方 偉
(華潤電力鎮(zhèn)江發(fā)電有限公司,江蘇鎮(zhèn)江212001)
華潤電力鎮(zhèn)江發(fā)電有限公司三期600 MW機組配有6臺HP1003型中速磨煤機,使用設(shè)計煤種時5用1備,使用校核煤種時6臺全部投用;每臺磨機上有四根一次風(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)管分別對應(yīng)爐膛的A、B、C、D、E、F層。其工作原理為:電動機驅(qū)動減速箱,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)機體內(nèi)裝有襯板,在磨碗四周形成進風(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風(fēng)口引入并沿磨碗周圍向上。磨碗被減速箱帶動,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,從而控制磨煤機輾磨區(qū)域的風(fēng)粉混合物。三只單獨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,磨輥能自由轉(zhuǎn)動。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。磨煤機排出閥裝置裝在多孔出口裝置的頂部,排出閥裝置由四個閥組成,在磨煤機停用后有存煤時把磨煤機和運行鍋爐隔離開來。在投用一段時間以后,磨煤機石子煤排量越來越多,最多時能達(dá)到一臺磨一天12 000 kg,磨煤機出力最低降到48 t/h,從而影響了機組的正常運行。為減少石子煤排量,提高磨煤機出力,對磨煤機內(nèi)部各配件進行了檢查、測量、分析、計算、改造,成功解決了上述問題,確保了公司600 MW機組的安全、經(jīng)濟運行。
公司三期600 MW機組HP1003型中速磨煤機在使用過程中出現(xiàn)了石子煤排放量大、出力降低的問題,現(xiàn)場實測石子煤排放量最大的一臺磨達(dá)到12 000 kg/天,出力最低的一臺磨為48 t/h。對于這兩個問題,在實際工作中逐一進行了突破。
首先,針對石子煤排放量大的問題,經(jīng)過對磨煤機內(nèi)部的檢查和分析,認(rèn)為主要原因有以下四個方面:
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)由下而上進入磨煤機研磨區(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,而此時對風(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,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 磨煤機內(nèi)部的調(diào)節(jié)板間隙偏大
磨煤機內(nèi)部的調(diào)節(jié)板間隙偏大,現(xiàn)場實際測量數(shù)據(jù)為30 mm,這會使磨煤機內(nèi)部的旁路漏風(fēng)增大,同時減小風(fēng)環(huán)處的風(fēng)速和風(fēng)壓,并且還會使得進入磨煤機內(nèi)的一次風(fēng)紊流加大。
改進措施: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)場測量,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)場測量,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,三期磨煤機石子煤排量明顯降低,改進后的石子煤排量已從每天最多12 000 kg降到了400 kg。
針對磨煤機出力降低的問題,從#5爐磨煤機B入手(因這臺磨煤機長期存在出力不足現(xiàn)象,且出力在幾臺磨中偏低),對機體內(nèi)部進行了檢查和分析,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,葉片磨損也會加重,甚至出現(xiàn)磨穿現(xiàn)象。用光譜儀對葉片材質(zhì)進行了檢驗,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,此時一次風(fēng)將從加裝的鋼板上通過,從而使葉片得到保護,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)量也會隨之下降,從而導(dǎo)致磨煤機出力降低。
改進措施:為了提高一次風(fēng)量,通過反復(fù)的計算和試驗,最終將每個風(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,此時煤粉的分配會變得不均勻,進而使得磨煤機出力降低。
改進措施:對磨穿的文丘里隔板用耐磨材料進行修復(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,這不僅會影響煤粉的分離效果,而且會使磨煤機內(nèi)部出現(xiàn)紊流,影響磨煤機出力。
改進措施: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)煤種對磨煤機出力產(chǎn)生影響
目前燃料市場煤質(zhì)差異變化大,有時需要進行不同煤種的摻燒,從而遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了設(shè)計煤種的要求,此時煤中的全水分會增大,使磨煤機出口溫度逐漸降低,從而導(dǎo)致磨煤機出力也逐漸降低。
改進措施:根據(jù)實際負(fù)荷情況,合理摻燒煤種,盡量采用與設(shè)計煤種較接近的煤種,如市場煤或神混煤。
通過上述改進措施,#5爐磨煤機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,進口風(fēng)壓為6.5 kPa,出口風(fēng)溫為78℃)。
上述改進措施現(xiàn)已在三期所有12臺磨煤機中進行推廣實施,并取得了良好的效果。隨著磨煤機使用年限的增加,其內(nèi)部各部件將出現(xiàn)不同程度的磨損,對于這些磨損需要及時進行修復(fù),并采取改進措施,以提高各部件的耐磨性能。同時,隨著煤種以及運行工況的變化,各部件之間的配合間隙也會發(fā)生變化,需要根據(jù)現(xiàn)場實際狀況以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行調(diào)整。新型葉輪裝置并不是對所有單位的磨煤機都通用,有些單位需要根據(jù)各自現(xiàn)場的實際工況做出改進,從而滿足生產(chǎn)需要。只有這樣,才能提高磨煤機的工作性能,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]華東六省一市電機工程(電力)學(xué)會.鍋爐設(shè)備及其系統(tǒng)[M].2版.北京:中國電力出版社,2006.