磨煤机钢球改型节能降耗研究

125A 左右
1、电流<100A。降低 18%-25%。 2、装球量对应电流（标况下）约为： 2.1 装球量 50 吨，电流 100A。 2.2 装球量 48 吨，电流 96.7A。 2.3 装球量 46 吨，电流 94A。 3、综合磨煤机出力、煤粉细度、响应速度等，设 计时考虑合理节电状态，更加优化磨煤机响应 速度。（根据电厂要求及时调整）
改型后
1、钢球改型前煤粉细度 R90、1、钢球改型后煤粉细度 R90≤
12%-15%。
10%。
煤耗 2、全年两台机组发电(2010 年 2、全年两台机组发电(2010 年实
分析 实际统计)40 亿/kwh。
际统计)40 亿/kwh。
3、购煤价格(平均价格)500 元/ 3、购煤价格(平均价格)500 元/
3、上网电价 0.42 元/度。
4、全年电耗费用约 324.6 万。 4、全年电耗费用约 244 万。
1、改型前年电耗费用约 324.6 万。 电耗 2、改型后年电耗费用约 244 万。 总结 3、单台磨煤机全年可节省电耗费用约 324.6 万 - 244 万=80.6
万元。
4.3 煤耗方面 改型前
参考文献 ［1］王凯，李书元.新材料钢球及钢球级配技术在电站锅炉上的应 用［J］.山东电力技术，2010(6)：66-69 ［2］刘玉海.钢球质量对磨煤机出力和经济效益的影响分析与探讨 ［J］.电站辅机，2002(3)：36-38 ［3］许润，裘迅斌，傅海浩.火力发电厂钢球磨机节能优化控制及实 现［J］.软件，2010(8)：56-57 ［4］韩庆瑶，袁兴华.钢球磨煤机的应用及改造［J］.煤炭科学技术， 2007(5) ［5］刘鸿.钢球磨煤机钢球筛选新技术的研究与应用［J］.电站系统 工程，2011(2)：66-67
2011 年 2 月煤质化验：
全水 外在 内在 含硫 分 水分 水分 量
灰分
挥发 分
固定 碳
高位 热值
低位 热值
3 号炉 12.81 8.47 4.34 0.59 22.50 24.62 39.89 20.19 19.26
4 号炉 12.76 8.43 4.32 0.61 22.61 24.33 39.21 20.08 19.18 3.3.3 磨煤机运行情况 磨煤机运行参数
1.引言 钢球磨煤机在我国火力发电机组中得到了较广泛的应用，钢球磨 煤机煤种适应性广，运行安全可靠，维修方便。 但其金属耗量大，制粉 电耗高。据统计，钢球磨煤机一般每磨制 1t 煤钢球的磨损为 300~350g， 个别磨煤机甚至更高，加上磨煤机衬板的磨损，总的金属磨损与所磨制 煤的比例通常约高达 0.5‰ 。根据国务院积极加快建设节约环保型企 业的要求，国家已将火力发电厂节能降耗、加强环境保护工作提到新的 战略高度。节能降耗已成为各大发电集团对下属电力企业适应新形 势、降低发电成本、提高企业竞争力的重要要求和考核手段。使用钢球 磨煤机制粉系统的电厂，每年消耗大量的钢球和电能。在厂用电率中 占据相当大的比重。在钢铁材料价格不断上涨，能源日趋紧张的情况 下，钢球的消耗问题及磨煤机的节能降耗已经引起高度重视。 2.磨煤机钢球改型目标 经过对某电厂磨煤机的项目实施经验，收取了全部过程中各方面 大量的数据，经过不断的分析，更深的了解了该厂磨煤机的各项运行情 况。本次设计、计算出的方案，目的是在于稳定磨煤机出力、优化磨煤 机响应速度、优化煤粉细度的情况下，尽量的降低磨煤机电流，提高磨 煤机破碎、研磨能力，并且考虑锅炉燃烧需要，整体改型设计主要有 4 个思路和目标： 1）关注于减少磨煤机钢球的装球量，降低磨煤机电耗，减少磨煤机 的机械损耗。 2）关注于稳定、优化磨煤机出力。 3）关注于提高煤粉细度，降低发/供电煤耗。 4）关注于整体锅炉合理燃烧优化的整体调整。 3.整体改型方案介绍与实施步骤 3.1 设计思路 通过使用超高铬稀土钢球，降低钢球球耗，减少钢球耗球量，优化 磨煤机内钢球的破碎力，研磨力；合理的调整磨煤机内各直径钢球的比 例，减少磨煤机钢球的装载量，使磨煤机电流下降，煤粉细度更加稳定， 并得到一定优化，从而降低电耗、稳定煤耗；合理的调整磨煤机内各直 径钢球的比例，使煤粉细度得到优化，有利于低负荷锅炉燃烧稳定；合 理的调整磨煤机内装球量、各直径钢球的比例，提高磨煤机的响应速 度。 每台磨煤机在钢球初装时，将余下 2-4 吨，在改造试运行过程中， 按照整体情况实际调整。如果整台炉的钢球改型，调整后每台磨煤机 的装球量、配比也完全一样，但以稳定磨煤机的出力以及煤粉细度为基 础。 3.2 关于钢球与衬板 （1）钢球对衬板的影响：钢球对衬板的损坏主要体现在，因磨煤机 内使用大直径（Φ80 以上）的钢球，对衬板的撞击力过大而造成损坏，通 常会发生破碎、掉落等情况，所以使用正常规格范围之内的钢球是不会 对衬板造成损坏的。 （2）低负荷运行时，如进煤量未能及时调整，造成磨煤机内部存煤 量过少时，部分钢球直接与衬板摩擦，使衬板磨损加大，但只要在低负 荷时合理使用主力、备用磨，及时调整进煤量，便可避免该情况。 （3）实际运行中衬板的磨损主要是物料磨损、风煤磨损等，磨煤机 正常运行的情况下，钢球与衬板间、钢球与钢球间都存在物料，并不直 接接触衬板与衬板产生摩擦。由于大直径钢球的减少,对衬板的冲击 损耗降低。另外，总装球量的减少,钢球直接接触衬板的频率减少。 3.3 钢球改型方案 3.3.1 超高铬稀土磨球质量 磨球材质：
1、需要考虑煤种、煤质情况，在同等情况下超高铬稀土磨球的 球耗要低于普通高铬、中铬、低铬钢球 40%-70%。 2、实际运行中超高铬稀土磨球耐磨性均匀，磨球的表层与心部 球耗 的耐磨性尽可能一致，磨损过程中磨球直径的减小值与球磨机 总结 运转小时数基本呈直线关系。同时耐磨性高。发生破碎、变形 的情况会大幅度减少、降低，破碎率: 0.5% ，因此而加长了钢球 的使用寿命，在使用效益上会有所提高。 3、单台磨煤机钢球改型前后全年补加钢球费用基本持平。
吨。
吨。
1、按照提高 1%计算，通常可以降低飞灰可燃物含量 1%，提高
煤耗 总结
锅炉效率 0.3%-0.4%，降低供电煤耗约 1.1 克/kwh。 2、年节约燃煤约 3300 吨。 3、单台磨煤机全年可节省燃煤费用约 3300 吨*500 元/吨=27.5
万元。
4.4 节能减排 按照燃烧一吨标煤排放二氧化碳 2620kg，二氧化硫 8.5kg，氮氧化 物 7.4kg 计算，全厂其余 6 台磨煤机钢球全部改型后，全年可减少二氧 化碳气体排放量 8646 吨、二氧化硫气体排放 28 吨、氮氧化物气体排 放 24 吨。 4.5 减少维护工作量 降低了补加球工作量。磨煤系统磨损，随着负载的减小，传动设备 （大小齿轮副、轴瓦和减速机等）的运行可靠性得到提高，使用寿命将延 长。 4.6 厂用电率 改型前厂用电率 9%。 改型后厂用电率根据计算预计约 8.7%。 4.7 减少了磨煤机低负荷运行过程中的机械热，有效地降低了磨煤 机的内部温度，解决低负荷运行时磨煤机内部易着火的难题。 5、结束语 本次钢球改型方案取得了良好的效果，达到了节能降耗的目的。 钢球质量的优劣，对磨煤机的出力和经济效益方面的影响是非常重要 的。因此，选择质量优良的钢球是提高磨煤机工作效率，节能降耗，保 证制粉系统安全、稳定、高效运行的重要途径。
改型前
改型后
球耗 分析
1、原使用钢球球耗约 120g/t。 2、单台磨年补加球约 30 吨。 3、原使用钢球价格：8500 元/ 吨。 4、全年钢球费用约 27 万。
1、超高铬稀土磨球平均球耗约 60g/t。 2、单台磨年补加球约 10 吨。 3、超高铬稀土磨球价格：16800 元/吨。 4、全年钢球费用约 27 万。
实际平均电流
ຫໍສະໝຸດ Baidu
125A
实际平均出力
48t/h
实际装球量
60t-70t
煤粉细度 R90
3.3.4 根据电厂数据计算、设计方案
改型前
改型后分析
12%-15%
装球量
60t-70t
设计装球量 46-50t，降低 18%-28%。重新调整 钢球配比。
出力
电流
煤粉 细度 球耗
48t/h 稳定前出力 48t/h，调整至 50t/h。
品种
C
超高铬 稀土磨球
>2.0%
磨球机械性能：
品种
Cr 19.5%-22.5%
硬度：HRC
P <0.1%
S
Si、Mn
<0.1% ≤1%
金相组织
超高铬稀土磨球 洛氏硬度平均>60HRC Martensite+Carbide
超高铬稀土磨球的硬度表里一致，其洛氏硬度平均＞60HRC，硬度 差 1 个单位，破碎率≤0.5%。
4.2 电耗部分：节电量 25% 改型前
改型后
1、钢球改型前的平均运行电流 1、钢 球 改 型 后 预 计 电 流 下 降
约 125A。
25%左右(94A)。
电耗 2、全年运行 7000 小时(2010 年 2、全年运行 7000 小时(2010 年
分析 实际统计)。
实际统计)。
3、上网电价 0.42 元/度。
（上接第 150 页） ［2］张明圣.主要制冷空调产品季节性能源效率评价方法标准的分
析［J］.制冷与空调,2009(2):7 ［3］Yuanxia wang,Jianghong wu,Hongqi li.Survey of Residential
Air-Conditioning-Unit Usage Behavior under South China Climatic Conditions. Electric Information and Control Engineering,2011:2711~2714
科技信息
高校理科研究
磨煤机钢球改型节能降耗研究
华北电力大学控制与计算机工程学院 杜鸿海
［摘 要］当前，国家已将火力发电厂节能降耗、加强环境保护工作提到新的战略高度。使用钢球磨煤机制粉系统的电厂，每年消耗 大量的钢球和电能，在厂用电率中占据相当大的比重。在钢铁材料价格不断上涨，能源日趋紧张的情况下，钢球的消耗问题及磨煤 机的节能降耗已经引起高度重视。本文通过收取了电厂各方面大量的数据，经过不断的分析与实践对磨煤机钢球进行改型设计，达 到了节能降耗的目的。 ［关键词］磨煤机 钢球 节能降耗 改型
3.3.2 煤质入炉分析 2011 年 1 月煤质化验：
全水 分
外在 水分
内在 水分
含硫 量
灰分
挥发 分
固定 碳
高位 热值
低位 热值
3 号炉 11.66 7.95 3.72 0.75 28.07 23.84 36.43 18.41 17.52
4 号炉 11.39 7.91 3.49 0.66 28.59 23.44 36.85 18.38 17.48
R90: R90：≤12%，同等煤种、煤质情况下，煤粉细度 12%-15% 小于原细度。
120g/t 60g/t，钢球寿命提高约 2 倍
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科技信息
高校理科研究
3.4 实施步骤 （1）对入厂的钢球进行验收，称重、验收材质。 （2）做好装填前准备工作，将磨煤机清空，检查衬板等内部情况，并 对磨煤机甩出钢球进行称重。 （3）协助装填新球，初装球运行 168 小时之后，根据运行情况进行 调整配比或补加球。 （4）钢球改型中适量调整了小球的应用。磨煤机对小煤粒的碾磨 能力增加，同时考虑对较大煤块或煤矸石等难以破碎的物体的破碎能 力。在运行一段时间后参考实际煤质可能需要调整配比。在运行的时 候利用备球进行配比的调整。 （5）初装球后较短时间，磨煤机的出力有可能发生减小。一般在 5-8%以内，但经过运行一段时间后钢球磨光，有效接触面积增加，磨煤 机的出力会随之增加并稳定。因此改型后的试验需要在钢球充分磨合 后进行，正常工况下磨合期 5-7 天。 （6）记录磨煤机运行数据。 （7）初装球后需要测试极限出力，观测出口风压得出是否堵磨，装 入极限出力的煤量，稳定运行一定时间。记录、观测、分析数据。 （8）试验期内提供尽量好的煤种，防止出力下降波动导致达不到大 负荷要求。之后由于煤质变化较大，可能会出现磨煤机电流变化的情 况，变化趋势与未改型磨煤机相同。 （9）根据试验期的记录，结合磨煤机的运行情况进行分析总结。 （10）根据运行情况适当调整钢球配比、装球量。 （11）调整后试运行 3-5 天。记录调整后空载电流数据。记录不同 工况下的电流、出力、风量、风压、煤粉细度等数据，记录调整前后相同 工况下的数据对比。 （12）根据试运行 3-5 天的记录、观察，进行分析，结合磨煤机运行 情况整体分析，确认稳定运行。 4、经济效益分析 4.1 球耗部分