该项目所属电力行业燃煤火力发电领域，主要针对燃煤电厂煤粉锅炉及其附属设备中速磨煤机运行中存在的石子煤量高，磨煤机局部磨辊支架磨损严重，锅炉运行运行飞灰含碳量高的问题进行了研究并现场应用

中速磨煤机制粉系统存在着石子煤量大，磨煤机局部磨辊支架磨损较严重的问题，是一直困扰电厂的问题，虽然有人研究过，得出是由于风环喷口风速不均引起，但没能找出引起风环喷口风速不均的真正原因，也没有有限手段解决中速磨煤机存在的该问题。本项目通过现场试验，理论分析并结合CFD数值模拟计算研究，得出引起该问题的主要原因为中速磨煤机旋转动环的旋转速度矢量与进入一次风室内的风速矢量叠加导致了风环喷口风速的不均匀性，喷口风速较高的地方引起磨煤机局部的严重磨损，而风环喷口风速较低的地方，则会引起石子煤的升高。根据中速磨煤机风环喷口风速不均的问题，从磨煤机的一次风室入手，通过CFD数值模拟分析软件分析研究，得出两种不同的改造方案

方案一：将现有中速磨煤机的一次风单入口进风方式改为双入口切向进风方式后，不仅能够消除整个风环喷口的不均匀现象，同时使得磨煤机差压明显降低，对于制粉系统节能有明显效果，但由于电厂制粉系统普遍已经布置得非常紧凑，如果将原入口风道改为双切向入口型式，空间上是否可行需要具体讨论，但对于新建电厂或水泥厂等行业，可以考虑将磨煤机的入口的一次风道采用双切向通道方式

方案二：在磨煤机一次风室内，风环下部加装导流片，使得一次风室的流场进行重新组织，风环喷口风速均匀性得到改善，同时对风环喷口截面积进行优化，现场实施应用后，解决了中速磨煤机存在的局部磨损严重和石子煤偏高的问题

基于中速磨煤机流场新技术研究的基础上，对锅炉运行中存在飞灰含碳量高，锅炉热效率低的问题，同时伴随较严重的高温腐蚀研究了研究。通过分析，主要由于磨煤机为了降低石子煤量，提高一次风速，一次风率偏高，二次风率则降低，同时为了控制NOx排放，脱硝入口NOx控制较低，使得炉内风量分配出现混乱，主燃区氧量较低，煤粉燃尽率较差，飞灰含碳量升高，CO浓度较高，同时水冷壁区域出现较严重的还原性气氛，使得水冷壁出现严重的高温腐蚀

在磨煤机流场优化改造的基础上，通过降低一次风速，提高磨煤机出口温度，同时对炉膛内的二次风配风进行重新组织，将脱硝入口NOx浓度由160～180mg/m3适当提高至230～250mg/m3，通过将主燃区的氧量提高，同时降低水冷壁区域的还原性气氛，对缓解水冷壁高温腐蚀能够起到明显的效果，同时在该基础上，通过燃烧优化调整，增加运行氧量和主燃区的氧量，使得飞灰含碳量由5%以上降低至2%的水平，CO浓度由3000ppm降低至100ppm以内，锅炉燃烧效率提高，节能效果明显

通过以上研究并现场实施应用后，解决了大唐临清公司存在的磨煤机石子煤排放量大，磨煤机局部磨损严重的问题，同时降低飞灰含碳量和CO浓度，锅炉效率显著提高，水冷壁高温腐蚀得到缓解，综合效益比较显著

该项目涉及关键技术如下

（1）提出将现有中速磨煤机的一次风单入口进风方式改为双入口切向进风方式，能够消除整个风环喷口的不均匀现象，同时使得磨煤机差压明显降低，对于制粉系统节能有明显效果

（2）提出在磨煤机一次风室内，风环下部加装导流片的方法，使得一次风室的流场进行重新组织，风环喷口风速均匀性得到改善，通过现场应用后，效果较明显

（3）在制粉系统优化改造的基础上，将磨煤机出口温度由80℃提高至90℃，同时将脱硝入口NOx浓度由160～180mg/m3提高至230～250mg/m3，在满足环保排放的要求下，增加主燃区氧量，解决了煤粉燃尽率低的问题，同时水冷壁高温腐蚀得到缓解

（4）通过理论分析并结合CFD数值模拟研究，提出了中速磨煤机风环喷口风速不均的原因。即现有中速磨煤机一次风进风方式下，旋转动环的旋转速度矢量与一次风室内的风速矢量叠加导致了风环喷口风速的不均匀性

该研究成果能够改善磨煤机风环喷口风速不均匀分布，解决中速磨煤机运行中的局部磨损严重的问题，同时为降低磨煤机石子煤改造提供了方向，该研究成果在国内属于首次利用，且无相关的专利，具备进一步推广的价值