ZGM型中速磨煤機常見問題及解決方法

馮軍濤，張建彪，于沛東，丁建兵

(寧夏京能寧東發電有限責任公司，寧夏 銀川 750400)

ZGM型中速磨煤機常見問題及解決方法

馮軍濤，張建彪，于沛東，丁建兵

(寧夏京能寧東發電有限責任公司，寧夏 銀川 750400)

ZGM型中速輥式磨煤機在火電機組中應用廣泛，介紹了中速輥式磨煤機的工作原理，分析了ZGM型磨煤機在實際運行過程中的常見問題，通過在生產現場進行試驗和研究，對每個問題都給出了合理的解決方案，保證了磨煤機安全穩定運行。

ZGM型;中速輥式磨煤機;磨輥;密封

隨著經濟的快速發展，電力需求越來越大。發電企業中，火電機組居主導地位。在火電機組中，磨煤機作為制粉系統的關鍵設備受到了極大的重視。中速輥式磨煤機以其投資少、操作簡單、電耗少、結構緊湊等優點在火電發電中得到廣泛應用［1］。

1 中速輥式磨煤機概述

1.1 工作原理

中速輥式磨煤機在火電機組中應用廣泛，主要結構包括本體部分、連接裝置、傳動部分、潤滑油系統及液壓油系統。中速輥式磨煤機工作原理:原煤從磨煤機的落煤管落到錐形蓋板上，順時針旋轉的磨盤借助于離心力將煤運動至碾磨滾道內，3個可自轉的磨輥均勻分布于磨盤滾道上，逆時針轉動對原煤進行碾磨。碾磨力由液壓加載系統產生，通過拉桿、壓架、磨輥、磨盤、傳動盤、減速機、底板傳至基礎上。經過碾磨的原煤切向甩出，一次風通過噴嘴環進入磨室，將甩出的煤粉混合物烘干并輸送至分離器中進行分離，粗粉被分離出來返回磨室內繼續碾磨，而合格的細粉被一次風送入爐膛燃燒 (如圖1所示)。由于磨輥以15°向磨盤中心傾斜，正常工作時為單側磨損，磨損嚴重時可將磨輥反轉，將另一側作為工作面，兩側都磨損后又可以重新進行堆焊，再次利用。因此中速輥式磨煤機維修成本較低，應用廣泛［2-3］。

圖1 磨煤機工作示意圖

1.2 設備簡介

寧夏京能寧東發電有限責任公司 (寧東公司)一期為2臺660 MW火電機組，鍋爐采用超臨界參數變壓運行，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、固態排渣、中速磨煤機配正壓直吹制粉系統。鍋爐型號為HG-2210/25.4-YM16。磨煤機為北京電力設備總廠生產的ZGM113G-Ⅱ型中速磨煤機。每爐配6臺磨煤機，其中5臺運行，1臺備用。該磨煤機的主要數據見表1。

表1 磨煤機主要數據匯總表

2 中速輥式磨煤機運行現狀

寧東公司每臺爐配6臺磨煤機，正常運行時采用5用1備模式，并計劃性進行設備定期切換。但由于中速輥式磨煤機本身的缺陷及其它原因，必須進行非計劃性的停磨/倒磨。通過對寧東公司過去幾個月磨煤機非計劃性停磨/倒磨次數的統計，磨煤機非計劃停磨/倒磨歸納為磨輥卡澀、拉桿漏粉、筒壁及靜環磨損3個原因。

2.1 磨輥卡澀分析

2.1.1 磨輥卡澀過程

磨煤機運行時，原煤中攜帶的石頭、鐵塊等和原煤一起進入磨室，受到離心力作用，經噴嘴環落到一次風室，通過刮板將雜物刮進排渣箱排走。同時一部分鐵塊在下落過程中受到內部風場影響，進入磨輥與輥架空隙中，導致磨輥無法轉動。2012年10月28日，寧東公司13號磨煤機振動大，無法繼續運行。停磨后鍋爐室專業人員對13號磨煤機內部進行檢查，發現一塊外形尺寸為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。鍋爐專業人員用火焊對其進行切割，鐵塊除去后磨煤機恢復備用。

圖2 卡在磨輥內部的鐵件

2.1.2 磨輥卡澀原因及危害

由于煤質較濕，在轉運、磨碎過程中不斷結塊，容易將鐵塊包裹在內。除鐵器在工作過程中經常吸出一部分粘煤，致使除鐵器效率明顯降低。由于磨輥與磨輥架之間有間隙，無法除去的鐵塊進入磨室時易卡在間隙內，導致磨輥無法轉動，這是磨輥卡澀的直接原因。

磨煤機磨輥卡澀后，磨輥無法轉動，導致磨煤機振動大、出力降低。由于輥套材質為高鉻鑄鐵，易脆裂、熱裂。磨輥卡澀后，如果繼續運行則輥套可能斷裂，必須及時停止磨煤機運行，機組負荷受到影響。另外磨煤機非停次數增多，增加了額外啟停磨煤機的費用 降低了設備運行的可靠率

2.1.3 解決方案

磨輥卡澀嚴重影響了磨煤機的運行，給機組的安全穩定運行留下了隱患。根據寧東公司實際情況，改善煤質與改造除鐵器都無法根本上解決磨輥卡澀問題。通過實際考察及試驗，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壓架上，兩側點焊在鉸軸座上，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，寧東發電公司在大修期間對1號爐3號磨煤機磨輥都安裝了這種防卡澀擋板，運行幾個月以來未出現過由于磨輥卡澀導致磨煤機非停的情況。因此決定在2013年逐漸對其它11臺磨煤機都安裝主卡澀擋板，徹底解決磨煤機磨輥卡澀問題。

2.2 拉桿漏粉分析

2.2.1 拉桿漏粉過程

拉桿從機殼穿出處有拉桿密封裝置，可保證煤粉不外泄，同時拉桿又可自由上下移動。上拉桿上部通過球面調心軸承連接于壓架上，經拉桿密封由機殼上引出，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之間積粉，密封風量約占總風量的5%。

由于上密封件是固定式，進入煤粉后卡澀，不能水平浮動，如圖4所示。拉桿晃動時密封間隙變大，使得石子煤、鐵塊進入密封室，導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。但是運行一段時間以后，受煤質、風壓等因素影響，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。此時密封主要是靠密封風維持，當運行工況變化時，密封風壓力波動，漏渣、漏粉嚴重。

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

中速輥式磨煤機在運行中拉桿出現漏粉現象，由于檢修時間較長，磨煤機不能及時停下來檢修，給機組安全運行造成一定風險。另一方面，由于小煤塊的進入對拉桿造成一定磨損，一般情況1年左右就要更換拉桿。這樣磨煤機拉桿修復及密封件頻繁更換，維護費用昂貴，且對機組連續滿發、穩發及鍋爐房環境造成很大影響。因此，對磨煤機拉桿密封的改造必須盡快開展［6］。

2.2.3 解決方案

通過在寧東公司現場進行試驗與研究，對存在問題認真分析，決定對拉桿上下密封件進行改造，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動，從而避免了密封件與拉桿的磨損。同時密封件進行時間長，維護工作量較小。寧東公司現已對2臺機組的12臺磨煤機拉桿密封進行了改造，不但磨煤機有效運行時間延長，而且現場環境得到了改善，保證了機組的安全生產。

圖7 改造后的上密封

圖8 改造后下密封件

2.3 磨煤機筒壁磨損分析

2.3.1 筒壁磨損現狀

正常情況下，一次風通過噴嘴環進入磨室，對筒壁造成輕微磨損。寧東公司設計煤種煤質灰分為28%，全水分為13.5%。考慮運行的經濟性，摻入一定比例的泥煤，灰分為35%～50%，摩擦系數相應增大，煤粉對管道的沖刷加劇。一次風在靜環與筒壁結合處形成斡旋，一段時間以后，靜環和筒壁之間磨損嚴重，導致一次風直接從該空隙進入磨室，直接沖刷筒壁。寧東公司2號爐22號磨煤機筒壁磨穿，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

由于筒壁長期受到沖擊及磨損，筒壁表面已不平整，部分位置很薄，存在磨穿的風險，一旦磨穿，就需要及時補焊防止漏粉，長期補焊不僅浪費人工，也大大影響了設備運轉效率。如果筒壁大面積磨損變薄，嚴重時可能發生筒壁垮塌的危險。另外靜環磨損嚴重，改變一次風流向，將影響磨室內部風場和磨煤機出力。

2.3.3 解決方案

通過現場試驗和研究，寧東發電公司決定在磨室筒壁高1 m范圍內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設備防磨，參數如表2所示。耐磨陶瓷用耐高溫無機粘合劑 (GWJ-350)直接粘貼在設備內壁，裝完后陶瓷表面平整，無明顯的凹凸不平現象，無漏縫。對相鄰2塊陶瓷片的端面進行細磨加工，不得有虛粘及突起，保證細煤粉通過時不能侵入陶瓷間隙。安裝過程中摒棄了傳統的易老化、耐溫差的環氧樹脂粘膠，采用的是耐高溫的無機粘膠，同時沿介質流向實行錯縫粘貼，有效避免了高速氣流對直線型縫隙的沖刷，在迎風面陶瓷層的前段，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 陶瓷片主要技術參數

1號、2號爐12臺磨煤機及粉管貼瓷面積達844 m2，減輕了制粉系統煤粉管道內表面沖刷磨損，增加了鍋爐煤種適應性。制粉系統漏粉量減少，現場衛生得到改善。磨煤機煤粉管道具有很好的防磨性能，提升了制粉系統安全運行的壽命，降低了啟停磨煤機的額外費用，保證了制粉系統的穩定運行。

4 結束語

中速輥式磨煤機在我國火電機組中應用非常廣泛，其本身的缺陷嚴重影響了磨煤機的安全運行。通過對寧東發電公司的現場試驗和研究，提出相應的方案，分別解決了磨輥卡澀、拉桿漏粉、筒壁磨損等主要問題，保證了磨煤機的安全穩定運行，提升了磨煤機運行的可靠率。

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

［2］ 張建彪，馮軍濤，于沛東.中速輥式磨煤機磨輥卡澀問題分析［J］.東北電力技術，2013，34(2):37-39.

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

［4］ 蘇振東，陳 鵬，張守恒.MBC-260磨煤機振動原因分析［J］.東北電力技術，2006，27(4):54-58.

［5］ 杜新達，王彥濤，謝 菲.ZGM123G中速輥式磨煤機磨輥的維護 ［J］.中國石油和化工標準與質量，2011，12(10):45-47.

［6］ 宋 宏，張龍新，王晉一.中速磨煤機液壓加載系統改造與性能優化［J］.東北電力技術，2009，30(9):53-55.

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，主要從事鍋爐輔機運行與維護工作。

2013-10-18)