隨著電力工業的迅速發展，我國投建的電站中300 MW、600MW等大型機組數量越來越多，現役及新建的300 MW以上鍋爐機組中，中速磨正壓直吹式制粉系統因具有啟動迅速、調節靈活、阻力小、單位磨煤金屬磨耗小、結構緊湊、系統簡單、單位電耗低、爆炸危險性小和噪聲低等優點，已得到越來越廣泛的應用。但在實際運行過程中，中速磨煤機存在磨煤機著火、磨煤振動大、石子煤多、刮板斷裂、磨煤機出力不足、煤粉細度不合格、磨煤機煤粉分配和流速均勻性不良等問題，尤其是石子煤排量問題越來越突出。另一方面排出的石子煤過多會導致將石子煤中夾帶的煤粉顆粒過多，磨煤機出力降低，經濟性變差；一方面排出的石子煤量過少將使碾磨負荷過大，煤中灰分增高影響煤粉燃燒，更嚴重的是造成較嚴重的磨損，引起磨煤機異常震動，給安全生產帶來隱患。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
本文結合華北地區某600 MW鍋爐機組中速磨石子煤排量異常的現象，分析了石子煤排放異常的原因，總結了電廠運行調整和中速磨風環改造的經驗，對今后電廠的運行和磨煤機改造都有實際的指導意義。
1、設備概述
某廠3號爐為某鍋爐公司按照從美國引進技術進行設計制造的600MW壓臨界，一次中間再熱，控制循環汽包爐，型號HG-2023/17.6一YM4，單爐膛，n型布置，全鋼架懸吊結構，半緊身封閉。采用三分倉回轉式空氣預熱器，平衡通風，擺動式燃燒器，四角切圓燃燒。鍋爐設計煤種為準格爾煤。制粉系統為中速磨直吹式系統，配備6臺良鄉電力設備總廠生產的ZGM123(MPS)磨煤機，6臺電子稱重式給煤機，BMCR工況下5臺運行，1臺備用。每臺爐配2臺沈陽鼓風機廠生產的前彎葉片離心式一次風機，2臺離心式密封風機，l臺運行l臺備用。
2、石子煤排放異常現象
該廠3、4號爐中速磨全部為固定風環，一般每臺爐每天排出400—2 000 kg左右的石子煤。2004年底，3號爐B、C、D磨逐漸改造為活動風環，投產后，發現3號爐基本無石子煤排出，且在常用的單臺磨50 t／h出力的工況下，對應位置磨的電流比4號爐的磨大10A，燃料相同的4號爐一般每天有400～2000 kg左右的石子煤排出，經過運行調整，3號爐仍無法排出石子煤。這種情況持續了半年時間后，3號爐各磨煤機又開始往外排放石子煤，且排放量從很少逐漸發展到正常，并且超過4號爐的排放量，期間歷時兩個多月。又過了約1個月，運行時間最長的B磨石子煤排量出現異常增大，每天排出的石子煤量達到10 t左右，此后，C、D磨也陸續出現了石子煤量激增的情況。經檢測石子煤中含有大量塊狀煤和煤粉。
3、原因分析
中速磨煤機運行中，石子煤是通過風環自上而下落至石子煤收集箱，而一次風通過風環由下至上進入研磨區，在風環喉口處流向相反的熱風與石子煤進行激烈的碰撞，把大量的密度較小的煤托住或吹起，并把細煤粉分離吹起，通過分離器進入煤粉管道。由此可見，磨煤機風環處風速是磨煤機石子煤分選水平的關鍵參數，如果風環風速過小，就會有大量的原煤從風環處同石子煤一同排出，反之則石子煤被留在磨煤機內，同原煤一起磨成煤粉，進入鍋爐。
通過上面分析可以看出，磨煤機改造后石子煤無法排出的根本原因應當是風環處風速過大。導致風環風速過大的因素可以來自2個方面：進風量過大或風環通流面積過小。為了找出哪一個因素是引起石子煤排量異常的主要因素，進行了降低一次風量的運行調整，但效果很不理想。石子煤排量激增后有了停磨榆修的機會，對磨煤機風環面積進行核算后，確定面積過小是石子煤排量變化的根本原因。
4、運行調整
4.1 -次風量標定
一次風負責磨煤機煤粉的輸運及鍋爐著火2項任務，運行人員是按DCS上顯示的一次風量進行運行調整的，如果一次風量顯示值有偏差，就會造成一次風速偏差，特別是DCS顯示大，實際風量小的時候，降一次風量很容易使粉管內的一次風速小于18 m/s的限制，而產生積粉，反之，則容易產生一次風量看似控制正常，實際控制偏大的現象。
在降一次風量運行調整前，先進行了一次風量熱態的測量與標定試驗，即在出粉管上用標定過的BS-I型測速管進行一次風量測量，與DCS顯示風量進行對比。表l顯示了該電廠作為3、4號爐2臺磨煤機一次風量的標定結果，由此可見，兩磨煤機DCS顯示風量都比實際的一次風量偏大一些，且規律基本一致，其實際風環風速應當偏低一些，應當更有利于石子煤的分離。
對于3號爐B磨來說，標定結果排除了由于一次風顯示值小，實際值偏大造成風速偏大而使石子煤無法排出的因素。考慮到熱態試驗測量的準確性，可以認為DCS顯示一次風量數據基本可信，降一次風量試驗時，必須保證有一定的裕量。
4.2 3號爐運行調整
經過一次風量熱態標定，確認一次風量基本可信并排除了一次風量由于顯示問題虛大的情況下，針對3號爐B磨進行了降一次風量的試驗：在允許的調整范圍內，采用逐漸降低風煤比，并降低磨出口溫度的方法，來減少人口風溫，以減少風環風速。共進行了4種工況下的調整，調整結果如表l所示。
4個丁況下各運行了15 h，都沒有石子煤產生，結果表明：運行風量過大不是導致風環風速過高的主要因素。煤量一定的情況下，風煤比降低必須會導致入口風溫的提高，導致入口風比容增加，對風速有反向補償作用。同時入爐煤的外水分大小也會影響一次風量，進而影響到風環的風速。考慮到一次風量顯示值實際上比實際一次風量小，進一步降低人口風溫和入口風量，將會導致磨煤機長期運行在低風煤比的情況下，并給煤粉輸運帶來不安全的因素，并影響鍋爐運行的經濟性。因此，試驗沒有進一步進行，等待有停磨時進行檢查風環通流面積。
5、停磨檢查處理
最先出現嚴重問題的B磨停磨后進行了內部檢查。發現磨煤機簡體和防磨板有較嚴重的磨損，防磨板已經被磨穿，簡體呈現出很深的犁削條痕，主要位于磨煤機噴嘴環上方外側部位，應該為質地堅硬的石子煤對簡體切削形成的。但是噴嘴環還保持非常嶄新的狀態，沒有什么磨損的痕跡。
從庫存的備品對比2臺磨的情況也發現，活動風環的噴口數量與原來風環的一樣，但是每個風環噴口的大小明顯變小了。考察磨風環改造前后的圖紙發現，經過改造后的的風環設計通流面積與改造前的風環通流面積相比，由原來的0.627632 m2減少到改造后的0. 507 259 mz。這樣就使改造后的風環風速提高約1. 237 3倍。本次磨調整試驗的各個工況改前后的風環風速如圖3中所示數。
圖3可以看出，改造后的風環風速大大增加了，且對一次風環風速增加的貢獻遠大于風煤比的對一次風量對風環風速的影響。證實了風環面積減少是引起磨煤機風環風速變化的主要原因。
6、磨簡體磨穿與石子煤量排放量激增的原因
風環風速過高，導致石子煤無法通過風環落入煤斗里，同時由于石子煤比重相對于煤粉大得多，所以也不能被一次風帶走（只有當被磨得粒徑較小才可以），由于離心力作用，會把石子煤甩到風環上部、磨輥外部的空間。由于石子煤硬度和密度都較大，研磨起來要比磨制煤粉電耗大的多，造成電流偏大，同時石子煤研磨的速度很慢，會導致這一部位石子煤有“聚積”效應，對簡體和護板產生嚴重的磨損，最終將磨筒體磨穿。
在磨筒體沒有嚴重磨損前，石子煤根本無法從風環處滑下，因而對風環沒有磨損。當磨煤機筒體嚴重磨損后，筒體與風環的間隙變大，形成一次風短路，通過風環的風量大大減少，就會使石子煤排量逐漸趨于正常。但此時，簡體已經很薄，因此，嚴重磨損的面積會迅速加大，最后導致使石子煤激增。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
7、處理方法
電廠檢修人員對筒體和防磨板進行修補和更換后，繼續投入使用后，又發生石子煤排出量為零、電流增加的現象，但4個月后再次出現石子煤排放從無到有，最后激增的情況，后在磨大修時重新更換了噴嘴環，增大了風環通流面積，石子煤排放量及磨煤機運行恢復正常。
8、結束語
國內發電廠使用磨煤機資料中，國產磨煤機約占40%，另外的60%中有一半是在引進國外機組時配套引進的，一半是從外國公司單獨引進的。綜合看來．現有的磨煤機不管進口的還是國產的都是以國外的技術為基礎制造的。由于火電廠實際煤種絕大多數都與其設計煤種不符，煤種混雜，煤質差異大，再加上實際用煤時，有些電廠還摻燒各類洗中煤和煤矸石等劣質燃料，更增大了煤質的變化幅度，這樣就造成了風環設計與實際煤種的適應性較差。因此，國內大多電廠或多或少都存在石子煤排放量異常的問題。
