【摘要】：
随着我厂磨煤机市场的不断扩大，我厂生产的MPS-HP-II型中速磨煤机已涉及到电厂、钢厂、水泥、化工厂等多个领域。本文简述了钢厂、水泥行业制粉喷煤系统及中速磨煤机在两个行业上的应用,介绍了中速磨煤机在正压系统（电厂）和负压系统（钢厂、水泥厂）结构设计上的不同之处。
引言：
近年来随着中国优质炼焦煤资源的日渐匮乏，导致焦炭价格持续上涨，焦炭与高炉喷吹煤相互替代经济效应越来越明显，为了降低生产成本，高炉喷吹煤技术在钢铁冶炼工艺环节的地位日益提高，在节约钢铁行业冶炼成本等方面，扮演着越来越重要的角色。煤粉喷吹技术同样能够应用到水泥行业，煤粉作为加热热风炉的燃料，再提供热源的同时，煤粉燃烧后的粉灰与生产水泥的矿粉有机的结合在一起，改变了水泥的化学属性，使水泥的强度和抗腐蚀性大大提高。随着制粉喷煤技术的发展，MPS-HP-II型中速磨煤机以其占地面积小、低电耗、检修方便等优点，在钢厂、水泥行业得到了广泛的应用，作为两种行业制粉系统中的基石，MPS-HP-II中速磨煤机的重要性不言而喻。
我厂自2005年至今已经有多个MPS-HP-II型中速磨煤机在钢厂、水泥行业的应用实例，运转良好，各项指标均达到设计要求。下面以首钢迁钢MPS180HP-II中速磨煤机项目和日照水渣MPS190HP-II中速磨煤机项目为例简述制粉喷煤系统。
1.1 首钢迁钢项目制粉喷煤系统
炼铁的主要化学方程式为3C+2Fe2O3==4Fe+3CO2，作为C的部分替代品煤粉能够参与到炼铁中来，由此高炉煤粉喷吹技术应运而生，它的的发展初始阶段全部采用无烟煤做喷吹燃料，因为喷吹煤粉替代焦炭主要用到的是煤炭中的固定碳元素，100%采用无烟煤喷吹正好迎合了这样的需求和想法，所以大多数钢厂都采用无烟煤。由于氮气惰化技术的应用能够防止煤粉爆炸，增加了喷煤系统的安全性，为烟煤作为喷吹材料做到了技术上的保证，因此迁钢项目采用的就是无烟煤和烟煤的混煤，下面简单介绍一下首钢迁钢项目制粉喷煤系统。
图1 首钢迁钢项目制粉喷煤系统
1.1.1 原煤及煤粉流动路径
首钢迁钢项目属于炼铁喷煤系统，如图1，原煤（无烟煤和烟煤）由运煤天车装进原煤斗，经过皮带按比例调配后（经调配后的混煤的化学成分达到磨煤机设计煤种的要求）输入到原煤仓，到达原煤仓之前的混煤需经过去木块、铁块等处理。原煤仓里的混煤经由给煤机（通过调节皮带转速改变给煤量）定量的加入到中速磨煤机里。经磨煤机研磨的煤粉被布袋除尘器收集，经过振动筛到达煤粉仓（振动筛的作用是去除煤粉中的杂质）。煤粉仓里的煤进入煤粉输送罐，之后输送罐里煤粉被氮气罐里的压缩氮气输送到高炉燃烧。
1.1.2 气体路径
钢厂制粉系统属于负压系统，干燥气体通过排粉风机循环或非循环利用。首钢迁钢项目的干燥气体属于非循环利用，干燥气体来自高炉,气体直接参与加热炉燃烧后生成高温混合气体。混合气体进入中速磨煤机对煤粉进行干燥，形成风煤混合物，经由布袋除尘器滤掉其中的煤粉，剩余气体经排粉风机排到大气中。
1.2 日照水渣项目制粉喷煤系统
图2 日照水渣项目制粉喷煤系统
日照水渣项目属于水泥行业制粉系统，如图2，该系统与日钢首钢迁钢项目的工艺流程大致相同,不同的是这个系统中煤粉仓里的部分煤粉参与了加热炉的燃烧，另外干燥气体来源也不相同，本系统干燥气体来自大气,空气被送风机送到加热炉参与煤粉在加热炉的燃烧后生成高温混合气体。混合气体干燥中速磨煤机中的煤粉后，经过布袋除尘器滤掉煤粉，剩余气体经排粉风机排出。排出的气体与送风机输送的空气混合后继续进入加热炉燃烧加热，从而达到循环利用的目的。
1.3 迁钢项目与日照水渣项目系统对比
通过图1、图2比较可知：首钢迁钢项目煤粉路径终端是炼铁高炉，主要是为高炉提供C元素用于炼铁，高炉炼铁产生的高炉煤气可直接经过加热炉燃烧，用于提供干燥煤粉的高温气体。
日照水渣项目煤粉路径终端是热风炉，煤粉燃烧只是为了加热热风炉，为干燥生产水泥用的矿粉提供热源。而热风炉作用和加热炉作用相似，不能提供高炉煤气，所以水渣项目需要送风机将风吹进加热炉，并且加热炉需要加入煤粉进行燃烧，从而提供干燥煤粉用的混合气体。为了减少热量损失，从排粉风机排出的气体(含有大量热量)又被重新利用，这样虽然能够降低成本，但是由于由排粉风机排出的气体中含水量比较高，所以对中速磨煤机的干燥出力及煤粉含水量都有一定的影响。
通过对两个项目的比较，加深了我们对钢厂、水泥行业制粉喷煤系统的了解，两个系统同属负压系统，虽然有一定差别，但磨煤机在两个系统中的位置和作用都是相同的。
2 中速磨煤机在钢厂系统中的优化设计
通过以上对钢厂、水泥行业制粉系统的分析，中速磨煤机在系统中处于一种负压状态，磨煤机在这种系统中的设计有别于正压直吹系统，根据负压系统的特点，我们可以从以下三个方面进行优化设计，分别是分配器、密封风系统、下架体排渣箱。
2.1 分配器
钢厂、水泥行业制粉系统大多数为仓储式，即把煤粉储存在粉仓里，不涉及到煤粉输出均匀性问题，所以中速磨煤机在钢厂系统中一般没有分配器，而用过渡节替代。以静态分离器为例，过渡节结构如图3所示。
电厂大多数为直吹式系统，需要多个输粉管道将煤粉输送到锅炉里燃烧，相应的分配器就要有多个出粉管，如图4所示。另外在分配器出粉口处配有气动闸板阀，在中速磨煤机停机或者锅炉检修时将闸板阀关闭，在中速磨煤机运行时在打开，钢厂出粉口则无闸板阀。
2.2 密封风系统
电厂系统的中速磨煤机密封风系统为集中供风，一台炉配两台密封风机，两台密封风机一备一用。中速磨煤机需要密封的部件有磨辊、下架体密封环、拉杆，其中磨辊和拉杆需要密封风量占总密封风量的70%，剩余30%为下架体需用的密封风量。由于电厂是正压系统，磨煤机内部是正压，所以对密封风的要求比较严格，经过大量运行实验表明密封风与一次风的压差为4kPa时比较安全（设计值为2kPa），所以现在电厂风机的选型余量比较大，一般在设计值的1.5倍左右。
钢厂、水泥行业的制粉系统是负压系统，密封风系统为一对一式供风，每台磨煤机配一台密封风机。由于磨煤机内部是负压，煤粉不会从下架体密封环与磨盘之间的间隙处溢出，所以下架体密封环处不需要通入密封风进行密封，这样就省去每台磨煤机需要密封风量的30%，同样省去通往下架体密封环处的密封风管道，另外密封风与一次风的压差达到2kPa就能满足磨煤机的正常使用。
2.3 排渣箱
电厂用煤的煤质比钢厂、水泥行业的用煤煤质要差，煤矸石含量比较多，中速磨煤机运行过程中排渣量比较大，所以电厂用中速磨煤机的排渣箱体积较大，结构较复杂，如图5所示。在下架体排渣口与排渣箱之间有气动闸板阀，闸板阀在磨煤机运行过程中常开。排渣箱下方有排渣口，同样装有气动闸板阀。
钢厂、水泥行业用煤大多数为无烟煤、烟煤等，煤质好、煤矸石较少，所以中速磨煤机运行过程中排渣量比较小，排渣箱体积相应的也比较小、无闸板阀，如图6所示。
图5 图6
中速磨煤机在钢厂的设计注意以上几个方面,每台磨煤机可以减少6个以上闸板阀、节省钢材500Kg左右，同时简化了排渣箱加工工艺，达到了减少成本、优化设计的目的。
3 结束语
本文简单叙述了钢厂、水泥行业制粉喷煤系统，以及中速磨煤机在两个行业上的设计情况，通过加深对两个系统的了解，提高我们在负压系统中对中速磨煤机的选型、结构设计、技术服务及检修等多方面的技术水平。
参考文献：
[1]《高炉喷煤技术——冶金行业职业教育培训规划教材》
[2] 赵仲琥 张安国 王文元 梁辉. 《火力发电厂制粉系统设计及计算规定》中华人民共和国国家经济贸易委员会 2002年4月27日发布。
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