中速磨煤機(jī)的金屬損耗分析

石 懷

內(nèi)蒙古大板發(fā)電有限責(zé)任公司

中速磨煤機(jī)的金屬損耗分析

石 懷

內(nèi)蒙古大板發(fā)電有限責(zé)任公司

中速磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)是大型燃煤爐的重要組成部分，隨著磨煤機(jī)的不斷改造和更新，中速磨煤機(jī)的金屬損耗就成了一個(gè)課題，只有深入細(xì)致的了解中速磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)的特點(diǎn)以及影響中速磨煤機(jī)的一次風(fēng)的特性，才能真正降低中速磨煤機(jī)的部件磨損。對于中速磨煤機(jī)的定期維護(hù)、定期檢查、定期檢修也是保證中速磨煤機(jī)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的先決條件。同時(shí)討論了影響中速磨經(jīng)濟(jì)安全工作的主要因素，并提出相應(yīng)合理的運(yùn)行方式，對電廠實(shí)際運(yùn)行具有理論指導(dǎo)意義。

中速磨煤機(jī)；一次風(fēng)；金屬損耗；碾磨損；沖蝕磨損；磨煤出力

前言

近年來，隨著火電廠的發(fā)展、大型燃煤爐采用中速磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)占有很大的一部分，中速磨煤機(jī)在大型火電廠的廣泛應(yīng)用已成為不可逆轉(zhuǎn)的必然趨勢。

然而，對中速磨煤機(jī)及直吹式制粉系統(tǒng)的運(yùn)行特性不熟悉，加上國內(nèi)燃料應(yīng)用情況的復(fù)雜性給運(yùn)行和金屬的損耗帶來了諸多問題，隨著我國節(jié)能降耗的大力深入和企業(yè)內(nèi)部的挖潛增效，制粉系統(tǒng)的金屬損耗就成了一個(gè)重要的課題，充分地做好運(yùn)行中一次風(fēng)調(diào)節(jié)，以及細(xì)致認(rèn)真的檢修，才能減少金屬的損耗，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，創(chuàng)造良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。二 中速磨煤機(jī)正壓冷一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)的特點(diǎn)

正壓直吹式制粉系統(tǒng)的特點(diǎn)是磨煤機(jī)保證鍋爐負(fù)荷的需要，均勻、連續(xù)地供給爐膛合格的煤粉，因此在任何時(shí)候運(yùn)行的磨煤機(jī)的磨煤量均等于鍋爐燃料的消耗量，磨煤量是隨著鍋爐負(fù)荷的變化而變化。

正壓直吹式制粉系統(tǒng)最顯著地特點(diǎn)是，一次風(fēng)機(jī)裝在磨煤機(jī)的前面，同時(shí)一次風(fēng)分成兩路，一路是進(jìn)入空氣預(yù)熱器加熱，然后再進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行干燥原煤，同時(shí)攜帶合格的煤粉進(jìn)入爐膛燃燒，。另一路風(fēng)是在空氣預(yù)熱器和一次風(fēng)機(jī)出口之間引出的，對磨煤機(jī)的溫度進(jìn)行控制，防止磨煤機(jī)內(nèi)部超溫和著火。運(yùn)行人員調(diào)整好冷、熱一次風(fēng)，可以提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)性，減少磨煤機(jī)的金屬損耗。

保持適當(dāng)?shù)囊弧⒍物L(fēng)出口速度和風(fēng)率，是建立良好的爐內(nèi)動(dòng)力工況，使風(fēng)粉混合均勻，保證燃料正常著火和燃燒的必要條件。一次風(fēng)速過高會(huì)推遲著火，空預(yù)器漏風(fēng)加大，過低則可能燒壞噴口，并可能在一次風(fēng)管造成煤粉沉積，在磨煤機(jī)風(fēng)量滿足的前提下，一次風(fēng)壓應(yīng)維持在9～10.5kPa（根據(jù)具體調(diào)試確定）。二次風(fēng)速過高或過低都可能直接破壞爐內(nèi)正常動(dòng)力工況，降低火焰的穩(wěn)定性，因此應(yīng)控制好二次風(fēng)箱與爐膛差壓值。一次風(fēng)率增大，著火時(shí)間推遲，顯然這對低揮發(fā)分燃料是不利的；對高揮發(fā)分燃料著火并不困難，為保證火焰迅速擴(kuò)散和穩(wěn)定，要求有較高的一次風(fēng)率。鍋爐運(yùn)行過程中，保證一定的一次風(fēng)壓對穩(wěn)定燃燒極其重要，一次風(fēng)壓的波動(dòng)易造成燃燒不穩(wěn)，所以運(yùn)行過程中一次風(fēng)壓是一較重要的監(jiān)視參數(shù)。在自動(dòng)狀態(tài)下一次風(fēng)壓隨負(fù)荷變化，成一曲線關(guān)系。一次風(fēng)壓投自動(dòng)時(shí)，負(fù)荷大幅變化時(shí)應(yīng)密切監(jiān)視一次風(fēng)壓的變化，防止一次風(fēng)壓過低導(dǎo)致不出粉，這種情況多出現(xiàn)在機(jī)組啟動(dòng)、斷煤、負(fù)荷偏低停運(yùn)制粉系統(tǒng)時(shí)。

二 影響中速磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)金屬損耗的因素

1、一次風(fēng)對磨煤機(jī)金屬損耗的影響

一次風(fēng)作為原煤的干燥風(fēng)和煤粉的攜帶風(fēng)，風(fēng)溫影響煤粉干燥，風(fēng)壓影響煤粉的剛性和細(xì)度。

1.1 熱一次風(fēng)的風(fēng)溫的高低，是決定原煤干燥出力和煤粉細(xì)度的關(guān)鍵因素，當(dāng)風(fēng)溫較高時(shí)，能很好地滿足干燥出力，同時(shí)原煤易于破碎，減少磨輥和磨盤瓦的金屬損耗，煤粉的破碎細(xì)度大大提高，減少了煤的重復(fù)碾磨才能達(dá)到的煤粉細(xì)度，延長了金屬磨損件的使用壽命。

1.2 當(dāng)熱一次風(fēng)風(fēng)溫較低時(shí)，原煤中的水分不易蒸發(fā)，煤的可磨性增大，煤的二次碾磨幾率增多，金屬損耗就越大，煤的顆粒變大，不利于熱風(fēng)的攜帶，對于靜態(tài)分離器和磨輥、磨盤瓦磨損就加劇，經(jīng)濟(jì)性降低。

1.3 運(yùn)行中的磨煤機(jī)如果一次風(fēng)壓偏高，勢必造成煤粉顆粒變粗，大的煤粉顆粒就造成分離器、煤粉管、噴燃器的金屬磨損增加，同時(shí)煤粉剛性增大，推遲煤粉在爐膛的著火，燃燒也不完全，增高后的一次風(fēng)壓，對于非碾磨件的金屬?zèng)_刷非常嚴(yán)重，如：加載架、中架體下部、動(dòng)靜噴嘴環(huán)、磨輥支架護(hù)板、煤粉管路等。

1.4 一次風(fēng)的風(fēng)壓如果偏低，容易堵塞煤粉管，造成磨煤機(jī)飽磨（原煤或煤粉在磨內(nèi)無法被完全破碎或被一次風(fēng)帶走，堵塞風(fēng)道及排渣箱，電機(jī)過載），煤的剛性減弱，二次磨損增加。雖然非碾磨件的金屬損耗降低，可碾磨件的磨損增加。磨煤機(jī)的內(nèi)部阻力及磨煤機(jī)一次風(fēng)入口與分離器出口之間的靜壓差值增大。當(dāng)磨煤機(jī)內(nèi)部粉量增加，此阻力值將隨著粉量的增加而逐漸變大。很好的控制此阻力值同樣可以減少金屬的磨損。

2、加載力對中速磨煤機(jī)金屬損耗的影響

加載力越大，石子煤量相應(yīng)變少，但是對于磨輥和磨盤瓦的磨損相對較大。因此，在磨損中后期，只要石子煤符合要求，不能一味通過增加一次風(fēng)量和增加加載力來減少石子煤量。此外，加載力過低，產(chǎn)生的石子煤量必然會(huì)增加，相應(yīng)煤粉的出力也不足，煤粉的二次磨損次數(shù)增多，同樣金屬磨損也會(huì)增加。合適的加載力和反作用力對于同一煤種，它的碾磨出力、通風(fēng)出力、干燥出力相匹配的情況下，金屬損耗是最經(jīng)濟(jì)的。磨煤機(jī)采用變加載，磨煤機(jī)的出力大小可自動(dòng)、隨時(shí)隨地進(jìn)行調(diào)整。機(jī)組調(diào)峰時(shí)，避免磨煤機(jī)的頻繁啟動(dòng)，運(yùn)行操作方便。有利于延長耐磨件壽命，可減少金屬損耗20%。

3、鐵塊、石塊、木塊對于中速磨煤機(jī)金屬損耗的影響

3.1 輸煤系統(tǒng)除鐵器效果的好壞直接影響中速磨煤機(jī)的金屬損耗和部件的使用壽命，當(dāng)除鐵器的效率達(dá)到100%時(shí)，磨煤機(jī)部件的使用壽命將達(dá)到15000～20000小時(shí)，除鐵效率達(dá)到80%時(shí)，中速磨煤機(jī)部件使用壽命降低5000～6000小時(shí)，由此可見輸煤系統(tǒng)除鐵的好壞，對于中速磨煤機(jī)的金屬損耗至關(guān)重要。

3.2 石塊的決定因素是燃料的采購環(huán)節(jié)，好的煤質(zhì)是減少中速磨煤機(jī)部件的關(guān)鍵，石子對磨輥和磨盤瓦的磨損相當(dāng)快，控制好原煤的質(zhì)量非常重要，它可以延長中速磨煤機(jī)部件的使用壽命。石子一旦被磨碎，必將被熱風(fēng)攜帶，被攜帶走的細(xì)小沙粒，加劇靜態(tài)分離器、煤粉管路的磨損，中速磨煤機(jī)的經(jīng)濟(jì)性大大降低，也不利于爐膛的著火燃燒。

3.3 木塊和原煤是靠除雜物機(jī)進(jìn)行分離的，大的木塊被分離，小的木塊在中速磨煤機(jī)中不容易碾磨，在離心力的作用下，進(jìn)入石子煤倉被排掉。木塊在中速磨煤機(jī)中使磨輥的作用力和反作用力增強(qiáng)，導(dǎo)致瞬間的提升力增大，原煤不容易磨碎，在等量的通風(fēng)量下，煤粉出力減少。要想增加出力，必將增加一次風(fēng)量，這樣熱風(fēng)對非碾磨件的磨損增加。

三 降低中速磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)金屬損耗的措施

進(jìn)行系統(tǒng)改造、加強(qiáng)運(yùn)行控制、注意檢修維護(hù)

1、建議用戶對一次熱風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，使一次風(fēng)溫能夠達(dá)到設(shè)計(jì)值。

2、加強(qiáng)運(yùn)行控制，盡量提高一次風(fēng)溫。在不影響磨煤機(jī)運(yùn)行及鍋爐燃燒的情況下，適當(dāng)降低磨煤機(jī)出口的溫度，來降低入口一次風(fēng)量，從而降低噴嘴環(huán)噴口處風(fēng)粉混合物的速度，以減輕磨內(nèi)部的磨損。

3、注意檢修維護(hù)，按照磨煤機(jī)說明書中的要求定期檢查磨損情況，保證及時(shí)更換和檢修。

3.1磨輥防護(hù)板防護(hù)措施：

3.1.1 采用貼陶瓷襯板以增加其使用壽命。

3.1.2 采用堆焊技術(shù)以增加使用壽命。

3.2 加載架護(hù)板，在護(hù)板上貼陶瓷或進(jìn)行堆焊。

3.3 中架體大門襯板，在中架體襯板易磨損部位貼陶瓷襯板或進(jìn)行堆焊。

3.4 中速磨煤機(jī)內(nèi)部的沖蝕磨損，降低沖蝕磨損的關(guān)鍵是降低風(fēng)速，因此降低噴嘴環(huán)噴口處的風(fēng)速是降低耐磨件磨損的最有效的措施。

四、結(jié)論

中速磨煤機(jī)正壓冷一次風(fēng)直吹式制粉系統(tǒng)是金屬損耗相對較少的一個(gè)磨煤機(jī)類型，由于運(yùn)行中熱一次風(fēng)溫達(dá)不到設(shè)計(jì)值，不能滿足干燥出力，只有提高一次風(fēng)速來滿足爐膛燃燒需要，它勢必會(huì)加速磨煤機(jī)內(nèi)部的沖蝕磨損。正常運(yùn)行工況，煤質(zhì)較好的情況下，中速磨輥套、磨盤瓦、碾磨件的使用壽命普遍在15000～20000小時(shí)左右。針對這種運(yùn)行工況，在排渣量允許的情況下，可適當(dāng)降低加載力，這樣可在一定程度上延長碾磨件的壽命，同時(shí)可解決因風(fēng)量大、煤層薄而引起的磨煤機(jī)磨損加劇。運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)燃煤種類和鍋爐負(fù)荷的需要，相應(yīng)調(diào)整通風(fēng)量、碾磨力，以保證磨煤機(jī)工作和鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性。

[1]煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程.中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)

[2]計(jì)算流體力學(xué)的理論、方法及應(yīng)用.科學(xué)出版社

[3]金屬材料學(xué).冶金工業(yè)出版社

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.072

石懷，職務(wù)：鍋爐點(diǎn)檢員，工作單位：內(nèi)蒙古大板發(fā)電有限責(zé)任公司工程部。