風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)安裝工藝及質(zhì)量控制研究

董立臣，呂春陽，任世杰

(1.黑龍江省火電第三工程公司，黑龍江 哈爾濱 150001;2.內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021025)

風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)安裝工藝及質(zhì)量控制研究

董立臣1，呂春陽1，任世杰2

(1.黑龍江省火電第三工程公司，黑龍江 哈爾濱 150001;2.內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021025)

闡述了風扇磨煤機設備主要結構、安裝工藝、工藝流程和控制要點，分析了磨煤機引入管安裝、磨煤機大門及保溫、防爆和漏粉存在的問題，采取了相應的改進措施，提出了高溫爐煙及送粉管道安裝方案。實踐證明，該改進方案在施工過程中能消除設計、設備上的缺陷，加快了施工進度，提高了施工質(zhì)量。

風扇磨煤機直吹式制粉系統(tǒng);安裝工藝;改進措施

0 引言

某電廠二期工程2×600 MW亞臨界機組、三期工程2×600 MW超臨界機組制粉系統(tǒng)均選用風扇磨煤機直吹式系統(tǒng)，其中三期工程制粉系統(tǒng)采用八角切圓直吹式燃燒方式，每臺爐配備8臺風扇磨煤機。由于該電廠二期工程和三期工程磨煤機安裝工藝及質(zhì)量控制存在一定問題，危及設備安全，影響正常生產(chǎn)，因此，為了保障磨煤機的正常安裝，本文在磨煤機安裝工藝及質(zhì)量控制基礎上提出了改進措施和施工方案。

1 風扇磨煤機安裝工藝

1.1 設備主要結構

風扇磨煤機主要由分離器、大門、葉輪、機殼、軸承箱、電動機、潤滑油系統(tǒng)、平臺扶梯及輔助設備組成。

1.2 磨煤機安裝工藝

在磨煤機安裝期間，正值鍋爐受熱面吊裝階段，因此合理安排好安裝順序、大件設備運輸、吊裝機械的選擇和布置是磨煤機安裝的關鍵。在實際安裝過程中，在鍋爐0 m布置1臺50t履帶吊車、1臺10 t卷揚機、1臺5 t卷揚機及配相應滑輪組作為主要吊裝機械，施工人員投入20人，分成3～4個作業(yè)小組，每臺磨煤機存放、安裝工序相互銜接循環(huán)作業(yè)，從施工準備到安裝結束需要180 d左右。

1.3 安裝工藝流程

磨煤機安裝工藝流程:基礎劃線墊鐵配置→機殼安裝→軸承箱機架安裝→軸承箱安裝→打擊輪安裝→電動機安裝→分離器安裝→安裝防爆閥及吊掛裝置→大門安裝→引入管和密封隔斷擋板的安裝→磨煤機軸承潤滑油系統(tǒng)安裝→平臺扶梯及輔助設備安裝。

1.4 安裝控制要點

安裝磨煤機時檢測的主要間隙如圖1所示。磨煤機安裝控制要點如下:

1)安裝打擊輪時必須對軸承箱做定心，確保磨煤機機殼密封圈和打擊輪盤之間的間隙均勻，間隙a=3 mm。打擊輪密封擋板和殼體端部護甲之間的間隙b=10～18 mm，通過殼體專門的小孔監(jiān)測。

2)安裝磨煤機大門時，將大門的接管安裝到殼體上。根據(jù)間隙c的均勻度檢測相對殼體接管的同心度，調(diào)整好后，再安裝接管與殼體間連接的其它組裝件。

3)使接管與機殼殼體分離，將密封材料放入銷槽，根據(jù)間隙d重新調(diào)整接管位置，最終安裝就位。

4)磨煤機布置要相對緊湊，靠近鍋爐四角，每角處的2臺磨煤機大門檢修拉出方向垂直交叉，安裝平臺扶梯時要保證磨煤機大門沿軌道進出暢通。

圖1 磨煤機安裝時檢測的主要間隙

2 安裝過程的工藝改進措施

2.1 磨煤機引入管安裝改進措施

磨煤機引入管與大門上部法蘭間要保證100 mm的間隙，以滿足磨煤機檢修時提起密封梁插入擋板的需要。在冷態(tài)安裝時，一般采用加100 mm厚臨時墊板，安裝結束后拆除以保證間隙要求。由于引入管上端與高溫爐煙相連，下端僅一側通過回粉管與磨煤機本體相連，熱態(tài)運行時高溫爐煙管道向下膨脹，在回粉管與磨煤機本體相連側因硬性連接膨脹受阻，受阻側熱應力被高溫爐煙管道的膨脹節(jié)吸收，間隙不變，其它3個面向下自由膨脹，間隙變小，膨脹節(jié)下段的高溫爐煙管道及引入管略微傾斜，導致磨煤機檢修時密封梁提不起來，插板插不進去。因此，安裝時采用加支撐的方法來解決這一問題，即在引入管安裝結束拆除墊板前，在回粉管側的對稱側加裝2個φ30 mm的圓鋼作為支撐，這樣2個支撐點與回粉管呈三角形布置，引入管與大門上部法蘭間隙處有3個硬性點，熱態(tài)運行時熱應力就會被上部高溫爐煙管道的膨脹節(jié)均勻吸收，從而保證密封梁與引入管、引入管與大門上部法蘭的間隙要求，不影響密封梁的安裝、提起。磨煤機檢修時提起密封梁，取下支撐，插入擋板即可，實踐證明這種方法是有效、可行的。

2.2 磨煤機大門及保溫改進措施

二期工程磨煤機大門原設計在襯板與大門殼體間的保溫材料為耐火纖維棉，后來修改為增加1層鋼絲網(wǎng)并在上面增加1層厚14 mm的抹面料，均由廠家提供;磨煤機大門上部大門殼體與襯板未設計封堵，大門至磨煤機入口處設計坡度偏小;運行中攜帶煤粉的高溫爐煙通過未封堵處保溫層面與襯板的間隙進入大門，再通過大門襯板局部間隙較大處進入磨煤機，形成通道不斷沖刷保溫層，破壞保溫層，局部積粉燃燒，導致大門外側積粉燃燒處燒紅變形，并不斷擴大。由于磨煤機大門至磨煤機入口處坡度小，該處襯板受熱變形表面不平整，存在積粉現(xiàn)象，累積的煤粉達到一定數(shù)量迅速落下進入磨煤機，磨煤機出力突然增加，電動機瞬間超過額定電流，電動機電流瞬間超過額定電流現(xiàn)象做有規(guī)律的周期變化，危機設備安全運行。因此，原設計的磨煤機大門內(nèi)保溫材料存在漏熱超溫現(xiàn)象。為解決上述問題，采用改進措施如下:

1)用厚度δ=10 mm的鋼板封堵磨煤機大門上部大門殼體與襯板間保溫層的空隙以切斷高溫爐煙入口通道，同時對襯板間縫隙進行密封焊接，以切斷高溫爐煙出口通道并防止漏入煤粉。

2)用δ=20 mm的耐磨鋼板增加磨煤機大門至磨煤機入口處坡度。

3)更換保溫材料，采用容重150 kg/m3、耐火度700℃以上硅酸鋁保溫(150 mm厚)，鋪設鋼絲網(wǎng)，再用耐火度1 760℃的耐火澆注料。經(jīng)運行，該改造方案是合理的，三期工程磨煤機參照該改造方案進行了優(yōu)化設計，收到了良好效果。

2.3 磨煤機外保溫的改進措施

二期工程磨煤機外保溫為硅酸鋁，外護板采用δ=0.6 mm鋁合金板，由于磨煤機幾何形狀不規(guī)則，保溫外護板接口多，磨煤機有漏粉缺陷時就會從外護板接口處向外泄漏，造成周邊環(huán)境污染，處理漏粉拆除保溫層后無法恢復原狀。為解決該問題，三期工程對磨煤機外保溫進行了改進，取消了鋁合金板外護板，采用抹面料抹面(厚度δ=30 mm)、粘玻璃絲布刮膩子刷油漆的工藝。該施工工藝美觀且能有效阻止漏粉外泄。在三期工程施工及運行中得到了驗證。

2.4 防爆改進措施

在煤質(zhì)特性中，影響煤粉爆炸的主要因素是揮發(fā)分含量。原煤中Vdaf＜10%的煤粉發(fā)生爆炸的可能性極小，隨著原煤揮發(fā)分含量的增加，煤粉爆炸的可能性隨之增大。當Vdaf＞20%時，煤粉極易發(fā)生爆炸。當Vdaf=40%時，堆積煤粉的著火溫度迅速下降至170℃左右，如果在一次風管內(nèi)發(fā)生沉積，就會發(fā)生爆炸。實際上除了煤的揮發(fā)分外，煤的含硫量、灰分、水分和固定碳及元素成分都與煤粉的爆炸特性有一定的關系，如僅用揮發(fā)分作為確定煤粉爆炸特性的指標，無法全面反映煤粉的爆炸特性。因此，采用爆炸指數(shù)Kd作為判斷煤粉爆炸特性的綜合判別指數(shù)，其計算公式如下:

式中:Kd為煤粉的爆炸性指數(shù);Vd為煤的干燥基揮發(fā)分，%;Vvol.que為燃燒所需可燃揮發(fā)分的下限(考慮灰和固定碳)，按式(2)計算，%;Vvol為不考慮灰和固定碳時燃燒所需可燃揮發(fā)分的下限，按式(3)計算，%;Qvol為揮發(fā)分的熱值，按(4)式計算，kJ/kg;Qnet，v，daf為煤的干燥無灰基低位發(fā)熱量，kJ/kg;FCdaf為煤的干燥無灰基固定碳含量，按(5)式計算;Vdaf為煤的干燥無灰基揮發(fā)分含量，%。

上述計算出來的煤粉爆炸性指數(shù)Kd考慮了燃料的活性(可燃揮發(fā)分的含量及其熱值)以及燃料中的惰性(燃料中灰分和固定碳的含量)的綜合影響的結果。一般Kd＜1.0時，煤粉很難爆炸;1.0＜Kd＜3.0時，煤粉有中等程度的爆炸性;Kd＞3.0時，煤粉易爆炸，而且 Kd越大，煤粉就越易爆炸。對于褐煤而言，因其揮發(fā)分含量較高，屬于易爆炸煤種，因此褐煤制粉系統(tǒng)防爆極其重要。風扇磨煤機因其干燥介質(zhì)采用熱風及高溫爐煙混合，含有惰性氣體，因此其防爆性能較好，在磨煤機采用布置防爆門的形式作為輔助防爆措施［1］。

每臺磨煤機設計4個防爆門。防爆膜為δ=0.5 mm、直徑1 120 mm的鋁合金板，材質(zhì)較軟。在實際運行中，由于煤質(zhì)的變化使原煤在磨煤機中爆燃及工況變化等因素影響，導致磨煤機內(nèi)壓力不穩(wěn)定，防爆膜隨壓力變化而上下擺動，長時間擺動緊固防爆膜的圓孔被拉長而漏粉，嚴重時防爆膜鼓開，造成大量煤粉泄露。需要停止磨煤機運行處理，否則會污染環(huán)境，危脅機組安全運行。二期工程鍋爐試運期間，曾多次發(fā)生防爆膜鼓開現(xiàn)象，為此對防爆門進行了改造，在防爆膜內(nèi)側加裝十字柵格以減小氣壓變化時防爆膜上下擺動的幅度，增加防爆門四周的連接螺栓，減少螺栓孔距，在防爆膜與法蘭間采用雙道密封。三期工程又增設了冷爐煙系統(tǒng)，以降低磨煤機入口煙氣含氧量，從運行工況上降低煤粉爆燃的幾率，試運期間防爆門嚴密不漏，磨煤機運行穩(wěn)定［2］。

2.5 預防磨煤機漏粉的改進措施

二期工程磨煤機安裝時對襯板螺栓進行了密封焊接，對人孔門、防爆門等結合面進行了處理。由于襯板螺栓密封焊接有遺漏的，運行時8臺磨煤機均有不同程度的漏粉。外漏的煤粉嚴重污染環(huán)境，在機殼和保溫層間的煤粉如發(fā)現(xiàn)不及時，積粉過多受機殼高溫烘烤而燃燒，就會對磨煤機安全運行造成威脅。為了解決磨煤機漏粉問題，三期工程磨煤機安裝時對人孔門、襯板螺栓、調(diào)節(jié)擋板軸頭、防爆門、送粉管道結合面等易漏粉部位進行了改進，將所有襯板螺栓及各部結合面采用密封焊接，檢查調(diào)節(jié)擋板軸頭處密封填料，更換不合格損壞的密封填料;逐個檢查防爆門，更換不合格的壓防爆膜法蘭的密封石棉繩，校正變形的人孔門;在整體保溫前進行風壓檢查，消除泄漏點。目前三期工程磨煤機已隨機組投入商業(yè)運行，無漏粉現(xiàn)象。

制粉系統(tǒng)安裝的質(zhì)量控制點主要在控制漏風、漏粉上。漏粉除了磨煤機本身以外，漏粉處主要集中在風門、法蘭連接處。在三期工程施工中，為了減少漏風量，設計時相應減少了法蘭連接，施工中將能夠進行焊接的接口均進行了焊接密封，對風門、人孔門等法蘭密封面采用雙層石棉繩涂密封膠進行處理，對部分不常檢修的風門也增加了焊接密封。采取這樣的措施后，使法蘭連接口數(shù)量減少，很好地解決了制粉系統(tǒng)的漏粉問題。

3 高溫爐煙及送粉管道安裝方案

方案1:在水冷壁上部兩側各布置3個抽煙口，前側布置2個抽煙口，共8個抽煙口。8根高溫爐煙管道由抽煙口連接到磨煤機入口，布置于鍋爐兩側和前側。高溫爐煙管道直徑為3 300 mm，最簡單的方案是在鋼架吊裝過程中先組合存放到位，即將支吊架與管道組合在一起，這樣減少高空作業(yè)施工難度，管道內(nèi)保溫托架也要在地面組合好。上部水冷壁定位完成后，將抽煙口安裝就位，并以抽煙口為基準進行高溫爐煙管道安裝。安裝高溫爐煙管道由上至下進行，高溫爐煙管道重量較大，管道就位后應及時安裝支吊架。

方案2:如果鋼架吊裝時不能及時將管道存放，而受熱面已經(jīng)開始吊裝，爐頂鋼架開口已封閉，從爐頂向下吊放已經(jīng)很困難，在這種條件下就可采用卷揚機吊裝。根據(jù)管道安裝標高，吊裝通道分成2處:給煤機平臺層(標高31 m)以上設置1處吊裝通道，標高31 m以下從0 m吊裝。在鍋爐兩側標高31 m層鋼架上前后方向布置2條滑道，滑道尾部探出爐后鋼架。高溫爐煙管道放到滑道上，通過滑道拖運到安裝位置的下方，再用卷揚機起吊就位。這種吊裝方法受鋼架內(nèi)空間的限制，要求管道組合不能太長，優(yōu)點是不需要主吊車進行吊裝。

實踐證明，以上兩種方案在標高31 m以下的高溫爐煙管道與送粉管道的安裝都可以從0 m吊裝，每臺磨煤機的高溫爐煙和送粉管道可以同時進行，這樣可以減少卷揚機布置次數(shù)。

4 結論

上述分析和實踐結果表明，改進后的安裝工藝及質(zhì)量控制在施工過程中能更好地消除設計、設備上的缺陷，加快了施工進度，提高施工質(zhì)量，增加效益，減少磨煤機運行時的維護工作量，保證了機組安全及穩(wěn)定運行。

［1］成慶剛，步維光，田新斌.S型風扇磨煤機選型設計計算的評述［J］.電站系統(tǒng)工程，1993(3).

［2］何佩敖，張肅.我國風扇磨煤機制粉系統(tǒng)的設計問題［J］.電站系統(tǒng)工程，1991(2).

Study of installation technique and quality control of direct－fired pulverizing system of mill

DONG Lichen1，LV Chunyang1，REN Shijie2
(1.Heilongjiang Thermal Power No.3 Construction Corporation，Harbin 150001，China;2.Inner Mongolia Guohua Hulun Buir Power Generation Company Limited，Hulun Buir 021025，China)

This paper expounds the main structure，installation technique，process flow and control of mill，analyzes the problems existing in service pipe installation，gate，heat insulation，explosion proof and powder leakage and proposes relevant improvements，and points out installation plan for high－temperature furnace gas and powder feeding pipe.Practice proves that this plan is able to eliminate the flaws of design and equipment，thereby accelerating construction and enhancing quality.

direct－fired pulverizing system of mill;installation technique;improvement

TK223.25

A

1002－1663(2012)02－0144－04

2011－11－15

董立臣(1972－)，男，1992年畢業(yè)于哈爾濱電力學校電廠熱能動力專業(yè)，工程師。

(責任編輯 侯世春)