MPS中速磨煤機的優(yōu)化改造方法

楊 鋒

（陜煤化集團陜化公司，陜西 渭南 714100）

1 國內(nèi)外煤粉制備設(shè)備的現(xiàn)狀

近年來，國外非常重視對煤粉制備設(shè)備的研究，先進的工業(yè)化國家，煤粉制備設(shè)備已經(jīng)渡過了發(fā)展的初級階段。20世紀(jì)80年代，我國主要目標(biāo)是提高制粉效率和滿足工業(yè)上生產(chǎn)的要求。從整體上看，同國外的煤粉制備技術(shù)比較，我國的煤粉制備技術(shù)還存在一定的問題：

（1）在產(chǎn)品設(shè)計和加工制造及材料使用等方面，與國外同等設(shè)備還有差距。

（2）設(shè)備系列少，不能滿足不同用戶的需求。

2 中速磨煤機的優(yōu)化改造方法

制粉設(shè)備是給制粉系統(tǒng)磨制成一定粒度的煤粉，然后輸入鍋爐進行燃燒。磨煤機是主要制粉設(shè)備，主要依靠工作表面或介質(zhì)之間的相互擠壓和摩擦將原煤研磨成極細(xì)煤粉，產(chǎn)品主要有高速磨（磨機轉(zhuǎn)速n=400～1500r/min）、中速磨（磨機轉(zhuǎn)速 n=20～40r/min）、低速磨（磨機轉(zhuǎn)速n=15～25r/min）。下面主要介紹中速磨。

中速磨（磨煤機轉(zhuǎn)速n=20～40r/min）。中速磨的工作原理都相似。原煤從落煤管落入磨內(nèi)，在碾磨部件的表面之間進行研磨，在壓力和擠壓作用下制成煤粉。一次風(fēng)環(huán)是裝有均流導(dǎo)向葉片的環(huán)形熱風(fēng)道。由于磨機的旋轉(zhuǎn)，熱風(fēng)以較高風(fēng)速通過一次風(fēng)環(huán)，制成的煤粉在一次風(fēng)環(huán)處被吹起，在磨內(nèi)進行干燥，磨機上部的分離器對煤粉起分離作用，合格的煤粉被吹帶到磨外，進入鍋爐內(nèi)進行燃燒。

2.1 MPS中速磨煤機特點

目前我公司所選用的MPS型中速磨煤機有以下特點：

（1）和其它磨機相比，磨輥比較大，物料碾磨充分，內(nèi)循環(huán)低，出力相對高，煤單耗功較低。

（2）和其它磨機相比運行比較平穩(wěn)，壓力調(diào)整更加簡潔，噪音達到國家環(huán)保要求，磨損相對比較均勻。在12°~15°之間磨輥可自由擺動，這樣加載力總是垂直進行加載，均布分配加載力，減小了振動，出力平穩(wěn)，磨損均勻，自排雜物能力比較強。

（3）加載力能自動調(diào)整。耐磨件在磨損后，液壓變加載裝置能夠自動進行調(diào)整加載力，進行及時補償；彈簧加載則需進行定期停機調(diào)整加載力，調(diào)整彈簧的壓縮量，確保磨機出力不會下降。MPS磨還能根據(jù)鍋爐煤量的需求情況，實現(xiàn)變加載，加載壓力根據(jù)需要的煤量進行調(diào)整，能夠根據(jù)要求進行自動調(diào)節(jié)。

（4）加載負(fù)荷直接通過減速機傳至磨機基礎(chǔ)，加載力均勻傳遞，磨機能安全地、穩(wěn)定地運行。

（5）磨損后期，磨機的出力不會下降很多，其它型式的中速磨，磨損后期出力要下降嚴(yán)重。

（6）碾磨件由Cr、Ni等多種合金制造，使用壽命提高很多，更加耐用。磨輥套和磨盤襯板可用高鉻（Cr2021）、硬鎳（Ni-HardIV）或堆焊其它硬質(zhì)合金材料制造，兩面的使用增加了壽命，減少磨機備件更換的頻率，增加了磨機運行的穩(wěn)定性。

（7）磨機磨煤出力比較大，廢料相對要少。熱風(fēng)通過一次風(fēng)環(huán)進入磨機內(nèi)部，一次風(fēng)環(huán)風(fēng)速能達到70~90m/s，確保了原煤能被充分托住，托不住的廢料被排除磨外，只需定時檢查廢料箱，大大減小維護人員的工作量。

2.2 目前存在的問題及改造預(yù)期目標(biāo)

MPS中速磨煤機在運行過程中，經(jīng)常會在下架體密封部產(chǎn)生漏粉現(xiàn)象，造成環(huán)境污染，增加了維護工作量，粉塵對設(shè)備的使用壽命也會產(chǎn)生影響；經(jīng)常會在分離器部產(chǎn)生漏粉、漏油現(xiàn)象，造成油料的浪費，分離器齒圈的研損，經(jīng)常要更換備件。因此在結(jié)構(gòu)上進行改進，分離器部采用先進帶傳動代替原有的齒輪傳動，這樣做不僅解決了漏油和漏粉問題，還大大降低設(shè)備的重量，減少了成本，維護更加簡單。下假體密封部也采取改進措施，解決漏粉問題。在不影響運行的情況下，提高中速磨煤機的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)，適當(dāng)?shù)奶岣咧兴倌ッ簷C的出力。

2.3 MPS中速磨煤機的改進方法

本文在如下四個方面進行了改進，優(yōu)化了設(shè)計，提高了效率，提高了使用壽命，降低了重量，使用更加簡單化。

2.3.1 楔形緊固結(jié)構(gòu)的磨輥輥套設(shè)計

本次設(shè)計的磨輥輥套全部采用楔形緊固結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)冷態(tài)拆裝，避免了老式磨煤機因采用熱裝而造成的拆卸困難的問題，在此基礎(chǔ)上，輥套的有效碾磨區(qū)（磨損較快的部位）采用局部加厚措施（加厚約10%~20%），提高輥套的利用率，即提高輥套的使用壽命。

2.3.2 加載框架的新式設(shè)計

將早期的鑄造型加載框架改為經(jīng)優(yōu)化設(shè)計的焊接型加載框架，消除了鑄造缺陷帶來的設(shè)備隱患。同時將加載框架的導(dǎo)向裝置由滑動摩擦副改為滾動摩擦副。加載框架工作時由于煤層厚度的不斷波動而上下移動，加載框架在三個拉桿的加載部位的筒體側(cè)設(shè)導(dǎo)向限位裝置，內(nèi)設(shè)導(dǎo)向耐磨板，早期的導(dǎo)向板采用GP16材料，該材料硬度高，受到?jīng)_擊易開裂，更換也十分費力。本次磨煤機將導(dǎo)向板改為滾動軸承裝置，該裝置與磨機架體螺栓連接，在磨煤機外部即可拆卸更換，在提高壽命和改善工作摩擦條件的同時，也大大減少了更換時間。

2.3.3 下架體密封環(huán)的改進

磨煤機除各種檢查門、檢修門與本體之間及各結(jié)合面法蘭之間的泄漏外，其主要泄漏發(fā)生在運動部件與靜止部件之間，即：拉桿與中架體，磨盤支座與下架體密封環(huán)及磨輥密封處，其主要原因是磨機處于正壓運行，磨機內(nèi)部壓力高于外部大氣壓力。在各結(jié)合面間加裝石棉繩，使之受壓縮變形是有效防止靜止件間隙漏粉的方法。但是如前所述的動靜件之間不可能靠上述結(jié)構(gòu)密封。現(xiàn)引進的下架體密封結(jié)構(gòu)雖然已廣泛應(yīng)用在多家發(fā)電廠制粉系統(tǒng)的磨煤機中，但密封效果不甚理想。究其原因有以下幾點：

1）由于采用徑向密封結(jié)構(gòu)，煤粉靠重力有向下外漏的趨勢，密封風(fēng)產(chǎn)生的風(fēng)壓必須克服煤粉重力將其吹回磨室內(nèi)，但由于磨煤機運行條件較差，加上操作過程中對風(fēng)、煤給入量調(diào)節(jié)不合理，即風(fēng)煤比不合理，靠一次風(fēng)不足以將合格煤粉通過噴嘴環(huán)吹到分離器，這樣造成“堵磨現(xiàn)象”。由于下架體密封環(huán)最上一圈石墨環(huán)與磨盤支座間留有1mm允許密封風(fēng)進入磨內(nèi)的間隙，大顆粒的煤粉將從此間隙落入密封風(fēng)室內(nèi)，時間長了造成作為研磨介質(zhì)將石墨環(huán)與軸之間磨出間隙，煤粉隨之外泄。此過程反復(fù)進行，形成惡性循環(huán)，使煤粉大量外泄最終使磨機不得不停機檢修。

2）此結(jié)構(gòu)密封材料石墨受損，時間長了必然有間隙，原設(shè)計為了補償磨損量是靠石墨塊之間有間隙，且整圈石墨塊外面用拉伸彈簧勒緊，這樣磨損后靠彈簧拉力將石墨塊壓向軸側(cè)，從而達到消除間隙的目的。但實際運行工況中磨煤機有緊急停機工況，此時，為防止煤粉在磨機內(nèi)著火必須通入蒸汽，蒸汽冷卻后變?yōu)樗瑢y帶煤粉流入下架體密封環(huán)，彈簧經(jīng)水和煤粉侵襲后將失去彈性，從而不能起到勒緊石墨塊補償間隙的作用。

3）密封風(fēng)機參數(shù)選擇不合理，形成不了足以頂起大顆粒煤粉的風(fēng)壓，使煤粉外泄。

本次下架體密封裝置是由四圈石墨塊組成的密封環(huán)構(gòu)成，其中上面一圈與磨盤支座軸之間有1mm間隙。下面三圈緊箍在磨盤支座軸上、四圈密封環(huán)外圈用彈簧勒緊補償石墨塊與磨盤支座軸磨損產(chǎn)生的間隙。新的密封結(jié)構(gòu)采用帶有密封風(fēng)室，分上下兩部分的壓差接觸式與石墨端面接觸式密封，這樣可保證煤粉不能進入密封風(fēng)室對下部密封造成不利的條件。

［1］張自成.基于混沌優(yōu)化BP網(wǎng)絡(luò)的中速磨存煤量軟測量方法[D].上海大學(xué),2007.

［2］許桂琴.600MW機組中速磨煤機選型設(shè)計[J].吉林電力,2001(6).