1、科技信息高校理科研究磨煤機鋼球改型節能降耗研究華北電力大學控制與計算機工程學院杜鴻海摘要當前，國家已將火力發電廠節能降耗、加強環境保護工作提到新的戰略高度。使用鋼球磨煤機制粉系統的電廠，每年消耗大量的鋼球和電能，在廠用電率中占據相當大的比重。在鋼鐵材料價格不斷上漲，能源日趨緊張的情況下，鋼球的消耗問題及磨煤機的節能降耗已經引起高度重視。本文通過收取了電廠各方面大量的數據，經過不斷的分析與實踐對磨煤機鋼球進行改型設計，達到了節能降耗的目的。關鍵詞磨煤機鋼球節能降耗改型1.引言鋼球磨煤機在我國火力發電機組中得到了較廣泛的應用，鋼球磨煤機煤種適應性廣，運行安全可靠，維修方便。但其金屬耗量大，制粉電耗

2、高。據統計，鋼球磨煤機一般每磨制1t煤鋼球的磨損為300350g，個別磨煤機甚至更高，加上磨煤機襯板的磨損，總的金屬磨損與所磨制煤的比例通常約高達0.5。根據國務院積極加快建設節約環保型企業的要求，國家已將火力發電廠節能降耗、加強環境保護工作提到新的戰略高度。節能降耗已成為各大發電集團對下屬電力企業適應新形勢、降低發電成本、提高企業競爭力的重要要求和考核手段。使用鋼球磨煤機制粉系統的電廠，每年消耗大量的鋼球和電能。在廠用電率中占據相當大的比重。在鋼鐵材料價格不斷上漲，能源日趨緊張的情況下，鋼球的消耗問題及磨煤機的節能降耗已經引起高度重視。2.磨煤機鋼球改型目標經過對某電廠磨煤機的項目實施經驗，

3、收取了全部過程中各方面大量的數據，經過不斷的分析，更深的了解了該廠磨煤機的各項運行情況。本次設計、計算出的方案，目的是在于穩定磨煤機出力、優化磨煤機響應速度、優化煤粉細度的情況下，盡量的降低磨煤機電流，提高磨煤機破碎、研磨能力，并且考慮鍋爐燃燒需要，整體改型設計主要有4個思路和目標：1）關注于減少磨煤機鋼球的裝球量，降低磨煤機電耗，減少磨煤機的機械損耗。2）關注于穩定、優化磨煤機出力。3）關注于提高煤粉細度，降低發/供電煤耗。4）關注于整體鍋爐合理燃燒優化的整體調整。3.整體改型方案介紹與實施步驟3.1設計思路通過使用超高鉻稀土鋼球，降低鋼球球耗，減少鋼球耗球量，優化磨煤機內鋼球的破碎力，研磨

4、力；合理的調整磨煤機內各直徑鋼球的比例，減少磨煤機鋼球的裝載量，使磨煤機電流下降，煤粉細度更加穩定，并得到一定優化，從而降低電耗、穩定煤耗；合理的調整磨煤機內各直徑鋼球的比例，使煤粉細度得到優化，有利于低負荷鍋爐燃燒穩定；合理的調整磨煤機內裝球量、各直徑鋼球的比例，提高磨煤機的響應速度。每臺磨煤機在鋼球初裝時，將余下2-4噸，在改造試運行過程中，按照整體情況實際調整。如果整臺爐的鋼球改型，調整后每臺磨煤機的裝球量、配比也完全一樣，但以穩定磨煤機的出力以及煤粉細度為基礎。3.2關于鋼球與襯板（1）鋼球對襯板的影響：鋼球對襯板的損壞主要體現在，因磨煤機內使用大直徑（80以上）的鋼球，對襯板的撞擊力

5、過大而造成損壞，通常會發生破碎、掉落等情況，所以使用正常規格范圍之內的鋼球是不會對襯板造成損壞的。（2）低負荷運行時，如進煤量未能及時調整，造成磨煤機內部存煤量過少時，部分鋼球直接與襯板摩擦，使襯板磨損加大，但只要在低負荷時合理使用主力、備用磨，及時調整進煤量，便可避免該情況。（3）實際運行中襯板的磨損主要是物料磨損、風煤磨損等，磨煤機正常運行的情況下，鋼球與襯板間、鋼球與鋼球間都存在物料，并不直接接觸襯板與襯板產生摩擦。由于大直徑鋼球的減少,對襯板的沖擊損耗降低。另外，總裝球量的減少,鋼球直接接觸襯板的頻率減少。3.3鋼球改型方案3.3.1超高鉻稀土磨球質量磨球材質：品種超高鉻稀土磨球C&g

6、t;2.0%Cr19.5%-22.5%P<0.1%S<0.1%Si、Mn1%磨球機械性能：品種超高鉻稀土磨球硬度：HRC洛氏硬度平均>60HRC金相組織Martensite+Carbide超高鉻稀土磨球的硬度表里一致，其洛氏硬度平均60HRC，硬度差1個單位，破碎率0.5%。3.3.2煤質入爐分析2011年1月煤質化驗：全水分3號爐11.664號爐11.39全水分3號爐12.814號爐12.76外在水分7.957.91外在水分8.478.43內在水分3.723.49內在水分4.344.32含硫量0.750.66含硫量0.590.61灰分揮發分固定碳高位熱值低位熱值28.072

7、3.8436.4318.4117.5228.5923.4436.8518.3817.48揮發分固定碳高位熱值低位熱值2011年2月煤質化驗：灰分22.5024.6239.8920.1919.2622.6124.3339.2120.0819.183.3.3磨煤機運行情況磨煤機運行參數實際平均電流實際裝球量125A60t-70t實際平均出力煤粉細度R9048t/h12%-15%3.3.4根據電廠數據計算、設計方案改型前裝球量出力60t-70t48t/h改型后分析設計裝球量46-50t，降低18%-28%。重新調整鋼球配比。穩定前出力48t/h，調整至50t/h。電流1、電流<100A。降低1

8、8%-25%。2、裝球量對應電流（標況下）約為：2.1裝球量50噸，電流100A。2.2裝球量48噸，電流96.7A。125A左右2.3裝球量46噸，電流94A。3、綜合磨煤機出力、煤粉細度、響應速度等，設計時考慮合理節電狀態，更加優化磨煤機響應速度。（根據電廠要求及時調整）R90:R90：12%，同等煤種、煤質情況下，煤粉細度12%-15%小于原細度。120g/t60g/t，鋼球壽命提高約2倍煤粉細度球耗151科技信息高校理科研究1、改型前年電耗費用約324.6萬。電耗2、改型后年電耗費用約244萬?？偨Y3、單臺磨煤機全年可節省電耗費用約324.6萬-244萬=80.6萬元。4.3煤耗方面改

9、型前改型后3.4實施步驟（1）對入廠的鋼球進行驗收，稱重、驗收材質。（2）做好裝填前準備工作，將磨煤機清空，檢查襯板等內部情況，并對磨煤機甩出鋼球進行稱重。（3）協助裝填新球，初裝球運行168小時之后，根據運行情況進行調整配比或補加球。（4）鋼球改型中適量調整了小球的應用。磨煤機對小煤粒的碾磨能力增加，同時考慮對較大煤塊或煤矸石等難以破碎的物體的破碎能力。在運行一段時間后參考實際煤質可能需要調整配比。在運行的時候利用備球進行配比的調整。（5）初裝球后較短時間，磨煤機的出力有可能發生減小。一般在5-8%以內，但經過運行一段時間后鋼球磨光，有效接觸面積增加，磨煤機的出力會隨之增加并穩定。因此改型后

10、的試驗需要在鋼球充分磨合后進行，正常工況下磨合期5-7天。（6）記錄磨煤機運行數據。（7）初裝球后需要測試極限出力，觀測出口風壓得出是否堵磨，裝入極限出力的煤量，穩定運行一定時間。記錄、觀測、分析數據。（8）試驗期內提供盡量好的煤種，防止出力下降波動導致達不到大負荷要求。之后由于煤質變化較大，可能會出現磨煤機電流變化的情況，變化趨勢與未改型磨煤機相同。（9）根據試驗期的記錄，結合磨煤機的運行情況進行分析總結。（10）根據運行情況適當調整鋼球配比、裝球量。（11）調整后試運行3-5天。記錄調整后空載電流數據。記錄不同工況下的電流、出力、風量、風壓、煤粉細度等數據，記錄調整前后相同工況下的數據對比

11、。（12）根據試運行3-5天的記錄、觀察，進行分析，結合磨煤機運行情況整體分析，確認穩定運行。4、經濟效益分析4.1球耗部分改型前1、原使用鋼球球耗約120g/t。2、單臺磨年補加球約30噸。球耗3、原使用鋼球價格：8500元/分析噸。4、全年鋼球費用約27萬。改型后1、超高鉻稀土磨球平均球耗約60g/t。2、單臺磨年補加球約10噸。3、超高鉻稀土磨球價格：16800元/噸。4、全年鋼球費用約27萬。1、鋼球改型前煤粉細度R90、1、鋼球改型后煤粉細度R9012%-15%。10%。煤耗2、全年兩臺機組發電(2010年2、全年兩臺機組發電(2010年實分析實際統計)40億/kwh。際統計)40億

12、/kwh。3、購煤價格(平均價格)500元/3、購煤價格(平均價格)500元/噸。噸。1、按照提高1%計算，通常可以降低飛灰可燃物含量1%，提高鍋爐效率0.3%-0.4%，降低供電煤耗約1.1克/kwh。煤耗2、年節約燃煤約3300噸?？偨Y3、單臺磨煤機全年可節省燃煤費用約3300噸*500元/噸=27.5萬元。4.4節能減排按照燃燒一噸標煤排放二氧化碳2620kg，二氧化硫8.5kg，氮氧化物7.4kg計算，全廠其余6臺磨煤機鋼球全部改型后，全年可減少二氧化碳氣體排放量8646噸、二氧化硫氣體排放28噸、氮氧化物氣體排放24噸。4.5減少維護工作量降低了補加球工作量。磨煤系統磨損，隨著負載的

13、減小，傳動設備（大小齒輪副、軸瓦和減速機等）的運行可靠性得到提高，使用壽命將延長。4.6廠用電率改型前廠用電率9%。改型后廠用電率根據計算預計約8.7%。4.7減少了磨煤機低負荷運行過程中的機械熱，有效地降低了磨煤機的內部溫度，解決低負荷運行時磨煤機內部易著火的難題。5、結束語本次鋼球改型方案取得了良好的效果，達到了節能降耗的目的。鋼球質量的優劣，對磨煤機的出力和經濟效益方面的影響是非常重要的。因此，選擇質量優良的鋼球是提高磨煤機工作效率，節能降耗，保證制粉系統安全、穩定、高效運行的重要途徑。參考文獻1王凱，李書元.新材料鋼球及鋼球級配技術在電站鍋爐上的應用J.山東電力技術，2010(6)：6

14、6-692劉玉海.鋼球質量對磨煤機出力和經濟效益的影響分析與探討J.電站輔機，2002(3)：36-383許潤，裘迅斌，傅海浩.火力發電廠鋼球磨機節能優化控制及實現J.軟件，2010(8)：56-574韓慶瑤，袁興華.鋼球磨煤機的應用及改造J.煤炭科學技術，2007(5)5劉鴻.鋼球磨煤機鋼球篩選新技術的研究與應用J.電站系統工程，2011(2)：66-671、需要考慮煤種、煤質情況，在同等情況下超高鉻稀土磨球的球耗要低于普通高鉻、中鉻、低鉻鋼球40%-70%。2、實際運行中超高鉻稀土磨球耐磨性均勻，磨球的表層與心部球耗的耐磨性盡可能一致，磨損過程中磨球直徑的減小值與球磨機總結運轉小時數基本呈

15、直線關系。同時耐磨性高。發生破碎、變形的情況會大幅度減少、降低，破碎率:0.5%，因此而加長了鋼球的使用壽命，在使用效益上會有所提高。3、單臺磨煤機鋼球改型前后全年補加鋼球費用基本持平。4.2電耗部分：節電量25%改型前1、鋼球改型前的平均運行電流約125A。電耗2、全年運行7000小時(2010年分析實際統計)。3、上網電價0.42元/度。4、全年電耗費用約324.6萬。改型后1、鋼球改型后預計電流下降25%左右(94A)。2、全年運行7000小時(2010年實際統計)。3、上網電價0.42元/度。4、全年電耗費用約244萬。（上接第150頁）2張明圣.主要制冷空調產品季節性能源效率評價方法標準的分析J.制冷與空調,2009(2):73Yuanxiawang,Jianghongwu,Hongqili.SurveyofResidentialAir-Conditioning-UnitUsageBehaviorunderSouthChinaCl