制粉系统运行优化与常见故障处理实践研究

0 引言

在煤粉炉的整个生产链条中，制粉系统承担着将原煤磨制成合格煤粉的关键任务，被誉为锅炉的“消化系统”。其运行状态的好坏，直接决定了入炉煤粉的质量（细度、均匀性、湿度），进而对炉内燃烧的稳定性、完全性以及污染物生成量产生决定性影响。同时，制粉系统也是厂用电的消耗大户，其电耗可占厂用电的 20%～30% ，因此，其运行经济性对降低全网供电煤耗至关重要。目前，国内许多热电厂，特别是中小型机组，仍大量配置钢球磨煤机中储式制粉系统。该系统虽然具有运行可靠、适用煤种广、检修维护方便等优点，但也普遍存在设备陈旧、运行方式粗放、自动化水平不高的问题，导致制粉单耗（每制一吨煤粉所消耗的电量）居高不下，且系统故障频发，如断煤、堵煤、自燃爆炸等，严重威胁机组的安全运行。

1 中储式制粉系统运行中存在的主要问题

通过对本车间及同类型机组运行状况的调研分析，中储式制粉系统主要存在以下几类问题：

1.1 制粉单耗偏高，经济性差

制粉单耗是衡量制粉系统经济性的核心指标，其值等于制粉系统所有设备（磨煤机、排粉机、给煤机等）的总耗电量与制粉量的比值。导致单耗高的原因复杂，主要包括：

钢球装载量与配比不合理：钢球磨损后未能及时补充，或只补大球不补小球，导致磨煤机内冲击与研磨能力下降，出力降低，为维持粉位不得不延长运行时间，造成电耗浪费。

通风量调节不当：通风量过小，磨煤机内合格的煤粉无法及时被带出，导致“重复研磨”，效率低下；通风量过大，则会使粗粉分离器效果变差，煤粉细度不合格，且排粉机电耗急剧上升。

运行方式不经济：磨煤机长期在低负荷下运行，“大马拉小车”现象突出。未能根据煤种和粉仓料位变化及时调整运行台数，实现经济调度。

1.2 煤粉质量不稳定

煤粉细度（R90）波动大：煤粉过粗，则燃烧不完全，机械未完全燃烧损失（q4）增加；煤粉过细，则制粉电耗显著升高，且有自燃爆炸的风险。细度波动主要与通风量、粗粉分离器挡板开度、原煤粒度及可磨性变化有关。煤粉水分控制不佳：原煤水分过高而磨煤机入口风温过低，会导致煤粉潮湿，易在系统内沉积造成堵塞，且不利于着火；入口风温过高，则有引燃原煤的风险。

1.3 系统常见故障与安全隐患

断煤与堵煤：给煤机断煤或原煤仓/落煤管堵煤，是制粉系统最常见的故障。会导致磨煤机“空磨”，筒体内钢球直接撞击衬板，产生巨大噪音和振动，严重时损坏设备。

石子煤排放异常：对于配有热风送粉的系统，若粗粉分离器下部的锁气器动作不正常或石子煤斗堵塞，会造成大量煤粉进入石子煤系统，导致有用燃料的损失，甚至引发环保问题。

系统漏风：制粉系统在负压下运行，法兰、人孔门、锁气器等处的漏风是普遍现象。漏风会恶化干燥条件，降低磨煤机出力，增加排粉机电耗，是导致经济性下降的“隐形杀手”。

自燃与爆炸：煤粉是易燃易爆物质。系统内局部积粉，在高温表面或遇到火花时，极易发生自燃甚至爆炸，是制粉系统最严重的安全威胁。

2 制粉系统运行优化关键技术措施

2.1 优化钢球装载与通风，提升研磨效率

钢球优化配比与定期添加制度：

确定最佳钢球装载量：根据磨煤机型号和常用煤种，通过试验确定最

佳钢球装载量，通常装载量应占筒体容积的 20%～30% 。

优化钢球级配：定期清仓筛球，剔除磨损过度的碎球和小球。补充新球时，严格按照既定级配（如 Φ60:Φ50:Φ40=3:4:3 ）进行，保证足够的冲击力和研磨面积。

建立定期补球制度：根据运行时间或磨煤量，严格执行定期补球制度，避免因钢球磨损导致出力下降。

2.2 优化通风量与干燥出力匹配：

控制最佳通风量：通过调整再循环风门开度，将磨煤机入口负压和出口温度控制在最佳范围内。通风量的调整应以“磨煤机出口差压”和“煤粉细度”为主要判断依据，寻求出力和细度的最佳平衡点。

精细控制磨煤机出口温度：根据煤种的挥发分严格设定出口温度上限（如无烟煤不受限，烟煤 :<80^∘C ，褐煤 <70‰ ）。在保证安全的前提下，适当提高出口温度有利于煤粉干燥，降低煤粉湿度，改善燃烧。

2.3 实施经济煤粉细度运行

煤粉经济细度是指使制粉电耗和 q4 损失之和为最小的细度。通过燃烧调整试验，确定不同煤种、不同负荷下的经济细度值（R90）。运行中，通过调整粗粉分离器折向挡板开度和系统通风量，将煤粉细度稳定在经济区间内，实现全局最优。

3 常见故障诊断与应急处理实践

3.1 给煤机断煤/堵煤

现象：磨煤机出口温度急剧升高，磨煤机电流下降、响声异常（钢球撞击声），一次风压波动。

处理：立即停止给煤机，关小热风门，开大冷风门或再循环风门，控制出口温度不超限。组织人员敲打落煤管或从原煤仓插煤孔进行疏通。严禁在断煤情况下长时间“空磨”运行。

3.2 磨煤机满煤

现象：磨煤机出口差压增大，电流升高（负载加重），出入口冒粉，磨煤机本体噪音沉闷。

处理：立即减少给煤量或停止给煤，加大通风量将积粉吹出。严重时需停磨处理。

3.3 系统自燃爆炸的预防与处理

预防：严禁在系统内存在积粉；严格控制磨煤机出口温度在规程规定范围内；定期检查消防蒸汽或 CO2 灭火系统完好备用；及时清除运行中的各类自燃点（如煤粉仓死角、设备附近积粉）。

处理：一旦发生自燃，应立即紧急停运制粉系统，关闭所有风门挡板，隔绝空气，并迅速通入消防介质进行灭火。切忌在未隔绝空气前用水扑救。

4 结论

中储式制粉系统的优化运行是一项精细化管理工程。实践证明，通过科学的钢球配比、精准的通风调整、经济细度的控制以及规范的操作和故障应急处理，能够充分挖掘老式制粉系统的节能潜力，显著提升其安全经济性能。其核心在于将传统的“经验驱动”运行模式转变为“数据与理论指导下的精细化”运行模式。作为一线技术人员，必须深刻理解系统内各参数的内在联系，勤于调整、善于总结，才能驾驭好这套“能耗大户”，为企业创造实实在在的经济与安全效益。

参考文献

[1] 王世昌. 钢球磨煤机中储式制粉系统节能优化研究与应用[J]. 华东电力, 2020, 48(4): 112-116.

[2] 曹建宗, 李永华, 董建勋. 电站锅炉煤粉制备与计算[M]. 北京: 科学出版社, 2013.