蒲城發(fā)電公司雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)性能優(yōu)化

馬治安，趙光勛，王海柱，郭帆，董方

(1.陜西華電蒲城發(fā)電有限責(zé)任公司，陜西 蒲城 710055;2.中國華電集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司，北京 100077)

0 引言

在燃煤發(fā)電廠中，發(fā)電用煤成本占經(jīng)營成本的70%，每個(gè)發(fā)電廠為了提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，都在積極實(shí)施燃煤摻燒摻配，制粉系統(tǒng)作為將原煤加工成煤粉的關(guān)鍵處理設(shè)備，決定著送入爐膛粉體的粗細(xì)度和粒徑分布，影響鍋爐的燃燒效率、制粉系統(tǒng)能耗、NOx排放以及后續(xù)系統(tǒng)設(shè)備的磨損。為此，每個(gè)燃煤發(fā)電廠都在對(duì)制粉系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，努力提高磨煤機(jī)出力、煤粉細(xì)度及煤粉均勻性指數(shù)，提升鍋爐的燃燒效率和燃盡率，減少燃燒損失，降低煤耗，節(jié)約燃料成本，提高企業(yè)效益。

1 設(shè)備概況

陜西華電蒲城發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡稱蒲城發(fā)電公司)三期裝設(shè)2臺(tái)660 MW汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐為超臨界參數(shù)變壓直流爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道、采用擋板調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度、平衡通風(fēng)、半露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、Π形布置。鍋爐配備10臺(tái)沈陽重型機(jī)器廠生產(chǎn)的MGS4060B型雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，磨煤機(jī)滾筒直徑為3950mm，滾筒長5540mm，設(shè)計(jì)出力為55t/h。最佳裝球量及最大裝球量分別為65，71 t，鋼球規(guī)格及配比為? 30∶? 40∶? 50=1∶1∶1，分離器出口煤粉細(xì)度R90=20%，鍋爐設(shè)計(jì)煤種和校核煤種均為黃陵長煙煤(發(fā)熱量為21.65 MJ/kg)。

2 設(shè)備存在的問題

蒲城發(fā)電公司三期機(jī)組投產(chǎn)以來，因國內(nèi)電煤供應(yīng)緊張，鍋爐主要摻燒蒲白煤、澄合煤和汽車煤，煤種嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值。摻燒煤種熱值較低，揮發(fā)分低，可磨性差，為了保證機(jī)組負(fù)荷，磨煤機(jī)必須超出力運(yùn)行，最大出力達(dá)70 t/h(磨煤機(jī)設(shè)計(jì)額定出力為55t/h)，造成煤粉細(xì)度嚴(yán)重超標(biāo)。爐渣、飛灰含碳量大，磨煤機(jī)選型偏小和沒有備用磨煤機(jī)的現(xiàn)狀，嚴(yán)重制約了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.1 筒體襯板

筒體襯板為T形襯板，經(jīng)過2年多的運(yùn)行后，凸棱磨損嚴(yán)重，失去掛球能力，鋼球達(dá)不到最佳高度位置，砸不出合格的細(xì)粉，只有靠提高一次風(fēng)來增加磨煤機(jī)的出力，造成煤粉細(xì)度嚴(yán)重超標(biāo)，燃料不完全燃燒損失增大，爐渣中有明顯的大炭粒。

襯板的凸棱全部磨損后，導(dǎo)致襯板固定螺栓脫落，發(fā)生頻繁漏粉，嚴(yán)重污染磨煤機(jī)軸瓦潤滑油和大小齒輪潤滑油。

2.2 分離器

分離器為雷蒙式徑向結(jié)構(gòu)分離器，運(yùn)行過程中，原煤中混有的秸稈、布條、膠皮、鐵絲、編織袋等雜物經(jīng)過排列緊密的分離器折向擋板時(shí)纏繞在擋板葉片上，造成分離器回粉管道頻繁堵塞，影響分離器里錐體內(nèi)的分離效果，將部分已經(jīng)分離出來的粗顆粒又吹到粗粉分離器出口，導(dǎo)致煤粉細(xì)度變大。

每臺(tái)分離器的調(diào)節(jié)擋板設(shè)計(jì)為30個(gè)，每個(gè)擋板需要單獨(dú)調(diào)整。機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，磨煤機(jī)出力增加，擋板需要及時(shí)調(diào)大;機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，為保證煤粉細(xì)度、煤粉均勻性指數(shù)，需將擋板調(diào)小。運(yùn)行人員工作強(qiáng)度大，而擋板實(shí)際開度也很難調(diào)整一致，造成煤粉細(xì)度、均勻性指數(shù)差。

2.3 分離器回粉管道、鎖氣器

分離器的鎖氣器門板(橡膠)硬化脫落，使未經(jīng)分離器分選的煤粉直接進(jìn)入分離器，而分離出的粗煤粉回不到磨煤機(jī)繼續(xù)研磨，造成分離失效，增加了煤粉中粗大顆粒的比例，使得燃燒效率下降，爐渣內(nèi)有明顯的大炭粒。

鎖氣器嚴(yán)密性差，氣流直接通過門板下部的空間進(jìn)入內(nèi)錐體形成亂流，造成分離性能不佳，煤粉均勻性變差。

分離器回粉管道設(shè)計(jì)為方形管道，下部接觸面積大，分離出的粗粉回粉不暢，存在積粉、堵塞現(xiàn)象。

2.4 大小齒輪噴射油裝置

機(jī)組投運(yùn)后，大小齒輪噴射油裝置的空氣壓縮機(jī)頻繁故障、噴射油嘴頻繁堵塞、齒輪油泵頻繁故障，且沒有設(shè)計(jì)報(bào)警裝置，全靠人工檢查，維護(hù)工作量非常大。因噴射油裝置頻繁故障，為保證機(jī)組負(fù)荷，只有靠檢修維護(hù)人員定期澆油來保證大小齒輪的潤滑，潤滑油霧化不良，存在用油量大、效果不佳的問題，造成齒面溫度偏高，存在大小齒輪磨損嚴(yán)重及打齒的重大安全隱患。

2.5 落煤管道

給煤機(jī)落煤管道沒有進(jìn)行防磨處理，落煤管道已出現(xiàn)大面積磨穿現(xiàn)象，造成磨煤機(jī)頻繁停運(yùn)消缺，嚴(yán)重影響機(jī)組負(fù)荷。

2.6 絞籠裝置

絞籠裝置的螺旋葉片和鏈環(huán)磨損嚴(yán)重，螺旋葉片頻繁磨斷，有時(shí)原煤內(nèi)進(jìn)異物造成絞籠棒受力過大出現(xiàn)斷裂，導(dǎo)致磨煤機(jī)頻繁停運(yùn)消缺，嚴(yán)重影響機(jī)組負(fù)荷。

2.7 大齒輪罩密封風(fēng)機(jī)

大齒輪罩密封風(fēng)機(jī)安裝在磨煤機(jī)消音罩頂部，工作環(huán)境惡劣，積粉、積灰多，環(huán)境溫度高，電機(jī)損壞頻繁;消音罩頂部沒有圍欄，清理空氣濾網(wǎng)和檢修時(shí)存在重大安全隱患。

2.8 熱風(fēng)安全關(guān)斷擋板門

熱風(fēng)安全關(guān)斷擋板門滑道內(nèi)積灰過多，導(dǎo)致關(guān)斷擋板門經(jīng)?？ㄈ?，開關(guān)不到位;一次熱風(fēng)道法蘭連接處、膨脹節(jié)連接處漏風(fēng)嚴(yán)重。

3 優(yōu)化改造方案

針對(duì)蒲城發(fā)電公司三期磨煤機(jī)設(shè)備現(xiàn)狀和存在的問題，經(jīng)過問題查找、原因分析和技術(shù)論證后，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化改造。

3.1 襯板優(yōu)化改造

將原來的T形襯板改造為雙波形襯板，由原來的32道波形增加到64道波形，增加磨煤機(jī)襯板的掛球能力，從而提高磨煤機(jī)研磨能力;襯板的固定螺栓設(shè)計(jì)在波峰中間下部，減少襯板固定螺栓的磨損，防止后期漏粉;將襯板的材質(zhì)KMTBCr12提高為KMTBCr26，延長襯板的使用壽命。

3.2 分離器優(yōu)化改造

在分離器上部加裝驅(qū)動(dòng)裝置，用關(guān)節(jié)連桿將擋板連接到一起，保證擋板開度的一致性，方便運(yùn)行調(diào)整;將分離器調(diào)節(jié)擋板加長、加寬，增強(qiáng)分離效果，提高氣流的離心分離效果，提高煤粉細(xì)度;在分離器內(nèi)部的下端加裝一次風(fēng)分離導(dǎo)流擋板，改善結(jié)構(gòu)和氣流形態(tài)，形成一級(jí)撞擊分離，提高重力分離的效果，并增加分離路徑，提高煤粉細(xì)度;在分離器內(nèi)錐體下部加裝防磨護(hù)套，防止內(nèi)錐體磨穿;在分離器擋板處加裝狼牙棒，提前收集布條、膠皮、鐵絲、編織袋等較大的雜物，延長擋板堵塞周期;減少固定分離器內(nèi)錐體的固定圓鋼，在擋板門軸處進(jìn)行加固，增加擋板的通流面積，保證分離效果。

3.3 分離器回粉管道優(yōu)化改造

將方形回粉管道改造為圓形管，減少流通阻力，增強(qiáng)管道流通能力;將回粉管道下部延長，讓分離出的粗粉和原煤充分混合進(jìn)入磨煤機(jī)內(nèi)進(jìn)行二次研磨;將回粉管的鎖氣器改造為重錘式，保證回粉管道的嚴(yán)密性;在回粉管道加裝檢修孔，方便清理并縮短清理時(shí)間;在分離器下部回粉管道的上部加裝格欄柵，將大的雜物擋住，防止進(jìn)入回粉管內(nèi)堵塞鎖氣器。

3.4 鋼球材質(zhì)、配比優(yōu)化

將目前使用的中鉻鋼球改為高鉻鋼球，提高鋼球的耐磨性，提高磨煤機(jī)的研磨性能;優(yōu)化鋼球配比，以適應(yīng)低熱值、可磨性差的煤種。

3.5 磨煤機(jī)一次熱風(fēng)道系統(tǒng)優(yōu)化改造

對(duì)磨煤機(jī)熱風(fēng)調(diào)節(jié)門、安全關(guān)斷門、絞龍裝置的軸封盤根密封進(jìn)行技術(shù)改造，將盤根密封室改為迷宮式密封，內(nèi)部安裝耐高溫材料并用彈簧自動(dòng)補(bǔ)償密封，密封磨損后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收緊，消除熱風(fēng)調(diào)節(jié)門、安全關(guān)斷門、絞龍裝置軸封漏風(fēng)、漏灰現(xiàn)象;對(duì)一次熱風(fēng)系統(tǒng)的法蘭結(jié)合面和膨脹節(jié)的連接處法蘭進(jìn)行滿焊，對(duì)不使用的人孔門進(jìn)行滿焊，減少密封點(diǎn)。

3.6 大齒輪噴射油裝置優(yōu)化改造

利用現(xiàn)場儀用壓縮空氣作為氣源動(dòng)能，采用不銹鋼管進(jìn)行連接，系統(tǒng)安裝1個(gè)總手動(dòng)閘板門，每臺(tái)磨煤機(jī)安裝1個(gè)閘閥和1個(gè)儲(chǔ)氣罐給大齒輪噴射油裝置供氣，取消噴射油裝置的空氣壓縮機(jī);將大齒輪噴嘴改為自動(dòng)清洗型，消除頻繁堵塞的缺陷;將齒輪泵改為氣動(dòng)泵，提高其安全性、可靠性。

3.7 大齒輪罩密封風(fēng)機(jī)優(yōu)化改造

將現(xiàn)有磨煤機(jī)的大齒輪罩密封風(fēng)母管和冷一次風(fēng)母管連通，用冷一次風(fēng)直接給磨煤機(jī)大齒輪罩內(nèi)提供密封風(fēng)源，取消磨煤機(jī)大齒輪罩密封風(fēng)機(jī);連接冷一次風(fēng)母管和密封風(fēng)母管的管道采用無縫管，在中間加裝一道隔離門和空氣濾網(wǎng)，方便隨時(shí)隔離清理濾網(wǎng)，還可調(diào)節(jié)大齒輪罩的密封風(fēng)量。

3.8 分離器人孔門改造

對(duì)分離器人孔門進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)快速清理。人孔門門框面板上部密封面中間開槽，內(nèi)部鑲嵌盤根，保證其嚴(yán)密性;人孔門設(shè)計(jì)不使用螺栓，用手輪、壓杠、螺桿、螺桿套實(shí)現(xiàn)快捷打開和封閉。

4 結(jié)束語

磨煤機(jī)性能優(yōu)化后，磨煤機(jī)的安全性、可靠性顯著改善，出力提高了20%左右，分離器煤粉細(xì)度R90由改造前的30%降至20%，煤粉均勻性指數(shù)也得到提高，穩(wěn)定了鍋爐的燃燒，減少了飛灰對(duì)鍋爐后續(xù)系統(tǒng)的磨損沖刷。2011年10月到2012年10月的運(yùn)行和試驗(yàn)結(jié)果顯示，鍋爐大渣質(zhì)量分?jǐn)?shù)由改造前的17%降至5%～7%，飛灰可燃物質(zhì)量分?jǐn)?shù)由改造前的6%降至3%左右，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。

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