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