600 MW機(jī)組HP1003型中速磨煤機(jī)性能優(yōu)化

方 偉

（華潤電力鎮(zhèn)江發(fā)電有限公司，江蘇鎮(zhèn)江212001）

1 問題概述

華潤電力鎮(zhèn)江發(fā)電有限公司三期600 MW機(jī)組配有6臺(tái)HP1003型中速磨煤機(jī)，使用設(shè)計(jì)煤種時(shí)5用1備，使用校核煤種時(shí)6臺(tái)全部投用；每臺(tái)磨機(jī)上有四根一次風(fēng)管將合格的煤粉送至爐膛四角，A、B、C、D、E、F磨上引出的一次風(fēng)管分別對(duì)應(yīng)爐膛的A、B、C、D、E、F層。其工作原理為：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速箱，減速箱直接與磨碗連接，減速箱由行星齒輪組成，具有適當(dāng)?shù)臏p速比，使磨碗達(dá)到要求的轉(zhuǎn)速。側(cè)機(jī)體內(nèi)裝有襯板，在磨碗四周形成進(jìn)風(fēng)口，并起支承分離器體作用，用于干燥輸送煤粉的熱空氣通過進(jìn)風(fēng)口引入并沿磨碗周圍向上。磨碗被減速箱帶動(dòng)，原煤在磨碗上碾磨成粉。葉輪裝置安裝在磨碗外周上，它能使通過磨碗外徑與分離器體之間環(huán)隙的熱空氣均勻分布，從而控制磨煤機(jī)輾磨區(qū)域的風(fēng)粉混合物。三只單獨(dú)的彈簧或液壓加載的磨輥裝置懸掛在分離器體內(nèi)，位于磨碗的上方，當(dāng)原煤充滿磨輥與磨碗之間隙時(shí)，磨輥能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。分離器體、導(dǎo)向襯板、裝有折向裝置和內(nèi)錐體的分離器頂蓋和分離器，這些部件容納煤粉，并引導(dǎo)風(fēng)粉向上，流經(jīng)折向裝置將較粗的煤粉從氣流中分離出來，并回落到磨碗進(jìn)一步輾磨。出口文丘里和多孔出口裝置，這些部件把煤粉和氣流分成均勻的四股。磨煤機(jī)排出閥裝置裝在多孔出口裝置的頂部，排出閥裝置由四個(gè)閥組成，在磨煤機(jī)停用后有存煤時(shí)把磨煤機(jī)和運(yùn)行鍋爐隔離開來。在投用一段時(shí)間以后，磨煤機(jī)石子煤排量越來越多，最多時(shí)能達(dá)到一臺(tái)磨一天12 000 kg，磨煤機(jī)出力最低降到48 t/h，從而影響了機(jī)組的正常運(yùn)行。為減少石子煤排量，提高磨煤機(jī)出力，對(duì)磨煤機(jī)內(nèi)部各配件進(jìn)行了檢查、測(cè)量、分析、計(jì)算、改造，成功解決了上述問題，確保了公司600 MW機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2 磨煤機(jī)的性能優(yōu)化

公司三期600 MW機(jī)組HP1003型中速磨煤機(jī)在使用過程中出現(xiàn)了石子煤排放量大、出力降低的問題，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)石子煤排放量最大的一臺(tái)磨達(dá)到12 000 kg/天，出力最低的一臺(tái)磨為48 t/h。對(duì)于這兩個(gè)問題，在實(shí)際工作中逐一進(jìn)行了突破。

2.1 石子煤排放量大的問題分析與優(yōu)化

首先，針對(duì)石子煤排放量大的問題，經(jīng)過對(duì)磨煤機(jī)內(nèi)部的檢查和分析，認(rèn)為主要原因有以下四個(gè)方面：

2.1.1 流經(jīng)風(fēng)環(huán)的一次風(fēng)速和風(fēng)壓較小

石子煤通過風(fēng)環(huán)自上而下落至石子煤室，而一次風(fēng)通過風(fēng)環(huán)由下而上進(jìn)入磨煤機(jī)研磨區(qū)，在風(fēng)環(huán)喉口處流向相反的熱風(fēng)與下落的石子煤進(jìn)行激烈的碰撞，把大量密度較小的細(xì)煤吹起，通過分離器分離后進(jìn)入煤粉管，風(fēng)速和風(fēng)壓較小將直接影響石子煤排量。

改進(jìn)措施：采用新型葉輪裝置提高風(fēng)環(huán)處的一次風(fēng)速和風(fēng)壓。原配的葉輪裝置是依靠節(jié)流環(huán)調(diào)節(jié)通流面積來控制一次風(fēng)的，而此時(shí)對(duì)風(fēng)壓和風(fēng)速的提高并不是很明顯，并且在長期的使用過程中節(jié)流環(huán)容易脫落，影響設(shè)備安全運(yùn)行；新型葉輪裝置采用翼型葉片控制一次風(fēng)環(huán)開孔面積，降低一次風(fēng)的紊流，葉片間距與舌片采用最小壓降設(shè)計(jì)，可以明顯提高流經(jīng)風(fēng)環(huán)的一次風(fēng)速和風(fēng)壓，如圖1所示。

圖1 新型葉輪裝置

2.1.2 磨煤機(jī)內(nèi)部的調(diào)節(jié)板間隙偏大

磨煤機(jī)內(nèi)部的調(diào)節(jié)板間隙偏大，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)為30 mm，這會(huì)使磨煤機(jī)內(nèi)部的旁路漏風(fēng)增大，同時(shí)減小風(fēng)環(huán)處的風(fēng)速和風(fēng)壓，并且還會(huì)使得進(jìn)入磨煤機(jī)內(nèi)的一次風(fēng)紊流加大。

改進(jìn)措施：減小調(diào)節(jié)板間隙，將原來調(diào)節(jié)板的間隙減小到12 mm。

2.1.3 磨輥加載間隙偏大

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，磨輥的加載間隙為2.0 mm，在此間隙下部分原煤不易被磨碎，從而落入刮板室，加大了石子煤排量。

改進(jìn)措施：減小磨輥加載間隙，將原來的2.0 mm減小到1.5 mm。

2.1.4 磨輥與磨碗間隙偏大

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，磨輥與磨碗之間的間隙為10 mm，在此間隙下部分原煤不易被磨碎，從而落入刮板室，加大了石子煤排量。

改進(jìn)措施：減小磨輥與磨碗之間的間隙，將原來的10 mm間隙減小到8 mm。

通過上述技術(shù)手段，三期磨煤機(jī)石子煤排量明顯降低，改進(jìn)后的石子煤排量已從每天最多12 000 kg降到了400 kg。

2.2 磨煤機(jī)出力降低的問題分析與優(yōu)化

針對(duì)磨煤機(jī)出力降低的問題，從#5爐磨煤機(jī)B入手（因這臺(tái)磨煤機(jī)長期存在出力不足現(xiàn)象，且出力在幾臺(tái)磨中偏低），對(duì)機(jī)體內(nèi)部進(jìn)行了檢查和分析，認(rèn)為主要原因有以下幾種：

2.2.1 葉輪葉片磨損嚴(yán)重

新型葉輪裝置安裝以后，風(fēng)速得到提高的同時(shí)，葉片磨損也會(huì)加重，甚至出現(xiàn)磨穿現(xiàn)象。用光譜儀對(duì)葉片材質(zhì)進(jìn)行了檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)葉片采用的是普通Q235鋼材，此材質(zhì)并不具備耐磨特性。

改進(jìn)措施：為了使葉片更加耐磨，在每片葉片背部加裝一塊厚度為12 mm、材質(zhì)為16Mn的鋼板，此時(shí)一次風(fēng)將從加裝的鋼板上通過，從而使葉片得到保護(hù)，避免葉片磨穿現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2.2 葉輪風(fēng)環(huán)通流面積偏小

新型葉輪裝置通過減小風(fēng)環(huán)的通流面積，得到了比較大的一次風(fēng)壓，但根據(jù)一次風(fēng)量的計(jì)算公式：

式中，Q為風(fēng)量；V為風(fēng)速；F為截面積。

可知一次風(fēng)量也會(huì)隨之下降，從而導(dǎo)致磨煤機(jī)出力降低。

改進(jìn)措施：為了提高一次風(fēng)量，通過反復(fù)的計(jì)算和試驗(yàn)，最終將每個(gè)風(fēng)環(huán)口的通流面積由原來的0.027 3 m2增加到現(xiàn)在的0.039 9 m2，在確保石子煤正常排放量所需風(fēng)壓的前提下，提高了風(fēng)環(huán)的一次風(fēng)量。

2.2.3 文丘里隔板磨損嚴(yán)重

文丘里隔板在長期使用中已被高速的風(fēng)粉混合物磨穿，此時(shí)煤粉的分配會(huì)變得不均勻，進(jìn)而使得磨煤機(jī)出力降低。

改進(jìn)措施：對(duì)磨穿的文丘里隔板用耐磨材料進(jìn)行修復(fù)，使得煤粉的分配變得更加均勻。

2.2.4 內(nèi)錐體磨損嚴(yán)重

經(jīng)過內(nèi)錐體內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)有幾處磨穿現(xiàn)象，這不僅會(huì)影響煤粉的分離效果，而且會(huì)使磨煤機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)紊流，影響磨煤機(jī)出力。

改進(jìn)措施：修復(fù)已磨穿的內(nèi)錐體，并修復(fù)已損壞的陶瓷片。

2.2.5 劣質(zhì)煤種對(duì)磨煤機(jī)出力產(chǎn)生影響

目前燃料市場(chǎng)煤質(zhì)差異變化大，有時(shí)需要進(jìn)行不同煤種的摻燒，從而遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了設(shè)計(jì)煤種的要求，此時(shí)煤中的全水分會(huì)增大，使磨煤機(jī)出口溫度逐漸降低，從而導(dǎo)致磨煤機(jī)出力也逐漸降低。

改進(jìn)措施：根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況，合理摻燒煤種，盡量采用與設(shè)計(jì)煤種較接近的煤種，如市場(chǎng)煤或神混煤。

通過上述改進(jìn)措施，#5爐磨煤機(jī)B的出力明顯提高，由原先的48 t/h提高到了59 t/h（采用的同樣是神混煤種，折向擋板開度為5，進(jìn)口風(fēng)壓為6.5 kPa，出口風(fēng)溫為78℃）。

3 結(jié)語

上述改進(jìn)措施現(xiàn)已在三期所有12臺(tái)磨煤機(jī)中進(jìn)行推廣實(shí)施，并取得了良好的效果。隨著磨煤機(jī)使用年限的增加，其內(nèi)部各部件將出現(xiàn)不同程度的磨損，對(duì)于這些磨損需要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，并采取改進(jìn)措施，以提高各部件的耐磨性能。同時(shí)，隨著煤種以及運(yùn)行工況的變化，各部件之間的配合間隙也會(huì)發(fā)生變化，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。新型葉輪裝置并不是對(duì)所有單位的磨煤機(jī)都通用，有些單位需要根據(jù)各自現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工況做出改進(jìn)，從而滿足生產(chǎn)需要。只有這樣，才能提高磨煤機(jī)的工作性能，并使其達(dá)到最佳工作狀態(tài)。

[1]葉江明.電廠鍋爐原理及設(shè)備[M].3版.北京：中國電力出版社，2010.

[2]華東六省一市電機(jī)工程（電力）學(xué)會(huì).鍋爐設(shè)備及其系統(tǒng)[M].2版.北京：中國電力出版社，2006.