單進(jìn)單出鋼球磨煤機(jī)漏粉原因分析

尹君,尹民權(quán)

(華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠,山東 鄒城 273422)

1 磨煤機(jī)概述

華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠(以下簡(jiǎn)稱鄒縣電廠)一期、二期工程為 4×300MW機(jī)組,后均改造為 335 MW機(jī)組。4臺(tái)鍋爐均為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG1000/170-1型亞臨界壓力、中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛燃煤汽包爐,制粉系統(tǒng)均設(shè)計(jì)為負(fù)壓制粉中間儲(chǔ)倉(cāng)式,每臺(tái)鍋爐設(shè)計(jì) 4套制粉系統(tǒng),磨煤機(jī)均采用沈陽(yáng)重型機(jī)械廠生產(chǎn)的 DTM350/700單進(jìn)單出低速滾筒式球磨機(jī)。磨煤機(jī)采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng),電機(jī)額定功率 650kW×2,磨煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 1。鋼球磨煤機(jī)罐體的內(nèi)部護(hù)甲通常稱為襯瓦,襯瓦主要分為波浪瓦、鎖瓦與端面瓦(端面瓦有帶肋板的和不帶肋板的 2種)。

表1 磨煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2 存在的問(wèn)題

狀態(tài)診斷工作的好壞是影響電廠設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素之一,因此,結(jié)合設(shè)備的狀態(tài)檢修,研究和提高電廠設(shè)備的可靠性是一項(xiàng)重要任務(wù)。從狀態(tài)診斷角度來(lái)看,設(shè)備壽命周期可分為 3個(gè)階段:早期故障、偶然故障和老化磨損。在狀態(tài)檢修工作中,為了解決這些問(wèn)題,其分析方法是從失效的表現(xiàn)開(kāi)始,由表及里、由淺入深,把各種失效形式的原因、發(fā)生部位一一剖析清楚,然后對(duì)癥下藥,把引發(fā)失效或故障的原因盡量排除,對(duì)一時(shí)不能排除的問(wèn)題,要采取措施使其對(duì)設(shè)備的不良影響盡量減小,不斷提高磨煤機(jī)的健康水平。作為鍋爐主要輔助設(shè)備的制粉系統(tǒng),自 2007年下半年以來(lái),#1～#4爐磨煤機(jī)漏粉現(xiàn)象明顯增多,尤其是進(jìn)入 2008年后,罐體螺栓漏粉更加頻繁,嚴(yán)重危及設(shè)備的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.1 漏粉的位置

磨煤機(jī)罐體與鋼球長(zhǎng)時(shí)間的磨損、持續(xù)斷煤以及磨煤機(jī)空轉(zhuǎn)都會(huì)加重鋼球?qū)σr瓦的撞擊與研磨,造成鎖瓦、端面瓦螺栓松動(dòng)或脫落,最終導(dǎo)致罐體漏粉。尤其是磨煤機(jī)入口前 10排波浪瓦,螺栓松脫概率高,如發(fā)現(xiàn)、處理不及時(shí),煤粉泄漏后被甩至大、小牙輪處,不但增加磨損,而且還會(huì)引起振動(dòng)。如果煤粉污染大、小牙輪潤(rùn)滑油而不能及時(shí)清理,則會(huì)加重設(shè)備的損壞。特別是當(dāng)螺栓脫落后,小、碎鋼球甩出,有時(shí)卡在牙輪的齒間,也會(huì)發(fā)生擠壞小牙輪軸承座和擠斷小牙輪地腳螺栓的情況。2008年7月,#1～#4爐磨煤機(jī)襯瓦損壞檢修統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表 2。磨煤機(jī)漏粉主要體現(xiàn)在以下部位:

(1)沿磨煤機(jī)罐體長(zhǎng)度方向設(shè)計(jì)安裝有 2個(gè)人孔門,在靠近入口端與出口端各 1個(gè),人孔門結(jié)構(gòu)復(fù)雜、螺栓多,安裝工藝要求高。由于人孔門漏粉概率高,所以,就將靠近入口端的一個(gè)人孔門封堵不用。雖然只保留了出口端一個(gè)人孔門,但此處還是經(jīng)常漏粉。

(2)另一處比較容易漏粉的位置就是襯瓦的緊固螺栓。其一是罐體波浪瓦的鎖瓦螺栓松動(dòng)漏粉,其二是罐體端面瓦螺栓松動(dòng)漏粉,尤其是磨煤機(jī)入口端面瓦螺栓漏粉對(duì)設(shè)備的影響最大。磨煤機(jī)入口料斗與出口橢圓管磨穿也會(huì)導(dǎo)致漏粉。

2.2 漏粉的影響

2.2.1 導(dǎo)致燃油及廠用電量增加

由于磨煤機(jī)鋼球直接與襯瓦撞擊接觸,不但增加了磨損,而且導(dǎo)致磨煤機(jī)內(nèi)部波浪瓦損壞,1個(gè)月的漏粉故障率相當(dāng)于原來(lái)半年的故障率。2008年7月,#1～#4爐磨煤機(jī)襯瓦損壞漏粉嚴(yán)重,14次停磨煤機(jī)更換襯瓦及螺栓,設(shè)備故障備用時(shí)間達(dá) 136h 23min。由于消除漏粉,被迫切換制粉系統(tǒng),不但增加了廠用電量,而且還耗費(fèi)大量燃油,檢修統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表 2。2.2.2 影響磨煤機(jī)襯瓦壽命導(dǎo)致維護(hù)費(fèi)用上升

由于襯瓦磨損嚴(yán)重,2008年8月,#3爐丁磨煤機(jī)更換全部波浪瓦。2008年8月,因襯瓦螺栓檢查,設(shè)備故障備用時(shí)間達(dá) 74h 49min,見(jiàn)表 3。2008年8月,#4爐乙磨煤機(jī)也全部更換了波浪瓦,乙磨煤機(jī)襯瓦是 2005年2月更換的,只運(yùn)行了 3年半(以往可以使用近 5年),襯瓦的壽命明顯縮短,增加了維護(hù)費(fèi)用,而且每次從罐體下清理出的煤粉高達(dá)1 t多。

表2 2008年7月#1～#4爐磨煤機(jī)襯瓦損壞等檢修情況統(tǒng)計(jì)

表3 2008年8月#2～#4爐磨煤機(jī)襯瓦損壞螺栓松動(dòng)等檢修情況統(tǒng)計(jì)

2.2.3 影響發(fā)電量

在教育中，從教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容出發(fā)，綜合這一階段學(xué)生的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出有針對(duì)性的競(jìng)賽活動(dòng)，在吸引學(xué)生目光的同時(shí)將學(xué)生帶入到活動(dòng)中，讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)地理知識(shí)的樂(lè)趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化，并運(yùn)用到實(shí)際中。這就是游戲教學(xué)的內(nèi)涵。例如，在講解語(yǔ)言的多樣性知識(shí)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)播放侯寶林相聲《戲劇與方言》，以此為契機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)生活的經(jīng)歷和體驗(yàn)出發(fā)，鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生自己創(chuàng)作小品，培養(yǎng)學(xué)生收集、加工、處理信息的能力和語(yǔ)言交流能力，使學(xué)生在愉快和諧的氛圍中進(jìn)入知識(shí)的殿堂，感受到地理就在身邊，體會(huì)到學(xué)習(xí)地理的實(shí)用性和趣味性。

2008年9月,襯瓦損壞與磨損嚴(yán)重,#2、#3、#4爐磨煤機(jī)襯瓦螺栓松動(dòng)、脫落情況沒(méi)有好轉(zhuǎn),停磨檢修次數(shù)僅比 8月少 3次。但因更換檢查襯瓦螺栓工作的影響,設(shè)備故障備用時(shí)間比 2008年8月長(zhǎng)了8h6m in,達(dá) 82h55min(檢修情況見(jiàn)表 4),并且影響發(fā)電量 53萬(wàn) kW·h。由表 4可以看出,近年來(lái)磨煤機(jī)維護(hù)工作量明顯增大,設(shè)備的可靠性降低。

表4 2008年9月#2～#4爐磨煤機(jī)襯瓦損壞螺栓松動(dòng)等檢修情況統(tǒng)計(jì)

通過(guò)表 2、表 3、表 4可以看出,2008年第 3季度磨煤機(jī)罐體螺栓漏粉加重,停磨消缺次數(shù)達(dá) 43次(如圖 1所示)。#2爐最嚴(yán)重,約占 4臺(tái)鍋爐缺陷的46.5%,尤其是 9月2日,#2爐乙磨煤機(jī)鎖瓦及螺栓更換工作用了 7h10min,更換后運(yùn)行不到 12h,同樣的問(wèn)題又出現(xiàn),結(jié)果又用了 13 h消缺,而且少發(fā)電 29萬(wàn) kW·h。由此可見(jiàn),應(yīng)提高消缺質(zhì)量,在更換已經(jīng)損壞的襯瓦時(shí)注意不要只檢查已經(jīng)損毀的襯瓦,對(duì)其他疑似有問(wèn)題的襯瓦、螺栓也要進(jìn)行全面檢查,避免#2爐乙磨煤機(jī)再漏粉問(wèn)題的再次出現(xiàn)。

圖1 2008年3季度 #1～#4爐磨煤機(jī)漏粉故障對(duì)比

3 漏粉的原因

3.1 煤質(zhì)變差導(dǎo)致漏粉加劇

造成漏粉的因素很多,從近年來(lái)的入廠煤情況來(lái)看,與煤質(zhì)較差有極大關(guān)系。首先,與入爐煤灰分升高有關(guān),鍋爐設(shè)計(jì)煤種的空干基灰分為 32.6%,當(dāng)廠內(nèi)存煤量緊張時(shí),入場(chǎng)煤質(zhì)明顯變差,空干基灰分高達(dá) 42%以上[1]。2007年3月29日,廠內(nèi)燃煤告急,全廠煤炭庫(kù)存 21000 t,僅能夠供 1d的用煤,只能加快購(gòu)煤,倉(cāng)促購(gòu)煤使得煤中雜質(zhì)較多。2008年8月18日 18時(shí) 17分,碎煤機(jī)落煤管被大量大石塊、煤塊堵塞且無(wú)法清理。2008年19日 7時(shí) 40分,制粉系統(tǒng)停后,在落煤管東側(cè)開(kāi)口疏通堵煤,清理出來(lái)大石塊、黃泥塊、大煤矸石塊和其他雜物約 15 t。由于煤質(zhì)差、煤中雜物多,相對(duì)提高了煤的可磨系數(shù),使鋼球與襯瓦的磨損增加,制粉鋼耗上升。

3.2 磨煤機(jī)襯瓦更換工藝下降

(1)磨煤機(jī)波浪瓦、鎖瓦、端面瓦更換時(shí)應(yīng)把好質(zhì)量關(guān),防止襯瓦螺栓松脫而導(dǎo)致襯瓦竄動(dòng)。在波浪瓦更換時(shí),保證填充層用中壓石棉橡膠板填充密實(shí),安裝后的襯板不應(yīng)有任何竄動(dòng)現(xiàn)象,沿圓周方向襯板之間咬合應(yīng)緊密,有縫隙的地方應(yīng)用鐵板塞牢,波浪瓦和端面瓦之間必須留有 10～15mm的間隙。擰緊穿過(guò)罐體的固定螺栓,保證鎖瓦不得高于波浪瓦 15mm。因?yàn)榻陙?lái)班組人員少,將襯瓦的更換工作全部委托給襯瓦制造單位(近似交鑰匙工程),工藝質(zhì)量完全達(dá)不到以前班組自己安裝時(shí)的工藝要求。襯瓦的鑄造質(zhì)量、施工技術(shù)、安裝工藝等方面缺少嚴(yán)格把關(guān)。

(2)由于以往從外廠購(gòu)買襯瓦,但為了搞好鄒縣電廠的三產(chǎn),從 1999年全部改為鄒縣電廠鑄造公司自己生產(chǎn)的襯瓦,入庫(kù)驗(yàn)收、現(xiàn)場(chǎng)取樣化驗(yàn)等程序沒(méi)有以往嚴(yán)格。

3.3 磨煤機(jī)襯瓦磨損導(dǎo)致漏粉

煤質(zhì)差、襯瓦的質(zhì)量(硬度)有所降低,加上為了延長(zhǎng)鋼球的使用周期,將鋼球的硬度有所提高,增加了對(duì)襯瓦的磨損(如圖 2所示)。#4爐乙磨煤機(jī)襯瓦耐用周期縮短表明近年來(lái)襯瓦的磨損情況在加劇(見(jiàn)表 5)。

圖2 2008年10月29日 #3爐丙磨煤機(jī)出口拆下的端面瓦

表5 #4爐乙磨煤機(jī)投產(chǎn)以來(lái)更換襯瓦時(shí)間統(tǒng)計(jì)

3.4 脫落的襯瓦撞壞波浪瓦而漏粉

磨煤機(jī)采用負(fù)壓制粉,入口前 10排范圍內(nèi)波浪瓦因負(fù)壓原因存煤量少,波浪瓦磨損非常嚴(yán)重。加上運(yùn)行中襯瓦螺栓松動(dòng)后緊固不及時(shí),使襯瓦與罐體之間的石棉板松動(dòng)磨損以至破碎脫落掉,由此使其出現(xiàn)間隙,加劇了襯瓦的脫落,脫落襯瓦在罐體內(nèi)又將襯瓦砸壞,從而形成惡性循環(huán)。由于波浪瓦、端面瓦損壞脫落后,需要更換新瓦,而工作人員在新瓦更換后,沒(méi)有將舊波浪瓦清理出來(lái),遺留下來(lái)的襯瓦對(duì)波浪瓦產(chǎn)生撞擊,從而加劇了波浪瓦的損壞。

4 防止漏粉的措施

4.1 新波浪瓦更換時(shí),應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程規(guī)定

該磨煤機(jī)的波浪瓦沿罐體縱向布置 20排,沿罐體環(huán)向布置 16塊,每 4塊之間有 1塊鎖瓦,每塊鎖瓦上鑄有 2個(gè)螺孔,螺栓通過(guò)該螺孔緊固鎖瓦,防止波浪瓦松動(dòng)和漏粉。因此,新襯瓦更換時(shí)必須注意以下 5點(diǎn):

(1)襯瓦要按圖紙尺寸進(jìn)行復(fù)核、清點(diǎn)并逐塊進(jìn)行外觀檢查,波浪瓦與鎖瓦不允許有裂紋、氣孔。螺栓、螺母、墊圈均應(yīng)清理干凈,并備好石棉繩或聚四氟乙烯墊片。

(2)一般先裝端面瓦,再裝筒體襯瓦。將鎖瓦先軸向安裝一排并擰緊,再?gòu)逆i瓦向一側(cè)(按盤車轉(zhuǎn)向定)敷設(shè)石棉板。波浪瓦與筒體內(nèi)壁的石棉襯墊應(yīng)整齊、厚薄一致、接縫嚴(yán)密。用螺栓把鎖瓦串聯(lián)并調(diào)整好,鎖瓦應(yīng)緊固,密封墊下面必須墊有不少于3圈的石棉繩(或聚四氟乙烯墊)。

(3)由于波浪瓦或鎖瓦厚度偏差大,最后一排波浪瓦或鎖瓦安裝困難時(shí),可用石棉墊調(diào)節(jié)厚度,最后將所有罐體螺栓緊固好。

(4)安裝后的波浪瓦不許有任何竄動(dòng)現(xiàn)象,沿圓周方向波浪瓦之間咬合應(yīng)緊密,有縫隙的地方應(yīng)用鐵板塞牢,罐體長(zhǎng)度方向波浪瓦的最大間隙小于20mm。

(5)2007年更換#1爐乙磨煤機(jī)、#3爐甲磨煤機(jī)波浪瓦,#2爐甲磨煤機(jī)波浪瓦及端面瓦,2008年更換#3爐丁磨煤機(jī)及#4爐乙磨煤機(jī)波浪瓦,全部是委托襯瓦生產(chǎn)單位安裝。嚴(yán)格上講,磨煤機(jī)全面更換波浪瓦后,應(yīng)先空轉(zhuǎn) 4 h以后檢查各處零部件是否正常,然后停磨檢查各處螺栓有無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。應(yīng)按照規(guī)格加足鋼球空載運(yùn)行 20m in后,緊固罐體的固定螺栓 1次;投入運(yùn)行 8 h后,第 2次緊固罐體的固定螺栓;等運(yùn)行 72h后,再全面檢查緊固罐體的固定螺栓,這樣就可防止螺栓松脫。

4.2 強(qiáng)化運(yùn)行維護(hù)

(1)斷煤后不要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行磨煤機(jī)。由于入爐煤質(zhì)量差,給煤機(jī)堵、斷煤頻繁,僅 2008年7月#1～#4爐斷煤次數(shù)就達(dá) 5 731次,累計(jì)斷煤時(shí)間25441min,加劇了磨煤機(jī)襯瓦的磨損(一般磨煤機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)間不超過(guò) 30min)。

(2)利用磨煤機(jī)停運(yùn)的機(jī)會(huì),經(jīng)常檢查襯瓦及螺栓有無(wú)松動(dòng)的現(xiàn)象(如圖 3、圖 4所示)。用手錘敲擊法逐一進(jìn)行外部襯瓦螺栓的檢查,內(nèi)部檢查襯瓦尤其是鎖瓦的磨損情況,對(duì)襯瓦測(cè)厚并記錄,襯瓦磨損超過(guò)厚度的 1/2時(shí)應(yīng)更換。破碎的(尤其是已經(jīng)露出罐體的)襯瓦必須及時(shí)更換為新襯瓦。

4.3 嚴(yán)格檢修工藝

(1)襯瓦安裝前,應(yīng)由專人將鑄件螺孔表面處的粗糙砂粒打磨清理干凈,以防止螺栓緊固不到位,運(yùn)行一段時(shí)間后,因螺栓松動(dòng)而導(dǎo)致漏粉。

(2)在更換新襯瓦時(shí),一切工藝都應(yīng)按照規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)去做。局部更換新波浪瓦后,有時(shí)沒(méi)有加裝石棉墊,使得襯瓦安裝后不久即出現(xiàn)襯瓦螺栓松動(dòng),出現(xiàn)漏粉的現(xiàn)象。

(3)為了防止襯瓦螺栓因振動(dòng)松脫而漏粉,將螺栓的墊片設(shè)計(jì)為彈簧鋼材質(zhì)、規(guī)格為 ?60mm×8mm的蝶形墊片。后來(lái)使用的蝶形墊片極不規(guī)范,為了節(jié)省費(fèi)用,采用舊的 ?51mm鍋爐管加工成?51mm×8mm蝶形墊片,規(guī)格不符合要求,還曾使用了一種 ?57mm×20mm的鍍鋅蝶形墊片,這 2種蝶形墊片的彈性均不能滿足現(xiàn)場(chǎng)的需要(如圖 5所示)。

圖5 磨煤機(jī)在用的各種螺栓墊片

(4)人孔門的螺栓必須保護(hù)好,甩鋼球時(shí)人孔門的螺栓應(yīng)全部旋上螺母,防止鋼球碰傷螺紋。由于保護(hù)不善,造成螺栓的螺紋損傷或螺栓損壞,就會(huì)出現(xiàn)圖 5那種亂用、多用墊片的現(xiàn)象。從圖 6可以看出,#1爐大修后丁磨煤機(jī)人孔門 8條螺栓大多不符合工藝要求。

圖6 2008年09月17日 #1爐大修后甲磨煤機(jī)人孔門螺栓

4.4 適當(dāng)選用新技術(shù)

針對(duì)目前的生產(chǎn)現(xiàn)狀,應(yīng)該多采用耐磨襯瓦新技術(shù)和無(wú)螺栓新工藝,延長(zhǎng)襯瓦的壽命,杜絕頻繁漏粉的現(xiàn)象發(fā)生?？梢圆捎?10年前選用的耐磨波浪瓦,不但少了漏點(diǎn),最大的好處是耐磨。#1爐甲磨煤機(jī)波浪瓦已經(jīng)使用超過(guò) 10年,至今仍在使用(見(jiàn)表6)。

表6 #1爐甲磨煤機(jī)投產(chǎn)以來(lái)更換襯瓦時(shí)間統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)束語(yǔ)

(1)強(qiáng)化入爐煤質(zhì)量,協(xié)調(diào)來(lái)煤,提高入廠煤質(zhì);減少“三塊”,減少原煤中的異物,加強(qiáng)原煤的摻配工作。

(2)運(yùn)行中合理調(diào)整磨煤機(jī)的存煤量,保證適當(dāng)?shù)牧衔?嚴(yán)格控制磨煤機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)間。

(3)加強(qiáng)設(shè)備診斷,變被動(dòng)檢修為主動(dòng)檢修,防患于未然。視襯瓦磨損情況,及早對(duì)襯瓦螺栓進(jìn)行檢查緊固,不要待襯瓦磨穿再更換,不能等螺栓松脫后再治理。每次磨煤機(jī)內(nèi)部檢修完,應(yīng)將防磨襯板、波浪瓦等雜物全部清理干凈。

(4)設(shè)備的狀態(tài)檢修涉及選型、論證、設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、檢修、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié),其中一個(gè)環(huán)節(jié)的失誤都有可能影響到電廠設(shè)備的可靠性。因此,必須對(duì)以上各個(gè)環(huán)節(jié)加以分析,找出對(duì)策。

(5)加強(qiáng)磨煤機(jī)襯瓦備品配件的入庫(kù)管理,嚴(yán)格驗(yàn)收檢驗(yàn)制度。為了掌握磨損情況,應(yīng)建立定期對(duì)襯瓦螺栓的檢查制度,做到有問(wèn)題早發(fā)現(xiàn)、早處理,不斷提高設(shè)備的可靠性。

[1]尹民權(quán),高西.鍋爐燃燒工況異常狀態(tài)診斷分析[J].華電技術(shù),2008,30(6):36-39.