大容量燃煤鍋爐中速磨煤機炭精環損壞分析及措施

劉冬明（天津大唐國際盤山發電有限責任公司，　天津`301900）

大容量燃煤鍋爐中速磨煤機炭精環損壞分析及措施

劉冬明
（天津大唐國際盤山發電有限責任公司，天津`301900）

分析某發電公司一起中速輥式磨煤機炭精環損壞異常原因，制定了針對性較強的防范措施，有效避免同類型異常的發生。

磨煤機；石子煤；炭精環；配煤；運行管理

發電企業中，制粉系統屬于十分龐大且重要的輔機設備，因此制粉系統的可靠備用對整個鍋爐系統甚至整個機組運行安全有重要影響。對于目前普遍采用直吹式制粉系統的大容量調峰機組而言，制粉系統能否可靠備用將直接影響機組的調峰能力和安全經濟運行。以下對某發電公司MPS中速輥式磨煤機炭精環損壞的異常進行分析。

一、主設備簡介

某發電公司600MW機組的鍋爐主設備選用哈爾濱鍋爐廠的國產設備，為亞臨界壓力、一次中間再熱、固態排渣、單爐膛、Π型布置、全鋼構架懸吊結構、半露天布置、控制循環汽包爐，型號為HG-2023/17.6-YM4。每臺鍋爐配有6套制粉系統，BMCR（鍋爐連續滿負荷）工況5套運行1套備用。制粉系統設計為正壓直吹式，其中磨煤機選用的是北京電力設備總廠生產的ZGM—123型MPS（中速輥式）磨煤機。磨煤機主要參數見表1。

表1　MPS中速輥式磨主要參數

二、MPS中速輥式磨煤機介紹

MPS型中速磨煤機磨煤機屬于外加力型輥盤式磨煤機。電動機通過主減速機驅動磨盤旋轉，磨盤的轉動帶動3個磨輥（120°均布）自轉。原煤通過進煤管落入磨盤，在離心力的作用下沿徑向向磨盤周邊運動，均勻進入磨盤輥道，在磨輥與磨盤瓦之間進行碾磨，磨煤機主要結構和制粉流程如圖1所示。整個碾磨系統封閉在中架體內。碾磨壓力通過磨輥上部的加載架及3個拉桿傳至磨煤機基礎，磨煤機殼體不承受碾磨力。碾磨壓力由液壓系統提供，可根據煤種進行調整。碾磨壓力及碾磨件的自重全部作用于減速機上，由減速機傳至基礎。3個磨輥均分布于磨盤輥道上，并鉸固在加載架上。加載架與磨輥支架通過滾柱可沿徑向作傾斜12～15°擺動，以適應物料層厚度的變化及磨輥與磨盤瓦磨損時所帶來的角度變化。

磨煤機用于正壓和微正壓系統的下架體密封環按炭精石墨環結構設計，炭精石墨環設計的結構原理如下：炭精密封環安裝在磨煤機下架體密封殼體的環形槽中，功能是將磨煤機內部帶有動壓的含煤粉塵熱風與外界大氣隔絕。炭精密封環的內圓柱面與磨煤機磨盤座的圓柱密封面緊密接觸。整體下架體密封環有上密封環和下密封環，上密封環為縫隙式密封環，下密封環為炭精密封環，上下密封環之間充滿密封風，上密封環的縫隙使密封風外溢到磨煤機內，下密封環與磨盤座之間保證氣密性。下密封環為兩圈，每圈分為若干段。磨煤機運行時密封環靜止，磨盤座轉動。密封環磨損后，由彈簧箍緊密封環以補償磨損量。

三、異常發生過程

某年9月16日13∶40，機組負荷580MW，6臺磨運行，總煤量280t/h，A、F磨為低硫煤，煤量58t/h，B、C、D、E磨為高硫煤，石子煤量大，水力沖洗系統無法將石子煤沖走，需要人工掏石子。其中D磨石子煤情況嚴重：煤量42t/h時電流最高67A，降煤量至35t/h左右，磨電流61A左右，煤量電流曲線如圖2所示。

此時D磨掏出的石子煤為灰白色的小顆粒狀。

停D磨人工徹底清理石子煤，15∶23人工清理完畢啟D磨運行，石子煤量仍較大，持續人工清理。20∶03停運D磨通知檢修檢查，16日4號爐全天石子煤量98t，D磨居多。

9月17日17∶29，聯系檢修試運D磨（D磨檢修票已押回），就地發現磨盤甩煤渣嚴重，DCS畫面上D磨一次風與密封風差壓為0（密封風壓力只有10kPa），檢修確認炭精環損壞，停D磨。

四、炭精環損壞的原因分析

1.直接原因

近期來煤中含石塊較多的劣質煤較多，按規定該劣質煤和高硫煤一起存放。磨煤機研磨劣質高硫煤運行期間，石子煤排放量大，水力沖洗無法清除系統中石子煤，必須關閉磨煤機排渣門進行人工清理。人工清理期間，在關閉液壓排渣門后，磨內持續排出的大量石子煤全部積聚在磨盤內，隨著人工清理的臺次數增多，人工清理速度延緩，加大了磨煤機內石子煤的存量，對磨煤機炭精環造成嚴重的磨損。

圖1　中速輥式磨煤機主要結構及制粉流程圖

圖2　D磨煤機煤量電流曲線

2.設備原因

（1）D磨運行時間均已達到7000h以上，接近大修周期。

（2）由于來煤煤質變差，可磨系數減小，磨煤機研磨部件磨損快速加劇，9月12日、10月21日檢查相繼發現3臺磨煤機磨輥均接近磨透；磨損嚴重的磨煤機石子煤量將進一步增大。

（3）磨煤機水力沖石子煤系統設計參數、容量無法滿足目前石子煤排放量大的工作要求。

（4）石子煤排渣箱容積過小且下半部分位于地面及人孔門以下，嚴重影響人工清理石子煤的速度。

3.管理原因

（1）近期含煤矸石、石塊較多的劣質煤入廠量增加且集中到廠，這是磨煤機石子煤排放量大幅增加的根本原因。

（2）劣質煤按高硫煤對待，發電部按硫分配煤方案有時造成磨損嚴重的磨煤機上高硫煤，加劇石子煤排放量。

（3）運行值長、機組長對人工掏石子煤工作的安排、人員調度、工作監督存在不到位情況。

（4）運行值長沒有正確處理好搶發電量和設備安全的關系，沒有及時停運石子煤堵煤嚴重的磨煤機，造成炭精環損壞。

（5）發電部專業管理、同信公司對石子煤量大幅增加引發設備損壞的后果重視不夠。

（6）為避免壓車，新入廠煤種或劣質煤直接入爐，造成石子煤排放情況失控。

（7）同信公司人工掏石子煤人員配置無法滿足多臺磨石子煤量排放大的工況要求，人工掏石子煤期間導致排渣門關閉時間較長。

（8）檢修單位對磨煤機磨損情況和大修周期關系調整不及時，出現磨輥磨透現象，磨輥嚴重磨損，導致石子煤排放量進一步增加。

五、問題及措施

1.問題

（1）來煤質量嚴重下降，劣質煤中三塊含量增加。

（2）發電部運行管理及同信公司石子煤管理不到位。

（3）運行人員對可能出現的設備損壞異常重視不夠。

（4）設備檢修管理、定期檢查、劣化分析不到位。

2.措施

（1）燃料部要調整來煤的煤種，高低硫煤均勻搭配來車。杜絕集中來低硫或高硫煤，降低煤場倒燒難度。

（2）發電部加強入爐煤摻配管理。不能僅從硫分角度考慮摻配煤種和比例，必須考慮含石塊較多的劣質煤對磨煤機的影響。如果入爐高硫煤中包含劣質煤，入爐煤摻燒方式必須進行調整，每臺爐只配一臺磨燒高硫煤。

（3）調配人力保證及時清理石子煤。班長根據上一班上煤情況，如上的是煤矸石較多的煤種，按上煤結束時間6～8h后準備人力清理石子煤。

（4）降低石子煤排渣箱高料位報警值，縮短水沖洗間隔，充分利用水力沖石子煤系統，減少人工清理次數。

（5）運行中磨煤機石子煤量增大時，應及時采取減煤加風措施，嚴密監視磨煤機電流、密封風一次風差壓等參數，加強就地檢查，發現異常及時匯報值長。

（6）因人工清理掏磨需要關閉排渣門嚴禁超過1h。超過規定時間或高料位頻繁報警時按照下述原則處理，防止磨炭精環磨壞：①有備用磨煤機時，進行磨煤機倒換，不能影響負荷；②無備用磨煤機時，請示領導降負荷停運磨煤機；③多臺磨煤機石子煤量大時，據上述原則按照嚴重程度依次倒換或停運，有可能影響到燃燒穩定甚至滅火時，必須再次請示領導。

（7）對主力磨石子煤排放系統改造，縮短人工清理時間。

改造方法：①排渣管及排渣箱進行擴容，抬高排渣箱底部高度；②石子煤排渣箱改為移動抽屜式，配備備用石子煤斗。石子煤排渣箱內裝一個可以移動的煤斗。石子煤斗發料位后，關閉液壓排渣門，打開固定在移動箱子上方的噴林水進行降塵降溫，然后打開人孔門，把裝滿石子煤斗拉出來，同時把準備好的備用煤斗推進就位后，關閉人孔門，打開液壓排渣門，減少石子煤在磨盤內停留時間。

（8）檢修部門調整并縮短磨煤機檢修周期，對主力磨磨損情況進行定期檢查，將設備實際健康狀況、檢修情況與發電部交流溝通，便于及時調整運行方式。

［1］邢希東.ZGM-123型中速直吹式磨煤機進水事故分析和預防［J］.中國電力，2008，（05）∶23-27.

［2］邢希東.直吹式制粉系統給煤機自燃原因分析及措施［J］.中國電力，2012，（05）：73-76.

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