馮軍濤，張建彪，于沛東，丁建兵

(寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750400)

ZGM型中速磨煤機(jī)常見問題及解決方法

馮軍濤，張建彪，于沛東，丁建兵

(寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750400)

ZGM型中速輥式磨煤機(jī)在火電機(jī)組中應(yīng)用廣泛，介紹了中速輥式磨煤機(jī)的工作原理，分析了ZGM型磨煤機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中的常見問題，通過在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)和研究，對每個(gè)問題都給出了合理的解決方案，保證了磨煤機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

ZGM型;中速輥式磨煤機(jī);磨輥;密封

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求越來越大。發(fā)電企業(yè)中，火電機(jī)組居主導(dǎo)地位。在火電機(jī)組中，磨煤機(jī)作為制粉系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備受到了極大的重視。中速輥式磨煤機(jī)以其投資少、操作簡單、電耗少、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)在火電發(fā)電中得到廣泛應(yīng)用［1］。

1 中速輥式磨煤機(jī)概述

1.1 工作原理

中速輥式磨煤機(jī)在火電機(jī)組中應(yīng)用廣泛，主要結(jié)構(gòu)包括本體部分、連接裝置、傳動(dòng)部分、潤滑油系統(tǒng)及液壓油系統(tǒng)。中速輥式磨煤機(jī)工作原理:原煤從磨煤機(jī)的落煤管落到錐形蓋板上，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的磨盤借助于離心力將煤運(yùn)動(dòng)至碾磨滾道內(nèi)，3個(gè)可自轉(zhuǎn)的磨輥均勻分布于磨盤滾道上，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)對原煤進(jìn)行碾磨。碾磨力由液壓加載系統(tǒng)產(chǎn)生，通過拉桿、壓架、磨輥、磨盤、傳動(dòng)盤、減速機(jī)、底板傳至基礎(chǔ)上。經(jīng)過碾磨的原煤切向甩出，一次風(fēng)通過噴嘴環(huán)進(jìn)入磨室，將甩出的煤粉混合物烘干并輸送至分離器中進(jìn)行分離，粗粉被分離出來返回磨室內(nèi)繼續(xù)碾磨，而合格的細(xì)粉被一次風(fēng)送入爐膛燃燒 (如圖1所示)。由于磨輥以15°向磨盤中心傾斜，正常工作時(shí)為單側(cè)磨損，磨損嚴(yán)重時(shí)可將磨輥反轉(zhuǎn)，將另一側(cè)作為工作面，兩側(cè)都磨損后又可以重新進(jìn)行堆焊，再次利用。因此中速輥式磨煤機(jī)維修成本較低，應(yīng)用廣泛［2-3］。

圖1 磨煤機(jī)工作示意圖

1.2 設(shè)備簡介

寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司 (寧東公司)一期為2臺(tái)660 MW火電機(jī)組，鍋爐采用超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行，為螺旋管圈加垂直管直流爐、單爐膛、一次中間再熱、采用切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、中速磨煤機(jī)配正壓直吹制粉系統(tǒng)。鍋爐型號(hào)為HG-2210/25.4-YM16。磨煤機(jī)為北京電力設(shè)備總廠生產(chǎn)的ZGM113G-Ⅱ型中速磨煤機(jī)。每爐配6臺(tái)磨煤機(jī)，其中5臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。該磨煤機(jī)的主要數(shù)據(jù)見表1。

表1 磨煤機(jī)主要數(shù)據(jù)匯總表

2 中速輥式磨煤機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀

寧東公司每臺(tái)爐配6臺(tái)磨煤機(jī)，正常運(yùn)行時(shí)采用5用1備模式，并計(jì)劃性進(jìn)行設(shè)備定期切換。但由于中速輥式磨煤機(jī)本身的缺陷及其它原因，必須進(jìn)行非計(jì)劃性的停磨/倒磨。通過對寧東公司過去幾個(gè)月磨煤機(jī)非計(jì)劃性停磨/倒磨次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，磨煤機(jī)非計(jì)劃停磨/倒磨歸納為磨輥卡澀、拉桿漏粉、筒壁及靜環(huán)磨損3個(gè)原因。

2.1 磨輥卡澀分析

2.1.1 磨輥卡澀過程

磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，原煤中攜帶的石頭、鐵塊等和原煤一起進(jìn)入磨室，受到離心力作用，經(jīng)噴嘴環(huán)落到一次風(fēng)室，通過刮板將雜物刮進(jìn)排渣箱排走。同時(shí)一部分鐵塊在下落過程中受到內(nèi)部風(fēng)場影響，進(jìn)入磨輥與輥架空隙中，導(dǎo)致磨輥無法轉(zhuǎn)動(dòng)。2012年10月28日，寧東公司13號(hào)磨煤機(jī)振動(dòng)大，無法繼續(xù)運(yùn)行。停磨后鍋爐室專業(yè)人員對13號(hào)磨煤機(jī)內(nèi)部進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)一塊外形尺寸為50 mm×50 mm×16 mm的鐵件卡在磨輥與輥架縫隙之間，如圖2所示。鍋爐專業(yè)人員用火焊對其進(jìn)行切割，鐵塊除去后磨煤機(jī)恢復(fù)備用。

圖2 卡在磨輥內(nèi)部的鐵件

2.1.2 磨輥卡澀原因及危害

由于煤質(zhì)較濕，在轉(zhuǎn)運(yùn)、磨碎過程中不斷結(jié)塊，容易將鐵塊包裹在內(nèi)。除鐵器在工作過程中經(jīng)常吸出一部分粘煤，致使除鐵器效率明顯降低。由于磨輥與磨輥架之間有間隙，無法除去的鐵塊進(jìn)入磨室時(shí)易卡在間隙內(nèi)，導(dǎo)致磨輥無法轉(zhuǎn)動(dòng)，這是磨輥卡澀的直接原因。

磨煤機(jī)磨輥卡澀后，磨輥無法轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致磨煤機(jī)振動(dòng)大、出力降低。由于輥套材質(zhì)為高鉻鑄鐵，易脆裂、熱裂。磨輥卡澀后，如果繼續(xù)運(yùn)行則輥套可能斷裂，必須及時(shí)停止磨煤機(jī)運(yùn)行，機(jī)組負(fù)荷受到影響。另外磨煤機(jī)非停次數(shù)增多，增加了額外啟停磨煤機(jī)的費(fèi)用 降低了設(shè)備運(yùn)行的可靠率

2.1.3 解決方案

磨輥卡澀嚴(yán)重影響了磨煤機(jī)的運(yùn)行，給機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行留下了隱患。根據(jù)寧東公司實(shí)際情況，改善煤質(zhì)與改造除鐵器都無法根本上解決磨輥卡澀問題。通過實(shí)際考察及試驗(yàn)，決定在磨輥上部位置焊一塊鋼板，該擋板上邊緣焊在磨煤機(jī)壓架上，兩側(cè)點(diǎn)焊在鉸軸座上，下部依照磨輥的弧度形狀制作。擋板中間留有直徑為20 mm的小孔，可保證氣體通過，減少對磨室內(nèi)流場的影響。安裝效果如圖3所示。

圖3 擋板安裝效果圖

2012年，寧東發(fā)電公司在大修期間對1號(hào)爐3號(hào)磨煤機(jī)磨輥都安裝了這種防卡澀擋板，運(yùn)行幾個(gè)月以來未出現(xiàn)過由于磨輥卡澀導(dǎo)致磨煤機(jī)非停的情況。因此決定在2013年逐漸對其它11臺(tái)磨煤機(jī)都安裝主卡澀擋板，徹底解決磨煤機(jī)磨輥卡澀問題。

2.2 拉桿漏粉分析

2.2.1 拉桿漏粉過程

拉桿從機(jī)殼穿出處有拉桿密封裝置，可保證煤粉不外泄，同時(shí)拉桿又可自由上下移動(dòng)。上拉桿上部通過球面調(diào)心軸承連接于壓架上，經(jīng)拉桿密封由機(jī)殼上引出，上拉桿下部通過連接卡套與下拉桿上部連接，下拉桿下部與加載油缸活塞桿利用連接卡套連為一體。拉桿密封主要為防止密封環(huán)之間積粉，密封風(fēng)量約占總風(fēng)量的5%。

由于上密封件是固定式，進(jìn)入煤粉后卡澀，不能水平浮動(dòng)，如圖4所示。拉桿晃動(dòng)時(shí)密封間隙變大，使得石子煤、鐵塊進(jìn)入密封室，導(dǎo)致密封體與拉桿磨損，如圖5所示。而下密封件采用的是填料密封，密封填料選用的是石墨盤根。新更換的盤根與拉桿緊密接觸，密封效果較好。但是運(yùn)行一段時(shí)間以后，受煤質(zhì)、風(fēng)壓等因素影響，石墨盤根逐漸磨損，造成密封填料與拉桿間隙增大，密封效果下降，如圖6所示。此時(shí)密封主要是靠密封風(fēng)維持，當(dāng)運(yùn)行工況變化時(shí)，密封風(fēng)壓力波動(dòng)，漏渣、漏粉嚴(yán)重。

圖4 改造前上密封

圖5 上拉桿密封處磨損

圖6 改造前下密封件

2.2.2 拉桿漏粉的危害

中速輥式磨煤機(jī)在運(yùn)行中拉桿出現(xiàn)漏粉現(xiàn)象，由于檢修時(shí)間較長，磨煤機(jī)不能及時(shí)停下來檢修，給機(jī)組安全運(yùn)行造成一定風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，由于小煤塊的進(jìn)入對拉桿造成一定磨損，一般情況1年左右就要更換拉桿。這樣磨煤機(jī)拉桿修復(fù)及密封件頻繁更換，維護(hù)費(fèi)用昂貴，且對機(jī)組連續(xù)滿發(fā)、穩(wěn)發(fā)及鍋爐房環(huán)境造成很大影響。因此，對磨煤機(jī)拉桿密封的改造必須盡快開展［6］。

2.2.3 解決方案

通過在寧東公司現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)與研究，對存在問題認(rèn)真分析，決定對拉桿上下密封件進(jìn)行改造，如圖7、圖8所示。新的密封件采用耐磨損、耐高溫、抗老化且彈性較好的特殊橡膠材料制作。該密封件不但解決了漏粉問題，而且能夠隨著拉桿多向運(yùn)動(dòng)，從而避免了密封件與拉桿的磨損。同時(shí)密封件進(jìn)行時(shí)間長，維護(hù)工作量較小。寧東公司現(xiàn)已對2臺(tái)機(jī)組的12臺(tái)磨煤機(jī)拉桿密封進(jìn)行了改造，不但磨煤機(jī)有效運(yùn)行時(shí)間延長，而且現(xiàn)場環(huán)境得到了改善，保證了機(jī)組的安全生產(chǎn)。

圖7 改造后的上密封

圖8 改造后下密封件

2.3 磨煤機(jī)筒壁磨損分析

2.3.1 筒壁磨損現(xiàn)狀

正常情況下，一次風(fēng)通過噴嘴環(huán)進(jìn)入磨室，對筒壁造成輕微磨損。寧東公司設(shè)計(jì)煤種煤質(zhì)灰分為28%，全水分為13.5%?？紤]運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，摻入一定比例的泥煤，灰分為35%～50%，摩擦系數(shù)相應(yīng)增大，煤粉對管道的沖刷加劇。一次風(fēng)在靜環(huán)與筒壁結(jié)合處形成斡旋，一段時(shí)間以后，靜環(huán)和筒壁之間磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致一次風(fēng)直接從該空隙進(jìn)入磨室，直接沖刷筒壁。寧東公司2號(hào)爐22號(hào)磨煤機(jī)筒壁磨穿，因此停磨處理，如圖9所示，分析磨損可能是局部產(chǎn)生的渦流沖刷造成。

圖9 筒壁磨損

2.3.2 筒壁磨損危害

由于筒壁長期受到?jīng)_擊及磨損，筒壁表面已不平整，部分位置很薄，存在磨穿的風(fēng)險(xiǎn)，一旦磨穿，就需要及時(shí)補(bǔ)焊防止漏粉，長期補(bǔ)焊不僅浪費(fèi)人工，也大大影響了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率。如果筒壁大面積磨損變薄，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生筒壁垮塌的危險(xiǎn)。另外靜環(huán)磨損嚴(yán)重，改變一次風(fēng)流向，將影響磨室內(nèi)部風(fēng)場和磨煤機(jī)出力。

2.3.3 解決方案

通過現(xiàn)場試驗(yàn)和研究，寧東發(fā)電公司決定在磨室筒壁高1 m范圍內(nèi)全部粘貼耐磨陶瓷片。該陶瓷片適用于大部分氣力輸送系統(tǒng)設(shè)備防磨，參數(shù)如表2所示。耐磨陶瓷用耐高溫?zé)o機(jī)粘合劑 (GWJ-350)直接粘貼在設(shè)備內(nèi)壁，裝完后陶瓷表面平整，無明顯的凹凸不平現(xiàn)象，無漏縫。對相鄰2塊陶瓷片的端面進(jìn)行細(xì)磨加工，不得有虛粘及突起，保證細(xì)煤粉通過時(shí)不能侵入陶瓷間隙。安裝過程中摒棄了傳統(tǒng)的易老化、耐溫差的環(huán)氧樹脂粘膠，采用的是耐高溫的無機(jī)粘膠，同時(shí)沿介質(zhì)流向?qū)嵭绣e(cuò)縫粘貼，有效避免了高速氣流對直線型縫隙的沖刷，在迎風(fēng)面陶瓷層的前段，用直徑6 mm的圓鋼焊1圈，并堆焊一定的耐磨焊圈，以保證迎風(fēng)面的陶瓷層不被掀起，能夠保證資片較長的使用壽命。安裝效果如圖10所示。

圖10 陶瓷片安裝效果圖

表2 陶瓷片主要技術(shù)參數(shù)

1號(hào)、2號(hào)爐12臺(tái)磨煤機(jī)及粉管貼瓷面積達(dá)844 m2，減輕了制粉系統(tǒng)煤粉管道內(nèi)表面沖刷磨損，增加了鍋爐煤種適應(yīng)性。制粉系統(tǒng)漏粉量減少，現(xiàn)場衛(wèi)生得到改善。磨煤機(jī)煤粉管道具有很好的防磨性能，提升了制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行的壽命，降低了啟停磨煤機(jī)的額外費(fèi)用，保證了制粉系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)束語

中速輥式磨煤機(jī)在我國火電機(jī)組中應(yīng)用非常廣泛，其本身的缺陷嚴(yán)重影響了磨煤機(jī)的安全運(yùn)行。通過對寧東發(fā)電公司的現(xiàn)場試驗(yàn)和研究，提出相應(yīng)的方案，分別解決了磨輥卡澀、拉桿漏粉、筒壁磨損等主要問題，保證了磨煤機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提升了磨煤機(jī)運(yùn)行的可靠率。

［1］ 石金興，王 泓，龍 輝.中速磨煤機(jī)的國產(chǎn)化及發(fā)展趨勢分析［J］.水利電力機(jī)械，2003，25(2):5-7.

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［3］ 張艷紅.某發(fā)電公司中速磨煤機(jī)旋轉(zhuǎn)噴嘴斷裂原因分析［J］.東北電力技術(shù)，2013，34(1):9-11.

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［5］ 杜新達(dá)，王彥濤，謝 菲.ZGM123G中速輥式磨煤機(jī)磨輥的維護(hù) ［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011，12(10):45-47.

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Analysis on Common Problems and Solutions to ZGM Medium Speed Coal Pulverizer

FENG Jun-tao，ZHANG Jian-biao，YU Pei-dong，DING Jian-bing
(Ningxia Jingneng Ningdong Electric Power Co.，Ltd.，Yinchuan，Ningxia 750400，China)

ZGM medium speed coal pulverizer is widely used in thermal power units in China.An introduction is presented to the working principle of medium speed coal pulverizer，and the common problems in the actual operation process of ZGM medium speed coal pulverizer are analyzed.Through the test and research in power station，the rational solution is proposed，in order to ensure the safe and stable operation of the coal pulverizer.

ZGM;Medium speed coal pulverizer;Rolls;Seal

TK223;TK227

A

1004-7913(2014)02-0050-04

馮軍濤 (1985—)，男，碩士，助理工程師，主要從事鍋爐輔機(jī)運(yùn)行與維護(hù)工作。

2013-10-18)