华能九台电厂一期工程风扇磨煤机选型计算

华能九台电厂一期工程风扇磨煤机选型计算摘要：文章根据九台煤质资料及制粉系统的要求，依据试磨的相似理论和火规计算，选出能够适应华能九台电厂一期工程2X660MW超临界机组工况要求的风扇磨煤机。关键词：风扇磨煤机；计算；选型中图分类号：TM621.2文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）12-0006-03FM系列风扇磨煤机是长春发电设备总厂继承并发展了德国EVT公司S型风扇磨技术的产品。目前已开发了4个系列、19个型号、装备在65台12.5～300MW燃褐煤锅炉发电机组中，为用户提供了计300余台产品，占国内市场的70%以上。特别是在1992年，成功地为国产第一台300MW燃褐煤锅炉配套了风扇磨煤机。运行情况良好，达到了设计参数，得到了用户的好评。20世纪80年代初开发FM系列风扇磨煤机至今，经过对内蒙霍林河、伊敏、大雁、扎赉诺尔、锡林浩特、元宝山、云南小龙潭、山东龙口等地褐煤的应用，积累了丰富的经验。长春发电设备总厂技术人员经过不断的探索并结合用户的实践经验，完善了磨煤机的结构，极大地便于用户检修。其特点如下：①大门底部耐磨衬板由原挂钩式改为滑道式，便于衬板磨损后更换。②插板伸缩节的插板由原滑动式改为台车式，便于检修。③磨煤机增加匀流盘，使原煤在打击板上的分布区于均匀，提高金属利用率；同时也对后盘轮毂进行保护。④磨煤机的轴承箱由外冷式改为内冷式，减少了运行期间的故障。⑤机壳衬板由原螺纹紧固改为通空螺栓紧固，便于耐磨衬板的更换。⑥轴承箱上增设了振动保护元件，提高了磨煤机的运行安全性。1系统要求1.1锅炉容量及型式①单台锅炉最大出力为：2100t/h；②每台锅炉燃煤量：403t/h（设计煤质）467t/h（校核煤质）；③燃烧器布置方式：8角切向布置④空气预热器型式：2分仓回转容克式⑤理论空气量：设计煤种：4.17Nm3/kg（投标方填写）校核煤种：3.692Nm3/kg（投标方填写）⑥炉膛出口过剩空气系数：1.20⑦进入磨煤机的煤块粒度≤50mm（暂定）⑧风扇磨煤机台数：8台/每台锅炉其中运行磨煤机台数：6台/每台锅炉（BMCR）4台/每台锅炉（50%THA）⑨煤粉细度：设计煤种：R90=40～45%，R1.0=1.5，n=1.0校核煤种：R90=40～45%，R1.0=1.5，n=1.0⑩煤粉水份：设计煤种：x3.255校核煤种：5.09{11}提升压头：1800Pa1.2干燥介质①采用二介质高温炉烟+热风干燥介质温度：高温炉烟：1155℃（BMCR）一次风率：～21%热风：318℃（BMCR），291℃（50%THA）②采用三介质高温炉烟+热风+冷炉烟干燥介质温度：高温炉烟：1155℃（BMCR）一次风率：～21%热风：318℃（BMCR），291℃（50%THA）冷炉烟：140℃1.3煤质资料及分析本期工程燃用煤源拟为扎赉诺尔褐煤为主，见表1：1.4锅炉燃煤量每台锅炉设计煤质403t/h，校核煤质467t/h。2磨煤机选型按照德国经验和国内规定：风扇磨煤机的选型必须经过试磨，然后根据实验所取得的数据进行风扇磨煤机的选型计算。依据《富拉尔基发电总厂№#5风扇磨煤机性能试验报告》-1983年2月的试验数据、结合长春发电设备总厂多年的的设计和实践经验，根据风扇磨煤机的相似理论及所需要的参数，确定本工程所需的风扇磨煤机型号为FM340.1060型。实验数据见表2：见《富拉尔基发电总厂№#5风扇磨煤机性能试验报告》-1983年2月。2.1根据试磨相似理论选型依据S36.50型风扇磨的试验数据，和DL/7466-2002《电站磨煤机及制粉系统选型导则》，根据风扇磨煤机的通风特性可以按离心通风机的理论来对待，即几何相似、不同直径的风扇磨煤机之间其流量系数及压头系数皆分别相等原则：？渍=■=■？着=■D■■=■式中：ф、ε为流量系数和压头系数；Qm为磨煤机的通风量，m3/s；ΔPm为磨煤机进出口全压差，Pa；ω2为打击轮外缘线速度，m/s；n为打击轮转速，r/min；Am为打击轮外缘面积，m2，A2=？仔d2B；Dm为打击轮直径，m；ρ为气体密度，kg/m3。B为打击轮有效宽度，m；不同直径、几何相似的磨煤机其通风量和压头之间存在如下关系：■=■■=■=■依据上述公式可得出FM340.1060型磨煤机基本参数：提升压头：△Pm=1749Pa（120℃）通风量：Qm=195740m3/h当通风量为150000m3/h时：风量降低系数：fQ=150000/195740=0.766查风量-压头变化曲线得出压头提高系数：fH=1.1在150℃下的磨煤机提升压头为：△P=1749×1.1×（273+120）/（273+150）=1787Pa得出风量-压头变化曲线，如图1所示。以上计算依据于DL/7466-2002《电站磨煤机及制粉系统选型导则》。2.2根据火规计算选型依据《火力发电厂制粉系统设几何计算方法》，含粉时磨煤机提升压头修正系数按下式计算：Kμ=1-0.28μ式中：μ为磨腔内煤粉浓度，kg/kg，按下式计算：μ=■BM为磨煤机原煤出力，kg/h；QM为磨煤机通风量，m3/h；ρ为20℃下空气密度，可取ρ=1.2kg/m3；KC为磨煤机内煤粉循环倍率，按下式计算：loglnKC=D+■logln■式中：D、C为与可磨性指数有关的常数，当HGI由45变到80时，C值取0.65～0.84，D值取0.069～-0.6033，按内插法计算。n为煤粉均匀性系数，根据分离器结构型式不同，n可取0.8～1.1。根据DL/T5145-2002，如选用FM340.1060磨煤机时的通风量为106000m3/h，提升压头为2480Pa（120℃）。①考虑磨损和大气压的修正，磨煤机的提升压头为：ΔPm=2480×0.95×99.4/101.3=2311.8Pa②在一次风率21%时（标书要求），在采用6+2时的磨煤机出口通风量为150000m3/h（150℃时），磨煤机的提升压头为：ΔPm=2480×0.76=1884.8Pa③考虑煤粉浓度对磨煤机提升压头的影响：磨腔内煤粉浓度：本磨：μ1=（77800×1.46）/（150000×1.2）=0.631kg/kg系列表中：（FM340.1060）：μ2=（57000×1.46）/（106000×1.2）=0.654kg/kg本磨的提升压头为：ΔPm=1884.8×（1-0.28×0.631）/（1-0.28×0.654）=1899Pa④换算至150℃下的提升压头为：1899×（273+120）/（273+150）=1764Pa以上计算依据于《火力发电厂制粉系统设几何计算方法》（中国电力出版社1992年2月）。结合选型计算一及选型计算二的结果看，两种计算方式的提升压头数值非常吻合，说明磨煤机的选型是正确的。磨煤机的设计参数为：磨煤机型号：FM340.1060磨煤机台数：6+2磨煤机出口通风量：150000m3/h（150℃）磨煤机提升压头p：1760Pa磨煤机最大出力：77.8t/h实验数据见表3。见《FM340.1060型风扇磨煤机性能考核试验报告》-1996年1月。3结语FM340.1060型风扇磨采用5+1的运行模式，用于双辽电厂4x300MW电站中。经过10几年的运行考核，完全达到了设计指标。在设计煤质时，长期采用的是4+2的运行模式，磨煤机的出力余度较大，磨煤机最大出力达到76t/h。由此可见，在本工程上选择FM340.1060型风扇磨是没有问题的。参考文献：[1]DL/T5145-2002，火力发电厂制粉系统设计机计算技术规定[S].[2]DLT466-2004，电站磨煤机及制粉系统选型导则[S].[3]DL/7466-2002，电站机及制粉系统选型导则[S].