下两个条件：1、干燥剂中的含氧量<12%或二氧化碳含量>4%，以满足制粉系统的防爆要求。2、在锅炉各种负荷情况下，能较好地满足锅炉对一、二次风比例和风速的要求，以保证炉膛的燃烧）。 风扇磨在运行中冲击板磨损大，寿命短。如大型S型风扇磨的冲击板寿命只有1200h左右。经验证明，风扇磨最适合磨制高水分褐煤，同时也可用于磨制一些较软烟煤。此外，风扇磨磨煤系统存在较严重漏风问题。
四、风扇磨和中速磨的比较
各种类型的磨煤机均有各自的优缺点和对煤种的适应范围。电厂设中燃煤锅炉磨煤机的选型非常重要，首先必须根据所燃用的煤种及采用的哪种制粉系统来进行考虑，要考虑到设备运行的可靠性和经济性。在衡量一种磨煤机运行经济性时，要全面分析制粉电耗、制粉金属材料消耗和检修维护的人工消耗等三项指标。除此之外，还要兼顾到投资、磨煤机的布置安装条件以及运行中的具体现实问题。
4.1 德国评价磨煤机的适用性分析
4.1.1 原煤水分分析：设计煤种的收到基水分为32%，校核煤种为34.5%，从含水量分析风扇磨比中速磨合适。
4.1.2 哈氏可磨系数（HGI）：煤种的哈氏可磨系数为50%，风扇磨和中速磨都适合。
4.1.3 煤粉细度R90：设备招标煤粉细度为R90=35%，风扇磨优势略优于中速磨。
从上面的分析可以知道，选择风扇磨和中速磨在标准上基本没有什么不同。
4.2 经济性分析
从上面的对比我们可以看出，选择风扇磨的长期效益较好（如表2）。
4.3 DL 5000—2000火力发电厂设计技术规程中的条款
DL 5000—2000火力发电厂设计技术规程中的条款：磨煤机和制粉系统型式应根据煤种的煤质特性、可能的煤种变化范围、负荷性质、磨煤机的适用条件，并结合锅炉炉膛结构和燃烧器结构形式等因素，经过技术经济比较后确定。对于大容量机组，在煤种适宜时，宜优先选用中速磨煤机；燃用高水分、磨损性不强的褐煤时，宜选用风扇式磨煤机；燃用低挥发分贫煤、无烟煤或磨损性很强的煤种时，宜选用钢球式磨煤机；对无烟煤、低挥发分贫煤、磨损性很强且易爆的烟煤等煤种，当技术经济比较合理时，可选用双进双出钢球式磨煤机。
上面的条款偏重于选择风扇磨煤机。
4.4 防爆特性
中速磨煤机制粉系统，在防止煤粉爆炸方面有2个措施：其一是在制粉系统的设备和管道上考虑0.35 NPa的承压能力.可以此进行部件和骨道的强度计算：其二是在磨煤机出口设置一氧化碳和温度变化梯度检测装置。当一氧化碳浓度和温度变化梯度超过设定值时。报警装置发出信号.切断磨煤机的运行进行防爆。 风扇磨煤机制粉系统由于采用高温炉烟、热风和冷炉烟（或冷风）作为干燥剂，使其系统的二氧化碳含量超过4%，含氧量低于12%，可满足按惰性气氛设计的要求，而且大大简化了制粉系统的防爆设计，即系统的设备及部件不必采用过高的抗爆炸设计压力和装设大量的防爆门。出于按惰性气氛考虑，可抑制爆炸的发生。据统计，国内已运行的燃褐煤锅炉配风扇磨抽炉烟制粉系统的电厂.均未发生过煤粉爆炸事故。
五、两种磨煤机选择的建议
从上面的分析我们知道，风扇磨较适合水分大且交易磨的煤种，本工程所选胜利煤田的煤种，含水量也不是很大，可磨性也适中，选择哪种磨煤机都行。风扇磨还存在另一个问题：出粉口压力相对中速磨小，很有可能存在送粉困难的情况，此外风扇磨的检修周期较短。
同时巴威锅炉厂和设计院也存在矛盾：巴威锅炉厂理想值为33%，设计院的理想值为≧37%。一次风率选择太小，干燥煤粉所需温度较高，一次热风温度较高，那么也就意味着省煤器排烟温度较高。相反，如果一次风率较大，排烟温度就可以降低。设备招标的空预器入口烟气温度定为408℃，一次热风温度为390℃，空预器的一次热风与排烟温度端差为18℃，实际运行情况基本实现不了，正常运行情况为30℃左右，那么一次风率就不能太低。现在存在的主要技术难点为：1、一次风率太大，锅炉稳定燃烧存在一定的危险，NOX的排放也会提高，同时锅炉的最低稳燃负荷会提高（建议从30%提高到40%或更高，其实提高最低稳燃负荷对业主来说还是有好处的。机组正常运行后网调可以根据最低稳燃负荷给锅炉的稳定燃烧留一定裕度）。2、一次风率太小，干燥煤粉所需要的热一次风温就要提高，排烟温度（省煤器排烟温度）就会提高，那么在实际运行当中，当省煤器处排烟温度高于设定值太多的话就会影响脱硝系统的运行，中国通用的脱硝催化剂一般控制在420℃-430℃以下不失效。
根据上面的矛盾介绍，如果一次风率较低的话我们可以采用风扇磨，相反可以选择中速磨。我们也可以通过加大中速磨的转速和提高液压加载力（可以提高40%）来改善中速磨的弊端。
总之，尽可能先采用中速磨，如果中速磨不能选择，再选择风扇磨，风扇磨存在致命的缺点就是检修周期较短，尤其是冲刷磨损系数较大的煤种。如果一次风率较大，我们可以采用新型燃烧器来解决燃烧不稳定的因素，新型燃烧器还得锅炉厂实验论证。
参考文献
[1] 谈琪英，刘军良。国内首台1000MW超超临界褐煤空冷机组磨煤机选型。电力勘测设计。
作者简介
石洋，男，山西人，内蒙古京宁热电有限责任公司，邮编012000；
史青青，女，内蒙古人，内蒙古华宁热电有限责任公司，邮编012000；
吴红波，男，内蒙古人，内蒙古京宁热电有限责任公司，邮编012000。