摘要：磨煤机出力和经济运行是锅炉燃烧和机组节能降耗的基础。磨煤机结构的优化保证了设备的安全稳定性，提升了热风动力场动能和磨煤机出力，大幅度降低了石子煤排放热损失。
关键词：风环优化；磨碗优化；出力提高；节能降耗
1 引言
华电能源哈尔滨第三发电厂二期两台600MW发电机组，分别于1996年、1999年投产发电。每台发电组机制粉系统配装2台轴流一次风机，6台上海重型引进美国80年代RP1003中速碗式磨煤机，单台磨煤机出力标煤68t/h。
RP1003中速碗式磨煤机工作原理：磨煤机由三个独立的能自由转动的液压加载的磨辊装置和一个由电动机、蜗轮蜗杆减速机驱动的磨碗等所组成。磨辊装置位于磨碗上方，磨碗由下部蜗轮蜗杆减速箱带动旋转，磨辊装置的压力一部分靠自身的重量，但主要靠液压加载系统加压，磨辊套与磨碗衬板之间没有金属对金属的接触。原煤由上部中心落煤管落入磨煤机后，被离心导向至磨碗衬板与磨辊套间，经过磨碗衬板与磨辊套碾压将原煤碾磨为煤粉。热空气自下面侧机体通过叶片孔洞正压进入磨碗上方，干燥和输送已碾磨的煤粉，并分离石子煤与大块原煤，大块原煤返回磨碗重新碾磨，石子煤落入下部侧机体排出磨外，碾磨后的煤粉经过文丘里分离器，不合格的煤粉落回磨碗重新碾磨，合格的煤粉通过多出口、送粉管道喷入炉膛燃烧。
制粉系统设计安装6台磨煤机，5台运行，1台备用。自投产发电后，磨煤机出力没有达到设计要求，磨煤机最高负荷48t/h——80%。且磨煤机石子煤排量一直偏高，石子煤热值1800kcal/kg——超高。6台磨煤机全部运行仍无法满足机组负荷要求。
2 设备状况、存在问题
2.1 旋转磨碗外缘与静叶片、风压调节组件动静间隙处卡夹石块，造成磨碗磨损损坏。
当给煤量大于48t/h时出现以下问题（磨煤机出力不足，无法满足机组负荷要求出力）：
2.2 制粉系统干燥出力热风量不足，磨煤机出口温度低，无法满足干燥要求。
2.3 磨碗差压增高、出口压力降低。
2.4 原煤随石子煤溢出排出磨外，石子煤热值高。
3 原因分析
3.1 原煤质量不良，夹带无法研磨的大块石头、铁块等异物，石块等卡塞在旋转的磨碗与静止的叶片、风压调节组件缝隙处无法落下，磨碗被石块等磨损性损坏。
3.2 一次风机出力不足，空气预热器堵塞，致使到达磨煤机风道用于干燥出力的热风不足，磨煤机出口温度低，无法满足磨煤机干燥出力要求。
3.3 磨碗上部被吹起的煤粉由于干燥出力不足湿度大、重度大，经过文丘里分离器二次分离后煤粉不能被有效排出磨煤机送入炉膛，回粉量增大，回到磨碗后相对磨煤机负荷增大。如此循环磨煤机磨碗差压增大，出口压力降低，出力逐渐降低。
3.4 磨煤机干燥出力不足，热风压力低，溢出磨碗的轻度石子煤和大颗粒原煤不能全部被一次分离吹回磨碗内重新研磨，直接从叶片孔洞落入下部侧机体排出磨煤机，造成石子煤排量大，石子煤含煤热值高。
4 存在问题探讨
4.1 磨碗是磨煤机主要部件，不允许损坏。磨损原因是动静间隙卡塞石块，改变动静间隙位置，即连接静叶片与磨碗并与磨碗一起转动，使叶片成为转动体外缘，即可消除磨碗外缘磨损安全隐患。
4.2 干燥出力不足是磨煤机出口温度低、磨碗差压高、石子煤热值高、无法达到额定出力等一系列问题的原因。取消叶片组件和调节组件，改为随磨碗一起旋转的旋转叶轮风环，叶轮叶片周向无间隔连续均匀布置，即可提高磨内热风压力流量，保证干燥出力热风充足，提高磨煤机出力。
同时将磨碗延伸环加高10mm，即可大幅度减少石子煤排量，降低石子煤热值。
5 升级方案（应用）
原设计磨碗旋转，外静止叶片组件与风量风压调节组件组合，三组合水平120°间隔布置，石块卡塞在磨碗与叶片、调节动静间隙处，致使磨碗外缘磨损。
原设计通风孔——静止叶片组件，叶片组件与调节组件组合布置，通风流场为主动旋转与被带动旋转交替不连续流动流场。
原设计磨碗为浅碗式磨碗，轻度石子煤及大颗粒原煤未经完全研磨而溢出磨碗随石子煤排出磨外。
经过改造取消叶片组件和调节组件，改为随磨碗一起旋转的旋转叶轮风环，叶轮叶片周向无间隔连续均匀布置，通风流场为主动、连续、全周向旋转流场；磨碗延伸环加高+10+15=25mm，相对应“浅磨碗”转为“深磨碗”。
6 改造后效果
6.1 改造后效果Ⅰ
石块脱离磨碗通过叶片孔洞直接落下至侧机体排出，消除了磨碗被磨损。
轻度石子煤及大颗粒原煤在“深磨碗”内延时停留再碾磨为煤粉后被吹起，减少了石子煤含煤排放。
6.1.1 磨煤机出力由48t/h提升到56t/h，提高出力16.67%。风量70km3/h提升至84km3/h。
6.1.2 石子煤排放率1%下降到0.5%，石子煤热值1800kcal/kg 下降到400kcal/kg。
6.2 改造后效果Ⅱ
磨碗延伸环再加高15mm，总计加高25mm。
6.2.1 磨煤机出力由56t/h提升到60t/h，提高出力7.14%。风量84km3/h提升至92km3/h。
6.2.2 石子煤排放率0.5%下降到0.125%，石子煤热值400kcal/kg 下降到120kcal/kg。
6.3 综合效果
6.3.1 磨煤机出力由48t/h提升到60t/h，提高出力25%。风量70km3/h提升至92km3/h。
6.3.2 石子煤排放率1%下降到0.125%，石子煤热值1800kcal/kg 下降到120kcal/kg。
7 优化的热风动力场
随磨碗旋转的全周向旋转叶轮喷嘴产生的空气动力场，增大了热风压力和流速，全方位加大了一次分离器流量，使气流分配更均匀，提高了石子煤与轻度石子煤和大颗粒原煤分离效果，轻度石子煤和大颗粒原煤被完全吹回磨碗重新碾磨，消除了石子煤含煤排放，提高了磨煤机出力。
随磨碗旋转的全周向旋转叶轮喷嘴产生的空气动力场，使碾磨后风粉混合更均匀，干燥效果更均匀，气流旋转更强劲、更流畅，风粉被提升至文丘里分离器后煤粉浓度更加均匀，分配到出口粉管的煤粉分配偏差接近于零。
8 经济效益
磨煤机出力提高25%。
石子煤热值由1800kcal/kg下降到120kcal/kg，下降率93%。
机组降低煤耗1g/kwh。
9 改造前备件损失
磨碗磨损性损坏更换磨碗和相关备件损失30万元/台磨，检修期机组负荷损失100MW/h，工期30天。
10 可靠性
旋转叶轮风环结构科学合理：旋转叶轮与磨碗高度平齐，石子煤及石块等异物离心脱出磨碗通过叶片孔洞直接落入下方侧机体排除，煤粉直接被热风携带吹起，不发生磨碗及旋转叶轮被石块、煤粉等物质磨损，可长期使用。
旋转叶轮风环安装型式安全可靠：螺栓连接+焊接双保险组合。
11 结语
以上内容经研究后得出的结论，给广大同行进行参考。
参考文献：
[1]王刚.中速磨煤机石子煤输送系统改造.中国电力,2005．(10) ．
论文作者:朱效毅 杨守文 李树臣
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：石子论文; 磨煤机论文; 叶片论文; 叶轮论文; 原煤论文; 热值论文; 碾磨论文; 《当代电力文化》2019年第8期论文;