雙進雙出鋼球磨煤機少球改造后故障原因分析及對策

陳飛云，姚昌模，雷施軒

(1.華能重慶珞璜發(fā)電有限責(zé)任公司，重慶402283;2.重慶電力高等?？茖W(xué)校，重慶400053)

某電廠三期2×600 MW機組采用直吹式制粉系統(tǒng)，磨煤機選用的是上海重型機械廠制造的BBD4062型雙進雙出鋼球磨煤機。該型號磨煤機具有連續(xù)作業(yè)率高、維修方便、出力和細度穩(wěn)定、儲存能力大、響應(yīng)迅速、運行靈活性大、較低的風(fēng)煤比、適用煤種廣、不受異物影響等優(yōu)點。它適合研磨各種硬度和腐蝕性強的煤種，是火力發(fā)電廠鍋爐制粉設(shè)備中，一種性能優(yōu)越的直吹式低速磨煤機。其基本性能參數(shù)如下:銘牌出力為62 t/h;筒體有效內(nèi)徑為3 950 mm;筒體有效長度為6 340 mm;筒體有效容積為77.7 m3;筒體轉(zhuǎn)速為16.6 r/min;分離器直徑為2 900 mm。

BBD4062型磨煤機原采用普通低鉻鑄球及波紋形襯板，初裝鋼球規(guī)格為 Φ30、Φ40、Φ50型各占1/3，正常補加球為Φ50的鋼球。由于鋼球級配過于單一，對磨煤機內(nèi)石頭的及時破碎和煤粉細度的及時調(diào)整都有較大的影響。傳統(tǒng)波紋形襯板波峰高度較低，且波面過于平滑，帶球能力較差，致使磨煤機破碎和研磨效果較差。投產(chǎn)以來，鍋爐運行基本能滿足生產(chǎn)的需要，但存在制粉單耗高、鋼球消耗過高等問題，三期制粉單耗高達26.63 kW·h/t。

通過一系列的技術(shù)比較，該電廠最終采用了湖南紅宇新材料股份有限公司開發(fā)并擁有專利的少球級配(鉻錳鎢鋼球)及配套臺階形襯板高效節(jié)能技術(shù)。該技術(shù)主要是在鋼球耐磨性高、失圓率低的基礎(chǔ)上對磨球級配進行優(yōu)化，且配套襯板設(shè)計新穎，采用波峰與底板可拆卸方式，波峰采用臺階形設(shè)計，能使小球卡在臺階上，有效提高帶球高度、調(diào)節(jié)帶球規(guī)格數(shù)量及磨球落點，從而提高磨球破碎與研磨效率。

1 改造后的故障情況

少球技術(shù)改造后，磨煤機運行電耗由26.63 kW·h/t降至17.6 kW·h/t，取得了非常明顯的節(jié)能效果，且設(shè)備運轉(zhuǎn)振動及噪音均正常。但少球技術(shù)改造一年多后，6#爐C磨煤機在檢修后啟動時，主電機速斷保護動作，經(jīng)檢修部電氣、鍋爐專業(yè)人員檢查后，初步認定是由于磨煤機傳動部件卡澀導(dǎo)致啟動電流過高。解開聯(lián)軸器后檢查確認，磨煤機電機、盤車、減速器、大小齒輪部件均無卡澀。準備再次試轉(zhuǎn)磨煤機時發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動端頂軸油泵啟動后壓力過低，壓力一直不足10 bar，且未出現(xiàn)浮峰值，遠遠低于磨煤機啟動條件允許值。但多次檢查后均確認驅(qū)動端頂軸油泵及附屬管路均正常，磨煤機大瓦瓦面正常。由于查不到導(dǎo)致磨煤機主電機速斷保護動作的真正原因，該廠技術(shù)人員對磨煤機出現(xiàn)速斷保護前的運行情況進行了分析，懷疑中空軸與中空管動靜結(jié)合處被鋼球卡住，做好安全措施后進行6#爐C磨煤機大罐檢查工作。鍋爐檢修人員進入磨煤機筒體內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn)，C磨中空軸(轉(zhuǎn)動部件)與中空管(靜止部件)之間的環(huán)形間隙上部有較多的鋼球(直徑8～24 mm)進入，如圖1所示。

將卡在環(huán)形間隙中的鋼球全部取出后，啟動磨煤機頂軸油泵，油壓正常;啟動磨煤機盤車電機，磨煤機慢轉(zhuǎn)正常，判斷磨煤機故障已消除，可以啟動主電機。主電機啟動后，各項參數(shù)均在正常范圍內(nèi)。

2 原因分析

2.1 直接原因

磨煤機中空軸與中空管上部環(huán)形間隙被鋼球卡澀后，磨煤機筒體的重量通過鋼球直接落到進煤器固定的中空管上。從而導(dǎo)致了以下兩種故障現(xiàn)象:第一，鋼球?qū)屿o結(jié)合部位的間隙卡住，導(dǎo)致磨煤機轉(zhuǎn)動時電機過負荷，引起主電機速斷保護動作;第二，鋼球卡在磨煤機中空管與中空軸的環(huán)形間隙(動靜結(jié)合處)上部后，磨煤機筒體的重量通過鋼球作用在進煤器上，而并未落到大瓦上。因大瓦與磨煤機中空軸間隙過大，在頂軸油泵啟動時，無法密封住壓力，導(dǎo)致頂軸油泵啟動時壓力過低。

圖1 鋼球卡澀位置示意圖

2.2 間接原因

該電廠三期磨煤機煤位測量裝置由電耳測量和壓差測量組成，如圖2所示，用于監(jiān)測磨內(nèi)的煤位，并通過煤位信號來控制給煤機的給煤量。二種測量方式是相互獨立的，在使用時可根據(jù)實際情況通過切換來選用。一般情況下，電耳測量用于筒體從無煤至滿負荷期間煤位控制;壓差測量用于磨內(nèi)煤位在一定高度范圍內(nèi)的煤位監(jiān)測。測量環(huán)路中，四根通有低速恒壓空氣的測壓管子分別置于磨機兩端，每端兩根管子分別置于筒體內(nèi)上、下部。下部管子置于煤粉層下10～15 mm。上、下測壓管子連接壓差變送器，壓差讀數(shù)就代表了上下探頭之間的煤粉平均濃度，發(fā)出的信號代表著磨內(nèi)煤位。

壓差測量應(yīng)用低速噴射氣流的原理使用在容器上。磨煤機筒體相當(dāng)于壓力容器，采用壓差測量法來測量筒體內(nèi)上下煤粉層面之壓差。

由于磨煤機進行少球技術(shù)改造后，鋼球裝載量由86.5 t減少至不到50 t，裝球量減少后，在出力得到保證的基礎(chǔ)上，制粉電耗得到有效降低，由26.63 kW·h/t降至17.6 kW·h/t。但裝球量減少后，球煤層高度降低，在粉位已經(jīng)很高的時候，煤粉依然無法將壓差測量管淹沒，導(dǎo)致粉位壓差測量裝置失效，一直處于較低粉位狀態(tài)。運行人員為了提高粉位，不斷增大給煤量，導(dǎo)致磨煤機筒體內(nèi)處于半堵罐狀態(tài)，球煤層已高于中空管與中空軸動靜結(jié)合部環(huán)形通道下部。由于磨煤機自2006年投運后至今，并未對中空管進行檢修，中空管外表面因磨損嚴重，導(dǎo)致動靜結(jié)合處間隙過大。磨煤機中空軸內(nèi)表面的螺旋止擋塊也已磨損掉，導(dǎo)致鋼球極易進入間隙被攜帶至高處，一旦磨煤機停運時，鋼球仍然卡在上部，就導(dǎo)致磨煤機卡澀以及頂軸油泵油壓低的故障。

圖2 磨煤機煤位測量裝置圖

3 處理措施

(1)在保證有足夠轉(zhuǎn)動間隙的基礎(chǔ)上，將間隙較大處用圓鋼補焊，以減少大鋼球進入而引起卡澀。

(2)將壓差測量裝置下部的管子加長，聯(lián)系專業(yè)廠家進行調(diào)試，以提高少球技術(shù)改造后的較低煤球?qū)痈叨认碌姆畚粶y量準確度。

(3)利用機組檢修機會，將中空管抽出后，修復(fù)被磨損部位，并恢復(fù)中空軸內(nèi)表面螺旋止推塊，以阻止鋼球進入。

(4)利用機組檢修機會，對鋼球進行篩選，及時清除小鋼球。

4 處理后的效果

通過上述處理措施后，雙進雙出鋼球磨煤機少球改造后故障明顯減少。由于對磨煤機筒體內(nèi)的料位測量裝置進行了改進，料位測量更加準確。通過對動靜結(jié)合處加焊圓鋼并恢復(fù)螺旋止推塊，三期鍋爐共計12臺雙進雙出鋼球磨煤機，再未發(fā)生過因鋼球卡澀在中空管及中空軸動靜結(jié)合處，導(dǎo)致磨煤機無法轉(zhuǎn)動的故障。及時篩除小鋼球，不僅減少了小鋼球卡在動靜結(jié)合處的幾率，對提升制粉系統(tǒng)出力，降低制粉電耗也有明顯的改善。

5 總結(jié)

通過對BBD4062雙進雙出鋼球磨煤機少球改造后的故障消除，既保證了磨煤機正常、連續(xù)地工作，又滿足了電廠制粉系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的需要，對同類型磨煤機電廠技術(shù)改造有一定的借鑒作用。

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［2］ 劉亮.雙進雙出磨煤機運行特性及常見故障處理［J］.知識經(jīng)濟，2013，(13):103.

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