百万千瓦级火电机组磨煤机选型分析.doc

百万千瓦级火电机组磨煤机选型分析百万千瓦级火电机组磨煤机选型分析张代新张代新1 李祥苓李祥苓2（（1 安徽华电宿州发电有限公司安徽华电宿州发电有限公司 安徽安徽 宿州宿州 234000；； 2 华电国际山东项目管理公司安徽宿州项目部，华电国际山东项目管理公司安徽宿州项目部，安徽安徽 宿州宿州 234000））摘要：本摘要：本文详细介绍了中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统和双进双出钢球磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统各自的性能特点和各项经济指标，依据邹县电厂 2×1000MW 火电工程的实际情况，并结合燃煤日益市场化的趋势提出了科学合理的选择，对其它火电工程制粉系统的选择将起到参照作用关键词：磨粉机；正压直吹式制粉系系统；中间储仓乏气送粉系统；中磨速关键词：磨粉机；正压直吹式制粉系系统；中间储仓乏气送粉系统；中磨速0 概述概述华电国际邹县发电厂是一座现代化特大型坑口电站，始建于 1983 年，现有装机总量4540MW（4×335MW＋2×600MW＋2×1000MW），其中 2×1000MW 超超临界火电机组的锅炉为高效超临界参数变压直流炉、一次再热、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构∏型锅炉。

磨煤机作为机组的重要辅助设备，其配置的优劣将直接影响机组的安全性和经济性1 机组燃用煤种与磨煤机类型机组燃用煤种与磨煤机类型邹县发电厂 2×1000MW 超超临界火电机组设计选用本地产烟煤（即兖矿集团和济北矿业的混煤），挥发份较高且易于研磨（见表 1）设计煤种的干燥无灰基挥发分 Vdaf＝39％，属烟煤，挥发份较高，容易着火燃烧，对于锅炉点火燃烧十分有利，但也易自燃、放炮对制粉系统的选择将提出很严格的要求按国标 GB/T7562—1998 对煤的可磨性分级可知当煤的 HGI=40~60 时，为难磨煤，本工程煤质 HGI=64，不属于难以研磨的煤种对于燃用烟煤的制粉系统来讲，在国内一般有 4 种选择，分别是钢球磨煤机中间储仓乏气送粉系统、单进单出钢球磨煤机直吹式制粉系统、中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统和双进双出钢球磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统钢球磨煤机中间储仓乏气送粉系统不宜用于 Vdaf＝（27~40）％的烟煤，因为此种烟煤的挥发份较高，中储系统各环节积粉处存在自燃爆炸的隐患，威胁机组安全，且系统复杂、电耗高、占地面积大，故本工程设计不予采用；单进单出钢球磨煤机直吹式制粉系统在大型机组上缺乏成功的应用经验，为规避风险，本工程设计亦不予采用；对于中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统和双进双出钢球磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统来讲，应根据机组设计煤种和制粉系统的自身特点进行比较分析，进行最经济合理的选择。

2 中速磨和双进双出钢球磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统配置特点比较中速磨和双进双出钢球磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统配置特点比较2．．1 中速磨煤机的国内制造状况和特点中速磨煤机的国内制造状况和特点目前，世界上用于大型燃煤电站的中速磨煤机大致可分为三类：HP（RP 磨的替代产品）型碗式中速磨、MPS 型辊式中速磨和 MBF 型辊式中速磨HP 型碗式中速磨煤机是 ABB-CE 公司于 80 年代中期开发出来的产品，是 RP 型中速磨的取代产品上海重型机器厂继 1981 年从 ABB-CE 公司引进 RP 系列中速磨技术后，又于 1989 年从 ABB-CE 公司引进HP 系列中速磨技术，并已有了许多 HP 型磨煤机的业绩，在制造方面已积累了比较丰富的经验HP1103型中速磨煤机已被托克托电厂及宝钢订货，正处在生产阶段MPS 型辊式中速磨煤机最早是由德国 DBW 公司于 50 年代研制开发的沈阳重型机器厂于 1985 年从德国 DBW 公司引进 MPS 系列 190、225、255 三种磨煤机的制造技术，目前由其制造的 MPS 型磨煤机已在国内多个电厂应用沈重已制造了国内最大的中速磨 MPS450（磨石灰石），同时也制造了 70 多台MPS265，MPS315，MPS360，MPS375 中速磨（大多用于水泥厂），故设计制造 MPS280 中速磨煤机技术上是可靠的。

另外，北京电力设备总厂也于 1985 年从德国 DBW 公司引进 MPS 225 型制造技术和 MPS 磨系列化设计核心技术，并通过开发形成了自己的产品 ZGM 系列磨煤机，且在国内电厂也得到应用MBF 型辊式中速磨煤机是由美国 FOSTER WHEELER 公司于 1975 年开发出来的产品MBF 磨煤机基本保留了 MPS 磨煤机的优点：磨辊直径较大，磨辊研磨寿命较长目前国内尚无制造厂家生产此型式的磨煤机鉴于本工程拟采用国产化设备的实际情况，在此不赘述2003 年 2 月长春发电设备总厂引进了德国 BABCOCK 公司 MPS-HP-Ⅱ型磨煤机专有技术，该技术是德国 MPS 磨轧机第三代产品，是德国的最新技术HP 型中速磨和 MPS 型中速磨的研煤机理大致相同，即主要靠磨辊和磨碗衬板之间的挤压来破碎原煤HP 型磨和 MPS 型磨在中速磨煤机领域中代表着二种不同的流派和风格，在市场竞争环境中，二者相互取长补短，不断地进行改进和完善，其结构和工作原理有许多相似之处，也各有自己的特点其相似之处：1）磨煤机采用变加载磨煤机的出力大小可自动、随时随地进行调整机组调峰时，避免磨煤机的频繁启动，运行操作方便。

利于延长耐磨件寿命，可节能 20%；2） 运行可靠性相对于钢球磨煤机较差，运行维护工作量较多，需设备用磨煤机；3） 传动装置采用行星齿轮减速机此减速机具有体积小、重量轻、承载能力大、效率高、工作平稳等特点；磨辊与磨碗衬板无直接金属接触，可空载启停，启动力矩小，停机时磨碗中的存煤便于清除干净；5） 磨煤机的出力由给煤机和一次风量控制，对锅炉负荷响应速度较慢； 6）风煤比较高，低负荷时煤粉细度不宜控制，对锅炉稳燃不利满负荷时风煤比在 2 左右，低负荷时，风煤比更高另外风煤比高，使一次风系统阻力加大，增加了一次风机的能耗；7）对煤种的适用性，二种磨煤机基本相同适用低磨蚀性（冲刷磨损指数 Ke40 的烟煤、次烟煤和贫煤；对煤中三块(木块、石块和铁块)比较敏感，容易磨损不适合磨制高硬度，高水分和低挥发分煤种其不同之处：1）磨辊和磨盘形状不同HP 型磨的磨辊为滚锥型，结构体积小，耐磨材料体积也小，磨辊使用寿命较短而 MPS 磨的磨辊为滚轮型，磨辊直径大，结构体积大，耐磨材料体积也大，磨辊可以翻辊使用，寿命较长；2）HP 型磨煤机结构相对简单，机器的体积较小，机体振动较大，本体的阻力小，石子煤排量较小。

MPS 型磨煤机结构相对复杂，机器的体积较大，机体振动较小，本体阻力大，石子煤排量较大； 3）自动变加载装置不同HP 型磨煤机采用外置式弹簧加载装置，结构简单，维修方便，成本低MPS型磨煤机采用液压蓄能器变加载技术； 4）HP 型磨煤机磨辊可翻出检修，使磨辊更换可以直接在机器上进行，减少停机时间MPS 型磨煤机磨辊也可吊出检修，但检修时间相对长一些综观以上二种中速磨煤机在国内的制造和使用情况，MPS 型中速磨和 HP 型中速磨均可适用本工程设计煤种的煤质资料，故在本工程的技术经济比较中，中速磨制粉系统基于 HP 型中速磨煤机2．．2 双进双出钢球磨的国内制造状况和特点双进双出钢球磨的国内制造状况和特点世界上制造双进双出钢球磨煤机的厂家很多，其中有代表性的三家为：法国 ALSTOM、美国 FOSTER WHEELER 和瑞士 SVEDALA三家生产的磨煤机各有特点，但磨煤原理是一致的，即通过钢球和煤之间的互撞、互锉进行研磨沈阳重型机器厂 1988 年从法国 ALSTOM 引进BBD3448、BBD3854、BBD4060、BBD4366、BBD4760、BBD4772 六种规格双进双出钢球磨煤机的全部设计、制造、检验和试验技术。

目前，由其生产的 BBD4060、BBD4062、BBD4760 等产品已应用于国内外的多个电厂中，在制造方面积累了丰富的经验上海重型机器厂 1995 年也从法国 ALSTOM 引进 BBD 系列双进双出钢球磨煤机全套技术，并与ALSTOM 合作制造了 BBD4360 型磨煤机出口国外，目前已与常熟电厂签订合同 12 台，在今年年底为其提供 4 台，在生产制造方面积累了一定的经验双进双出钢球磨煤机的特点十分显著： 1）连续作业率高，运行维护工作很少，不需设备用磨煤机；2）此型式的磨煤机，其易损件钢球能实现不停机加球；3）其螺旋推进器叶片一般寿命为 2～3 年，筒体衬板寿命 6～8 年，螺旋叶片和筒体衬板的更换可跟随锅炉检修时进行，磨煤机检修维护费很低； 4）在宽负荷范围内，响应速度快磨机储存煤量大，磨煤机出力靠一次风量调整，使磨机响应锅炉负荷速度快； 5）风煤比低风煤比低是磨机本身结构所决定的风煤比低使煤粉在一次风中浓度提高，加上低负荷时细度增加，有利于锅炉低负荷时稳燃，降低燃油耗量；6） 出力和细度稳定出力的调节是由一次风量决定的一次风量不变，出力就稳定出力的控制与磨煤机内的煤位控制是相互独立的，不会因出力的增加影响磨机内的煤量。

煤粉细度通常是由磨机的钢球量决定的，只要钢球量不变，细度是稳定的；7） 煤种适用范围广，不易受异物影响适用各种煤质，对坚硬和高磨蚀性燃料，可通过改善受损件（衬板、钢球）材料来满足使用寿命要求； 8）灵活性大双进双出钢球磨煤机可根据锅炉负荷要求，实现双进双出、单进双出或半磨运行三种工况，在实际应用中给用户带来很大的方便； 9）可用率高在出现单侧堵煤或一台给煤机故障停机时，双进双出钢球磨煤机可单侧进煤而出力下降较小，且筒体内煤粉存量很大，可维持 15 分钟锅炉煤粉需求因此双进双出磨煤机的可用率很高，FW 公司提供的资料称可高达 99.28%；10）磨煤机的电耗比中速磨电耗高，故运行费用较高2.3 HP 型中速磨制粉系统与型中速磨制粉系统与 BBD 型双进双出钢球磨制粉系统技术性能比较型双进双出钢球磨制粉系统技术性能比较HP 型中速磨制粉系统与 BBD 型双进双出钢球磨制粉系统在技术性能上各有优缺点：1）在设计上 HP 型中速磨制粉系统与 BBD 型双进双出钢球磨制粉系统一般都设置 6 台磨煤机（其中 HP型中速磨制粉系统的 6 台磨煤机 5 台运行，1 台备用）2）在工作原理上，HP1103 中速磨是通过旋转的、带有凹槽形滚道的碗式磨盘和三个固定的轮胎型磨辊碾压物料进行研磨；而 BBD4360 双进双出钢球磨则是通过钢球和煤之间的互撞、互锉进行研磨。

3）HP1103 中速磨结构复杂磨辊置于磨煤机内部，运行要求较高；需设备用磨，立式布置磨煤机本体阻力较高，运行维护点较多，有润滑站、液压站、磨辊润滑等，运行可靠性稍差对“三块”（木块、石块和铁块）敏感，大块对运行有影响适用于粉磨中等硬度和中等磨蚀性的贫煤及烟煤，无储备能力，断煤后需立即停机，对锅炉负荷变化响应较慢，通过改变给煤机出力进行调整，迟缓 10 分钟以上低负荷时煤粉细度差，对锅炉稳燃不利磨煤机出力通过给煤机和一次风量控制每台设备自成体系，附机设备出现故障，需启用备用磨煤机耐磨件磨损后期细度降低电耗较低,一般为 8—9kWh/吨煤，但因磨煤机阻力较高，一次风机电机功率高运行维护点较多，运行可靠性稍差磨辊、磨盘瓦寿命一般为 8000 小时噪音较小，距设备 1m 处的噪音<85dB（A）煤粉均匀性好设备重量及占地面积较双进双出钢球磨制粉系统小磨煤机启动、停机性能好风煤比较高，满负荷时为 2 左右，低负荷时更高一、二次风系统运行能耗之和高磨煤后期出力≤95%每年需更换耐磨件，连续作业率受一定影响检修工作量大，技术要求高对运行检修人员素质要求较高3）双进双出钢球磨制粉系统结构简单磨煤机内部仅需充填钢球，无运转部件。

磨煤机本体阻力较低，仅为中速磨煤机的 45%左右，无需备用磨，卧。