随着电力工业的迅速发展，我国投建的电站中300 MW、600MW等大型机组数量越来越多，现役及新建的300 MW以上锅炉机组中，中速磨正压直吹式制粉系统因具有启动迅速、调节灵活、阻力小、单位磨煤金属磨耗小、结构紧凑、系统简单、单位电耗低、爆炸危险性小和噪声低等优点，已得到越来越广泛的应用。但在实际运行过程中，中速磨煤机存在磨煤机着火、磨煤振动大、石子煤多、刮板断裂、磨煤机出力不足、煤粉细度不合格、磨煤机煤粉分配和流速均匀性不良等问题，尤其是石子煤排量问题越来越突出。另一方面排出的石子煤过多会导致将石子煤中夹带的煤粉颗粒过多，磨煤机出力降低，经济性变差；一方面排出的石子煤量过少将使碾磨负荷过大，煤中灰分增高影响煤粉燃烧，更严重的是造成较严重的磨损，引起磨煤机异常震动，给安全生产带来隐患。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
本文结合华北地区某600 MW锅炉机组中速磨石子煤排量异常的现象，分析了石子煤排放异常的原因，总结了电厂运行调整和中速磨风环改造的经验，对今后电厂的运行和磨煤机改造都有实际的指导意义。
1、设备概述
某厂3号炉为某锅炉公司按照从美国引进技术进行设计制造的600MW压临界，一次中间再热，控制循环汽包炉，型号HG-2023/17.6一YM4，单炉膛，n型布置，全钢架悬吊结构，半紧身封闭。采用三分仓回转式空气预热器，平衡通风，摆动式燃烧器，四角切圆燃烧。锅炉设计煤种为准格尔煤。制粉系统为中速磨直吹式系统，配备6台良乡电力设备总厂生产的ZGM123(MPS)磨煤机，6台电子称重式给煤机，BMCR工况下5台运行，1台备用。每台炉配2台沈阳鼓风机厂生产的前弯叶片离心式一次风机，2台离心式密封风机，l台运行l台备用。
2、石子煤排放异常现象
该厂3、4号炉中速磨全部为固定风环，一般每台炉每天排出400—2 000 kg左右的石子煤。2004年底，3号炉B、C、D磨逐渐改造为活动风环，投产后，发现3号炉基本无石子煤排出，且在常用的单台磨50 t／h出力的工况下，对应位置磨的电流比4号炉的磨大10A，燃料相同的4号炉一般每天有400～2000 kg左右的石子煤排出，经过运行调整，3号炉仍无法排出石子煤。这种情况持续了半年时间后，3号炉各磨煤机又开始往外排放石子煤，且排放量从很少逐渐发展到正常，并且超过4号炉的排放量，期间历时两个多月。又过了约1个月，运行时间最长的B磨石子煤排量出现异常增大，每天排出的石子煤量达到10 t左右，此后，C、D磨也陆续出现了石子煤量激增的情况。经检测石子煤中含有大量块状煤和煤粉。
3、原因分析
中速磨煤机运行中，石子煤是通过风环自上而下落至石子煤收集箱，而一次风通过风环由下至上进入研磨区，在风环喉口处流向相反的热风与石子煤进行激烈的碰撞，把大量的密度较小的煤托住或吹起，并把细煤粉分离吹起，通过分离器进入煤粉管道。由此可见，磨煤机风环处风速是磨煤机石子煤分选水平的关键参数，如果风环风速过小，就会有大量的原煤从风环处同石子煤一同排出，反之则石子煤被留在磨煤机内，同原煤一起磨成煤粉，进入锅炉。
通过上面分析可以看出，磨煤机改造后石子煤无法排出的根本原因应当是风环处风速过大。导致风环风速过大的因素可以来自2个方面：进风量过大或风环通流面积过小。为了找出哪一个因素是引起石子煤排量异常的主要因素，进行了降低一次风量的运行调整，但效果很不理想。石子煤排量激增后有了停磨榆修的机会，对磨煤机风环面积进行核算后，确定面积过小是石子煤排量变化的根本原因。
4、运行调整
4.1 -次风量标定
一次风负责磨煤机煤粉的输运及锅炉着火2项任务，运行人员是按DCS上显示的一次风量进行运行调整的，如果一次风量显示值有偏差，就会造成一次风速偏差，特别是DCS显示大，实际风量小的时候，降一次风量很容易使粉管内的一次风速小于18 m/s的限制，而产生积粉，反之，则容易产生一次风量看似控制正常，实际控制偏大的现象。
在降一次风量运行调整前，先进行了一次风量热态的测量与标定试验，即在出粉管上用标定过的BS-I型测速管进行一次风量测量，与DCS显示风量进行对比。表l显示了该电厂作为3、4号炉2台磨煤机一次风量的标定结果，由此可见，两磨煤机DCS显示风量都比实际的一次风量偏大一些，且规律基本一致，其实际风环风速应当偏低一些，应当更有利于石子煤的分离。
对于3号炉B磨来说，标定结果排除了由于一次风显示值小，实际值偏大造成风速偏大而使石子煤无法排出的因素。考虑到热态试验测量的准确性，可以认为DCS显示一次风量数据基本可信，降一次风量试验时，必须保证有一定的裕量。
4.2 3号炉运行调整
经过一次风量热态标定，确认一次风量基本可信并排除了一次风量由于显示问题虚大的情况下，针对3号炉B磨进行了降一次风量的试验：在允许的调整范围内，采用逐渐降低风煤比，并降低磨出口温度的方法，来减少人口风温，以减少风环风速。共进行了4种工况下的调整，调整结果如表l所示。
4个丁况下各运行了15 h，都没有石子煤产生，结果表明：运行风量过大不是导致风环风速过高的主要因素。煤量一定的情况下，风煤比降低必须会导致入口风温的提高，导致入口风比容增加，对风速有反向补偿作用。同时入炉煤的外水分大小也会影响一次风量，进而影响到风环的风速。考虑到一次风量显示值实际上比实际一次风量小，进一步降低人口风温和入口风量，将会导致磨煤机长期运行在低风煤比的情况下，并给煤粉输运带来不安全的因素，并影响锅炉运行的经济性。因此，试验没有进一步进行，等待有停磨时进行检查风环通流面积。
5、停磨检查处理
最先出现严重问题的B磨停磨后进行了内部检查。发现磨煤机简体和防磨板有较严重的磨损，防磨板已经被磨穿，简体呈现出很深的犁削条痕，主要位于磨煤机喷嘴环上方外侧部位，应该为质地坚硬的石子煤对简体切削形成的。但是喷嘴环还保持非常崭新的状态，没有什么磨损的痕迹。
从库存的备品对比2台磨的情况也发现，活动风环的喷口数量与原来风环的一样，但是每个风环喷口的大小明显变小了。考察磨风环改造前后的图纸发现，经过改造后的的风环设计通流面积与改造前的风环通流面积相比，由原来的0.627632 m2减少到改造后的0. 507 259 mz。这样就使改造后的风环风速提高约1. 237 3倍。本次磨调整试验的各个工况改前后的风环风速如图3中所示数。
图3可以看出，改造后的风环风速大大增加了，且对一次风环风速增加的贡献远大于风煤比的对一次风量对风环风速的影响。证实了风环面积减少是引起磨煤机风环风速变化的主要原因。
6、磨简体磨穿与石子煤量排放量激增的原因
风环风速过高，导致石子煤无法通过风环落入煤斗里，同时由于石子煤比重相对于煤粉大得多，所以也不能被一次风带走（只有当被磨得粒径较小才可以），由于离心力作用，会把石子煤甩到风环上部、磨辊外部的空间。由于石子煤硬度和密度都较大，研磨起来要比磨制煤粉电耗大的多，造成电流偏大，同时石子煤研磨的速度很慢，会导致这一部位石子煤有“聚积”效应，对简体和护板产生严重的磨损，最终将磨筒体磨穿。
在磨筒体没有严重磨损前，石子煤根本无法从风环处滑下，因而对风环没有磨损。当磨煤机筒体严重磨损后，筒体与风环的间隙变大，形成一次风短路，通过风环的风量大大减少，就会使石子煤排量逐渐趋于正常。但此时，简体已经很薄，因此，严重磨损的面积会迅速加大，最后导致使石子煤激增。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
7、处理方法
电厂检修人员对筒体和防磨板进行修补和更换后，继续投入使用后，又发生石子煤排出量为零、电流增加的现象，但4个月后再次出现石子煤排放从无到有，最后激增的情况，后在磨大修时重新更换了喷嘴环，增大了风环通流面积，石子煤排放量及磨煤机运行恢复正常。
8、结束语
国内发电厂使用磨煤机资料中，国产磨煤机约占40%，另外的60%中有一半是在引进国外机组时配套引进的，一半是从外国公司单独引进的。综合看来．现有的磨煤机不管进口的还是国产的都是以国外的技术为基础制造的。由于火电厂实际煤种绝大多数都与其设计煤种不符，煤种混杂，煤质差异大，再加上实际用煤时，有些电厂还掺烧各类洗中煤和煤矸石等劣质燃料，更增大了煤质的变化幅度，这样就造成了风环设计与实际煤种的适应性较差。因此，国内大多电厂或多或少都存在石子煤排放量异常的问题。
