钢球磨煤机制粉系统

钢球磨煤机制粉系统
1.1.1单进单出钢球磨煤机制粉系统
钢球磨煤机制粉系统分为集中制和单元制两类。

多台锅炉燃用的煤粉都集中在制粉车间或制粉工厂进行干燥和磨制，称为集中制粉系统。

如果制粉系统直接与锅炉配套，并取用锅炉的热空气或热烟气作为干燥剂的输送介质，就称为单元制制粉系统。

单元制制粉系统又可分为直吹式和中间储仓式两种。

在直吹式系统中，煤粉从磨煤机中出来，直接经燃烧器送入炉膛；在中间储仓式制粉系统中，煤粉被收集储存在煤粉仓中，燃用时再由煤粉仓下部的给粉机按锅炉负荷的需要调节给粉量，经排粉机或一次风机送入炉内。

单元制制粉系统中，如果干燥后的干燥剂连同燃料中蒸发出的水蒸气均送入锅炉的炉膛，则称为闭式单元制系统，一般适用折算水分M ZS＜（0.04～0.05）kg/MJ，（折算水分是相对于每4190kJ/kg(1000kcal/kg)发热量的水分，即M ZS=M ar/Q net,，ar；如不送入炉膛，而直接排放到大气中或引风机前的烟道内，则称为开式单元制系统，适用于折算水分M ZS≥0.05kg/MJ。

⑴直吹式制粉系统
钢球磨直吹式制粉系统如图2-15所示。

直吹式制粉系统中，原煤的干燥可以利用热空气或热空气与炉烟的混合物。

原煤干燥过程中在磨煤机前的下行干燥管内进行部分干燥。

如原水分较低，就可不设前置干燥管，此时磨煤和干燥过程就全部在磨煤和内完成。

为了对原煤有一定的适应能力，国内钢球磨煤和制粉系统全部装有一段前置下行干燥设备。

如果锅炉的热空气温度能满足原煤干燥的要求，那么采用热空气作为干燥剂是有利的。

因为此时在炉膛的着火和燃烧区可以获得较高的温度，有益于稳定燃料的着火和燃烧。

现代锅炉设备热空气温度不会超过450℃。

因而对个别水分较高的煤种，为提高干燥能力，有些国外电厂采用热空气与炉烟混合物作为干燥剂。

国内钢球磨煤机制粉系统绝大多数采用热空气作干燥剂。

采用热空气干燥时，由于干燥剂内含氧量较高，增大了爆炸的危险性。

制粉系统设计和运行中必须采取一定的防爆措施。

采用烟气——空气混合物作干燥剂可降低系统爆炸的危险，而且实际上可
干燥任何水分的煤种。

图2-15 钢球磨煤机直吹式制粉系统
(a) 热空气干燥；(b)热空气-炉烟干燥
1—原煤斗；2—煤闸板；3,4—燃料量测量装置；5—给煤机；6—
落煤管；7—下行干燥管；
8—钢球磨煤机；9—冷风门；10—干燥剂流量计；11—回粉管；12—
粗粉分离器；
13—系统间联络管；14—排粉机；15—煤粉分配器；16—燃烧器；
17—二次风箱；18—锅炉；
19—送风机；20—空气预热器；21—热风管；22—抽炉烟管；23—
炉烟热空气混合室；24—防爆门
直吹式系统的优点是系统简单、部件少、管路短、维护容易、通风电耗低等。

但也有一些不足之处。

①排粉机叶轮磨损严重。

②锅炉低负荷运行时，磨煤电耗和金属磨损量增大。

③由于磨煤机运行工况与锅炉的工作密切相关，因此当磨煤机检修、断煤或供煤不稳时，将直接影响锅炉的负荷，降低锅炉机组工作的可靠性。

为提高锅炉运行可靠性，就要配置大出力磨煤机，无益的增大了制粉系统的裕度和初建投资。

④增大了向各燃烧器均匀分配煤粉的难度，对于大出力磨煤机及燃烧器数目多时，就愈加困难。

⑤没有可能采用干燥剂向磨煤机入口的再循环。

由于钢球磨煤机在低负荷下运行，会使磨煤电耗急剧加大，因此，只有带基本负荷的锅炉采用直吹式才是合理的。

⑵中间储仓式制粉系统
钢球磨煤机中间储仓式制粉系统如图2-16所示。

钢球磨煤机中间储仓式制粉系统在国内电厂中得到广泛的应用。

采用热风作干燥剂时，有以下几种类型：热风加再循环，适用
于原煤水分M ar＜12%；单纯热风作干燥剂适合于原煤水分M ar＜15%的煤种；此外还有热风加冷风和热风加温风两种。

其中以热风加再循环用得最多。

干燥剂温度的调节大致有三种方式，就地冷风、压力冷风以及温风（引自空气预热器间），以采用就地冷风方式居多。

图2-16 钢球磨煤机中间储仓式制粉系统
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（a）热风干燥-乏气送粉；（b）热风炉烟干燥-乏气送粉；（c）热风干燥-热风一次风机送粉；（d）
热风炉烟干燥-热风送粉
1—热风管；2—磨煤机；3—冷风入口；4—给煤机；5—原煤仓；6—闸板；7—锁气器；8—燃烧器；9—锅炉；10—送风机；11—空气预热器；12—压力冷风管；13—再循环管；14—二次风管；15—防爆门；16—抽烟管；17—炉烟热风混合室；18—下行干燥管；19—热风送粉一次风机；20—乏气喷嘴；21—回粉管；22—排粉机；23—粗粉分离器；24—一次风箱；25—给粉机；26—混合器；
27—排湿管；28—细粉分离器；29—转换挡板；30—螺旋输粉机（铰笼）；31—煤粉仓
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中间储仓式制粉系统中，将煤粉送入锅炉主要有两种方式，即乏气送粉和热风送粉，以乏气送粉居多。

还有个别电厂采用温风送粉。

①排粉机输送的是经细粉分离器后的乏气，其含粉量只有10%左右，因而可减轻排粉时叶轮的磨损，延长使用寿命。

②利用给粉机调节进入锅炉的煤粉量，增加调节的灵活性，加快锅炉负荷变化速度。

③磨煤机可一直在不变的最大出力下运行，能降低磨煤机单位电耗和金属磨损耗。

④由于有中间煤粉仓，且各锅炉制粉系统间有螺旋输粉机相联系，提高锅炉机组运行的可靠性，可适当降低制粉系统磨煤机出力的设计裕量。

中间储仓式制粉系统的不足之处：
①与直吹式相比，增加了细粉分离器、煤粉仓、给粉机、螺旋输粉机等设备，制粉系统复杂，增加系统的建筑尺
寸和初建投资。

②由于系统中负压较大，漏风较多，致使输粉电耗增加，同时漏风增大，还会降低锅炉效率。

③增大爆炸危险性，设备维护也复杂。

1.1.2 双进双出钢球磨煤机制粉系统
⑴直吹式制粉系统
双进双出钢球磨煤机一般均采用正压直吹式制粉系统，如图2-17所示。

图2-17(a)系统是由两个相互对称并组合在一起的独立回路构成的。

其中每个回路工作流程为：原煤由煤仓经可调转速给煤机送入混料箱——预干燥混合室。

在其内，原煤受到高温旁路热风的预干燥。

表面受到干燥的原煤与分离器分离出的回粉汇合后，到达磨煤机进煤管的螺旋输煤器，由其带动与气粉混合物相反的流动方向送入磨煤机筒体内。

热风经中心管进入磨煤机筒体，完成对煤的干燥，并把煤粉带出磨煤机。

携带煤粉的磨煤风与预干燥原煤的旁路风汇合后进入分离器。

分离器为带可调导向叶片的圆锥形离心分离器。

通过调整导向叶片的倾角来改变煤粉细度。

分离出的粗颗粒汇入预干燥的原煤中，返回磨煤机重新磨制。

磨煤机总风（包括磨煤风、旁路风和部分密封风）携带细煤粉离开分离器，通过输粉管道送往锅炉燃烧器。

利用调节磨煤机筒体通风量改变磨煤机出力。

另外，双进双出磨煤机能够单侧运行，即每侧都可以看作一个单独的磨煤机。

这一特点使得双进双出钢球磨煤机能适用于大容量锅炉，且磨煤机台数较少的场合。

当磨煤机两侧的给煤量降至60%以下时，控制系统可以实现自动过渡到单侧运行工况。

图2-17(b)系统与图2-17(a)系统的差别仅在于旁路风的引入点不同。

此系统中旁路风引至分离器进口侧，下煤管上设预干燥设备。

⑵半直吹式制粉系统
图2-18示出双进双出钢球磨煤机半直吹式制粉系统。

图2-18(a)系统用于一台500MW机组煤粉炉上。

该炉为降低NO x排放，采用燃料分级的两级燃烧。

磨煤机每侧设两个分离
回路，一般粗粉离器出粉量占每侧总粉量的70%～80%，煤粉细度R90=10%，送入锅炉主燃烧器。

其余粉量通过小些的二级粗粉分离器和细粉离器，煤粉细度R90=5%，由乏气输送至锅炉辅助燃烧器（位于主燃烧器上方）。

图2-17 双进双出钢球球磨煤机正压直吹式制粉系统
(a) 法国Stein公司系统；(b)德国Babcock公司系统
1—给煤机；2—混料箱；3—双进双出钢球磨煤机；4—粗粉分离器；5—风量测量装置；
6—一次风风机；7—二次风风机；8—空气预热器；9—
密封风风机
图2-18(b)所示为大港电厂350MW机组半直吹式系统。

与储仓式相比，省去了中间粉仓等设备，节省了初投资。

由于采用热风送粉，使这种系统具有煤粉细，送粉温度高、风煤比小等特点，拓宽了对煤种的适应能力。

⑶中间储仓式制粉系统
图2-19示出双进双出钢球磨煤机中间储仓式制粉系统。

图2-18 双进双出钢球磨煤机正压半直吹式制粉系统(a) 德国500MW机组半直吹式制粉系统；(b)大港电厂350MW
机组半直吹式制粉系统
1—冷风；2—热风；3—二级旁路风；4—一级旁路风；5—
蒸汽；6—磨煤输粉风；
7—双进双出钢球磨煤机；8—一级粗粉分离器；9—二级粗粉分离器；10—煤粉测量装置；
11--通往主燃烧器（一级）；12—通往辅助燃烧器（二级）；
13—细粉分离器；14—乏气旁路；
15—给煤机；16—分配器；17旋转锁气器；18-装球斗；19—
粗粉分离器
图2-19 双进双出钢球磨煤机中间储仓式制粉系统1—原煤仓；2—褐煤焦炭仓；3,4—给煤机；5—双进双出钢球磨煤机；6—热风；7—煤粉仓；
8—磨煤风机；9—乏气风机；10—送往锅炉的乏气。