風扇磨煤機運行中密封風特性變化對機組的影響分析

魏延

摘 要：風扇磨煤機作為高速風煤機的一種，對于水分大、硬度低的褐煤有較高的適應性。在其運行過程中，密封分特性是重要特性。本文將重點以以MQF340型風扇磨煤機為依據，重點討論密封管道應用于在350MW超臨界鍋爐機組中的效果，以及對磨煤機的影響。

關鍵詞：風扇磨煤機；密封風；影響

引言：

本次討論中，采用MQF340型風扇磨煤機作為例子，該機器采用俄羅斯的核心技術，有常規風扇磨煤機有較大的不同。常規風扇磨煤機，僅僅只有在進煤口以及轉子驅動端位置設置了密封風系統；而該設備在此基礎上，在進口打擊輪與出口分離器位置，增加了密封風系統。這一改變的作用主要體現在兩個方面，一方面是從磨煤機出口位置發出的正壓高溫風粉混合介質。由于在此增加了密封風系統，使其不會像外界發生滲漏而引發事故；另一方面在密封風管道中，通常都采用了傳感器，從而能夠對磨煤機內部是否出現了堵煤現象作出有效的判斷。在密封管道的設計過程中，通常將其風壓設定為高于磨煤機內部壓力以前Pa，這樣就能夠最大程度確保密封風系統的有效性；同時采用318 ℃的熱二次風作為密封管道中的流動密封介質；報材料使用硅酸鋁聯合巖棉，同時以鋁皮在管道最外層予以包裹。

一、結構與原理

MQF340型風扇磨煤機的實際構造，與風機的構造較為相似，包括了一個八點或者十片葉片的葉輪，其轉速能夠達到750到1500r/min；葉片的材料采用錳鋼，也能夠將其叫做沖擊板；在機殼外部安裝了耐磨護板，并且采用可拆卸工藝，使用Mn13作為材料。當風扇磨煤機處于運轉狀態中時，通過高溫爐煙管道，原煤與干燥劑一起進入磨煤機引入管，然后在斜斗式大門的作用下，原煤與干燥劑均勻被盡量均勻分配，進入內部沖擊板與葉輪，在沖擊板和葉輪的作用下，原煤被徹底擊碎，同時擊碎的顆粒被擊打到機殼耐磨護板，又會被更大程度的粉碎，最終將原煤加工成為煤粉；在分離器作用下，合格的煤粉進入爐膛燃燒，較粗的不合格的煤粉則會再次回到磨煤機中再次被磨碎，最終以合格的煤粉進入爐膛燃燒[1]。

風扇磨煤機其結構相對簡單，制造工藝也并不復雜，而且使用的材料較少，并且不會占據太大的空間。該設備投資較小，組裝快捷，能夠迅速投入使用，因此有較為廣泛的應用。而且風扇磨煤機還能夠較好的結合干燥、破碎以及輸送等三大主要功能，從而節約風機的使用。處于風扇磨煤機中的煤粒，通常情況下都以懸浮狀態存在，其透風性與干燥性都有較好的性能；并且將高溫爐煙、冷爐煙與熱空氣充分混合制成干燥劑，在使用過程中還能夠基于原煤的水分含量給與適當調整，并且通過調整三種介質的方法也較為便捷，從而最大程度增加了干燥劑的防爆作用[2]。然而，盡管其具有以上多種優勢，也存在一些固有劣勢。比如設備中的沖擊板具有很大的磨損，壽命不長；而且該設備的防爆門設置在磨煤機側面，使其安全性相對來說不佳，而且防爆門固定方法設計也并不理想，法蘭連接的方式具有較高的爆開風險；另外該設備內部運行復雜，難以瞬間調節磨煤機內部壓力，所以在實際使用過程中超溫報警頻率較高，一旦對其調整不夠及時，有較高的爆燃風險。

二、運行過程與存在的問題

將MQF340型風扇磨煤機應用于350MW超臨界鍋爐機組，通常需要六臺風扇磨煤機預期配合，其中理想狀態下滿負荷運行需要六臺，一旦煤質有所不同，則可能會需要五臺或者七臺，第八臺作為備用設備。

啟動流程如下：首先對相關啟動允許條件做全面檢查并確定滿足相關啟動要求；將磨煤機消防門打開，60s之后將其關閉，全部過程需要500s左右；打開密封風進口門；然后按照正常順序將出口調節擋板、外循環擋板、內循環擋板、入口熱風調節擋板、入口冷煙調節擋板一一打開；再將風扇磨煤機正式啟動；打開設備皮帶給煤機出口閥，并將其袋速設定為5%；打開皮帶給煤機入口閥；最后打開中心給料機將其帶速設定為5%，并且將模式設定為自動模式。這樣，制粉系統就完全啟動完成。

在設備的正常運行狀態下，磨煤機內部狀態為正壓狀態，因此密封風必須有更大的壓力才能夠進入其中，以保證設備的密封效果避免煤粉進入密封管道，通常情況下其壓力設定為內部工作壓力1000Pa以上。在實際工作過程中，內部工況會有較大的變化導致內部壓力變大，進而使得煤粉進入密封管道。密封風是從鍋爐空預器熱二次風出口釋放出來的，其壓力是已經設定的，一般情況下不會發生相關變化。這樣由于內部正壓的增大，使得密封風的壓力無法滿足相關壓力要求，此時高溫燃燒的煤粉就會進入密封管道，使其受到嚴重損毀，嚴重時會將外部保衛設施全部燒毀，這樣的情況下必須停機檢修。

事實上，不僅僅只有MQF340型風扇磨煤機會發生此類問題，同類的設備也同樣出現此類問題。由于褐煤含水量較高，發熱量較低，磨煤機在正常運轉過程中由于密封分管道中沒有設置有效的熱控儀器，所以對于磨煤機的實際負荷狀況、工況等缺乏無法感知，一旦發生堵煤現象，或者煤粉進入管道導致管道損毀，只能夠停機維修。對于MQF340型風扇磨煤機設備，我們曾在密封風總管設置了溫控溫控流量計，希望能夠得到不同溫度下密封管道的流量數據，但是在相關試驗后發現，獲得的數據準確性嚴重不足，存在很大的誤差。這樣的誤差使得工作人員無法有效判斷是否會出現這類不良效應。一方面即使發生了堵煤現象，也無法有效控制；另一方面數據波動和誤差較大，對于實際情況的判斷缺乏準確性，往往對實際運行造成較大的干擾。而在密封風管道采用增加引風機，以增加密封風壓力的方法，雖然能夠一定程度上防治高溫煤粉進入，但是這種做法對于爐膛熱二次風風量是否造成影響，對磨煤機內部溫度是否形成干擾，還需要進一步深入研究。

三、小結

當前，廣泛應用于電廠中的各種風扇磨煤機，其密封風管道并沒有設置風壓流量計，所以對于內部風的流量、壓力等指標無法有效檢測和控制[2]。經過我們加裝壓力流量計展開相關試驗發現，基于磨煤機內部復雜的工況，其應用效果也并不明顯。所以，在實際應用過程中，依然需要相關人員通過經驗做出判斷。

參考文獻：

[1]祝賀.風扇磨煤機的結構特點[J].科技創業家，2014（06）：227.

[2]魯文恭，楊忠燦，張安國.大型褐煤電站鍋爐風扇磨煤機選型試驗[J].熱力發電，2014，43（12）：95-98+135.

[3]馬煜，李希國.大型風扇磨煤機磨制高水分褐煤運行特性研究[J].電站系統工程，2012，28（01）：35-36.