制粉系统是火力发电厂锅炉机组非常重要的辅助系统之一，它的运行是否稳定，制粉效果是否达标将直接影响到锅炉的安全性和经济性。制粉系统运行的主要目的之一是:制备并连续、均匀供给满足锅炉燃烧要求的煤粉。当然还要求防止煤粉自燃、爆炸等事故的发生，降低制粉单耗，提高经济性。其中最主要的运转机械就是磨煤机。


火力发电厂

根据磨煤机工作部件的转速，现代电厂的磨煤机一般可以分为如下三个类型:

低速磨:其工作转速一般在15~25r/min。目前常用的低速磨为钢球磨煤机，配合不同的热风和原煤进去原理，有双进双出钢球筒式磨煤机和单进单出钢球筒式磨煤机。

中速磨:其工作转速一般在50~300r/min，目前常用的有中速平盘磨煤机、中速环球式磨煤机(又简称为E型磨)、MPS中速磨煤机、碗式磨煤机等。

高速磨:其工作转速一般在750~1500r/min，目前常用的高速磨煤机是风扇式磨煤机、锤击磨煤机。

国内火电厂使用相对较多的为钢球磨煤机、MPS中速磨煤机和风扇磨煤机。

钢球筒式磨煤机磨煤部分是一个圆筒，筒内装有直径为25~60mm的钢球，筒体内壁衬装有护甲。筒身两端是架在大轴承上的空心轴颈，一端是原料进口，另一端则是气粉混合物出口。筒身由电动机通过减速器拖动旋转，此时磨煤机内的钢球被护甲带到一定的高度，然后在重力的作用下自由下落并对煤进行撞击。由此可见撞击是钢球磨进行磨煤工作的主要途径。除此之外煤还受到钢球之间相互挤压、滚动研磨作用等影响。磨好的煤粉被从原料进口处进入的热风干燥并随之离开磨煤区域。气流在筒内的速度愈大则带出的煤粉的愈粗，磨煤出力也将变大。

钢球磨煤机有很多的优点。碾磨力度巨大的钢球磨可以研磨的煤种非常之多，从更难磨的无烟煤到褐煤都能通过钢球磨磨出符合质量的煤粉。此外，由于钢球磨工作时冲击力巨大，所以对煤种的杂质不敏感。总结来说工作可靠性非常高，但是也存在着一些不足，例如由于筒体内的钢球数量众多，煤粉往往容易被挤压在钢球层中无法被带走，长时间的受到钢球过量的碾磨，使得煤粉过细。因此球磨机出粉粒度不均匀，煤粉的均匀性指数一般都较低。


钢球磨煤机

而且若机组在非额定工况下运行，此时锅炉对于煤粉的需求量是相对较少的，但是由于球磨机的构造庞大，锰钢护甲和钢球的质量也十分大，一般都远大于被研磨的煤料，所以在转动过程中很大一部分的电能被消耗在护甲的转动和钢球的升举上。导致当使用球磨机的时候不论所进的煤料的量是多还是少，磨煤功率消耗几乎不发生改变，这意味着在低负荷或者变负荷情况运行使用球磨机是不经济的，这也是球磨机与其他磨煤机的一个很重要的差别，所以一般电厂使用钢球磨煤机的时候都让其在额定工况下运行，同时配备有煤粉仓以调节不同负荷对于煤粉的需求量。这就使得基建成本加大，制粉系统愈加复杂。

中速磨煤机的工作原理是:原煤在两个碾磨部件的表面之间，在压紧力的作用下受到挤压和碾磨而被粉碎成煤粉。热风经风环进入磨煤机内将煤粉干燥并带出。此过程中杂质被带入杂物箱而粗粉则经过分离器后重新回到磨煤机内继续碾磨。由于驱动磨盘、磨碗或磨环的主轴都是垂直装设的，故中速磨又被称之为“立轴磨”。


中速磨煤机

碗式磨煤机采用浅碗形磨盘和锥形磨辊。小型碗磨的压紧力主要用过弹簧对磨辊施加压力，而大型潜碗磨则使用气动装置来给磨辊加压。用于输粉及干燥的热风通过固定的风环进入磨煤空间后带出煤粉。

E型磨的磨煤工作原理是利用上下磨环和各自滚动的大钢球和小钢球之间的碾压将原煤碾碎，磨煤时钢球一直不断地改变自己的轴线，在整个工作寿命中可以始终保持球的圆度，以保证磨煤性能不变[(22l。为了在长期工作中保证磨煤出力不受到钢球磨损的影响，E磨的压紧力都有加载系统，压紧力通过上磨环对钢球进行施加。中小容量的E磨由弹簧加载。大容量E磨一般均采用液压一气动加载装置。

风扇磨煤机属于高速磨煤机，其机构形式与风机类似。风扇磨工作的主要部件是叶轮和蜗壳外罩。

风扇磨的工作过程中，原煤进入磨煤机后受到高速旋转叶轮的撞击并被带动对蜗壳的护甲进行撞击，煤粒之间也会发生相互撞击，这些都属于机械力作用;同时热力作用也对磨煤有影响，表现在:煤粒被大量高速的高温热风干燥，失去水分后煤粒表面塑性降低、细小煤粒之间的连接程度大幅下降变得易于破碎，甚至在干燥过程中就有部分煤粒自行碎裂，可见风扇磨中磨煤是机械力和热力共同作用的结果。

由于风扇磨叶轮转速较高，且叶轮与原煤发生撞击是磨煤的关键步骤之一，所以运行过程中风扇磨叶轮磨损异常严重，这使得其检修更加频繁。叶轮出现磨损后磨煤出力将会明显下降，煤粉质量也得不到保证。此外还可能因为磨损不均在运行过程中造成磨煤机动态不平衡，导致振动加剧影响安全性。