MPS中速磨煤機的優化改造方法

楊 鋒

（陜煤化集團陜化公司，陜西 渭南 714100）

1 國內外煤粉制備設備的現狀

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

（1）在產品設計和加工制造及材料使用等方面，與國外同等設備還有差距。

（2）設備系列少，不能滿足不同用戶的需求。

2 中速磨煤機的優化改造方法

制粉設備是給制粉系統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備，主要依靠工作表面或介質之間的相互擠壓和摩擦將原煤研磨成極細煤粉，產品主要有高速磨（磨機轉速n=400～1500r/min）、中速磨（磨機轉速 n=20～40r/min）、低速磨（磨機轉速n=15～25r/min）。下面主要介紹中速磨。

中速磨（磨煤機轉速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，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。一次風環是裝有均流導向葉片的環形熱風道。由于磨機的旋轉，熱風以較高風速通過一次風環，制成的煤粉在一次風環處被吹起，在磨內進行干燥，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，內循環低，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，壓力調整更加簡潔，噪音達到國家環保要求，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，磨損均勻，自排雜物能力比較強。

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

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

（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定性。

（7）磨機磨煤出力比較大，廢料相對要少。熱風通過一次風環進入磨機內部，一次風環風速能達到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期目標

MPS中速磨煤機在運行過程中，經常會在下架體密封部產生漏粉現象，造成環境污染，增加了維護工作量，粉塵對設備的使用壽命也會產生影響；經常會在分離器部產生漏粉、漏油現象，造成油料的浪費，分離器齒圈的研損，經常要更換備件。因此在結構上進行改進，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數轉數，適當的提高中速磨煤機的出力。

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，優化了設計，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 楔形緊固結構的磨輥輥套設計

本次設計的磨輥輥套全部采用楔形緊固結構，可實現冷態拆裝，避免了老式磨煤機因采用熱裝而造成的拆卸困難的問題，在此基礎上，輥套的有效碾磨區（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 加載框架的新式設計

將早期的鑄造型加載框架改為經優化設計的焊接型加載框架，消除了鑄造缺陷帶來的設備隱患。同時將加載框架的導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設導向限位裝置，內設導向耐磨板，早期的導向板采用GP16材料，該材料硬度高，受到沖擊易開裂，更換也十分費力。本次磨煤機將導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 下架體密封環的改進

磨煤機除各種檢查門、檢修門與本體之間及各結合面法蘭之間的泄漏外，其主要泄漏發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及磨輥密封處，其主要原因是磨機處于正壓運行，磨機內部壓力高于外部大氣壓力。在各結合面間加裝石棉繩，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構密封。現引進的下架體密封結構雖然已廣泛應用在多家發電廠制粉系統的磨煤機中，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構，煤粉靠重力有向下外漏的趨勢，密封風產生的風壓必須克服煤粉重力將其吹回磨室內，但由于磨煤機運行條件較差，加上操作過程中對風、煤給入量調節不合理，即風煤比不合理，靠一次風不足以將合格煤粉通過噴嘴環吹到分離器，這樣造成“堵磨現象”。由于下架體密封環最上一圈石墨環與磨盤支座間留有1mm允許密封風進入磨內的間隙，大顆粒的煤粉將從此間隙落入密封風室內，時間長了造成作為研磨介質將石墨環與軸之間磨出間隙，煤粉隨之外泄。此過程反復進行，形成惡性循環，使煤粉大量外泄最終使磨機不得不停機檢修。

2）此結構密封材料石墨受損，時間長了必然有間隙，原設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，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著火必須通入蒸汽，蒸汽冷卻后變為水，將攜帶煤粉流入下架體密封環，彈簧經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）密封風機參數選擇不合理，形成不了足以頂起大顆粒煤粉的風壓，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構成，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、四圈密封環外圈用彈簧勒緊補償石墨塊與磨盤支座軸磨損產生的間隙。新的密封結構采用帶有密封風室，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室對下部密封造成不利的條件。

［1］張自成.基于混沌優化BP網絡的中速磨存煤量軟測量方法[D].上海大學,2007.

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