HP863中速磨煤機葉輪裝置改進優化

王琦

摘 要：通過深入分析計算與對比試驗，對磨煤機葉輪裝置空氣節流環的布置方式進行改進優化，通過減少葉輪裝置風環過流面積，獲得了風環處最佳過流風速，提高磨煤機葉輪裝置對石子煤的分選效率。

關鍵詞：中速磨煤機 葉輪裝置 石子煤 過流風速

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0062-01

大唐林州熱電有限責任公司2×350 MW超臨界直流機組于2011年先后投產，鍋爐采用上海重型機器廠HP863型中速磨煤機，每臺鍋爐安裝5臺，采用4運1備運行方式。自投產以來磨煤機石子煤排放量始終較大且熱值較高，給機組運行帶來眾多問題，設備故障率和磨損率均較高，嚴重影響到機組的安全運行和經濟運行。

1 設備簡介

1.1 工作原理

原煤經落煤管進入三個相對運動的磨輥之間，在壓緊力的作用下受到擠壓和研磨，被粉碎成煤粉。磨制成的煤粉隨磨輥一起旋轉，在離心力和不斷被碾磨的煤和煤粉推擠作用下被甩至風環上方。熱一次風經葉輪裝置風環整流后，以一定的風速進入環形干燥空間對煤粉進行干燥，并帶入磨煤機上部進入旋轉分離器。不合格的粗煤粉在分離器中被分離下來，返回到研磨區重新研磨，合格的煤粉經分離器由熱一次風帶出磨外，進入熱一次風管，直接通過燃燒器進入爐膛，參加燃燒。

1.2 磨煤機設計參數

HP863型中速磨煤機設計最大出力50.9 t/h，磨煤機額定轉速38.4 r/min，磨煤機最大通風量70.6 t/h，磨輥加載方式為彈簧變加載，磨煤機轉速38.4 r/min。

2 存在問題

自投產以來磨煤機石子煤排放量始終較大且熱值高（最高達8700 kj/kg），給機組運行帶來眾多問題，設備故障率和磨損率均較高，嚴重影響到機組的安全運行和經濟運行。葉輪裝置在使用過程中頻繁出現節流環磨損脫落，造成磨煤機一次風風速降低，繼而導致磨煤機石子煤排放量瞬間增大且熱值較高。同時因葉輪裝置側板磨損減薄較快，被迫頻繁更換葉輪裝置，導致采購費用高不下。

3 原因分析

經過對中速磨煤機工作原理和石子煤成因的認真分析，認為石子煤通過風環自上而下落至下部石子煤室，而一次風通過風環由下至上進入磨煤機研磨區，在風環喉口處流向相反的熱風與下落的石子煤進行激烈的碰撞，把大量密度較小的煤托住或吹起，并把細煤粉分離吹起，通過動態分離器進一步分離后進入煤粉管道。所以合理選擇葉輪裝置風環處的過流風速是提高磨煤機石子煤分選效率的最佳途徑。大唐林州熱電有限責任公司磨煤機石子煤排放量較大即與風環處的過流風速選擇不當有很大的關系。

4 改進方案提出及實施

4.1 合理選擇葉輪裝置風環處的一次風速提高磨煤機石子煤分選效率

通過對不同節流環寬度在不同通風量下過流風速的計算，當節流環寬度采用原先50 mm時，風環過流面積為0.67 m2（未扣除風葉面積），根據磨煤機設計最大通風量70.6 t/h，風壓7 kPa，入口風溫245 ℃計算后得出，磨煤機風環處上升氣流速度為41 m/s。考慮到葉輪裝置外側可調板間隙（設計間隙寬度12.7 mm）造成的一部分漏風損失及低負荷下風量的調整，因此大唐林州熱電磨煤機風環處上升氣流速度明顯較低，是造成磨煤機石子煤量偏大的主要原因。如將節流環寬度增至70 mm時，風環過流面積為0.54 m2，風速為51 m/s，與該類型磨煤機推薦的過流風速45～50 m/s風速相符，風環處過流風速比改造前提高了10 m/s。

4.2 調節葉輪裝置外側可調板間隙減少漏風量

葉輪裝置外側可調板與中間體底部和折向襯板支架之間的間隙，是磨煤機一次風泄漏的重要通道。在對磨煤機進行內部檢查時發現，葉輪裝置外側可調板安裝間隙過大，實測為20～25 mm，廠家圖紙設計為12.7 mm。經認真分析比對后重新調整為8～10 mm，以減少該處漏風，并對可調板進行可靠固定，防止其運行中下滑。通過縮小可調板間隙，在不影響磨煤機運行的情況下使風環處的一次風漏風量降到最低。

4.3 對磨煤機葉輪裝置自身結構進一步改進優化

將磨煤機葉輪裝置空氣節流環重新采用16 Mn鋼板加工制做，厚度18 mm，寬度70 mm，均分6等份，沿葉輪裝置內側側板貼邊滿焊，解決了運行中節流環易磨損脫落的問題，同時減少了一次風對葉輪裝置側板的沖刷磨損。

5 實施后效果及統計

根據實驗對比結果，綜合不同節流環寬度在不同通風量下所獲得的過流風速，最終將節流環寬度定為70 mm。在1號爐1D磨煤機改造實驗成功后，利用設備檢修期間對全廠的10臺磨煤機陸續進行了升級改造。進行技術革新后的制粉系統運行穩定，1號、2號鍋爐磨煤機的石子煤排放量顯著減少，平均熱值最低降至1847 kJ/kg。以改造后2013年10月份石子煤排放量，對比2012年01月份石子煤量，當月共計減排石子煤約7000 t，并在此基礎上實現了石子煤輸送系統的節能經濟運行，下游相關設備的損耗諸如石子煤刮板、防磨襯板、振動輸送機等也因石子煤排放量的減少而得到大幅度降低，經濟效益明顯。

同時對HP863型中速磨煤機葉輪裝置的技術革新也促進了中速磨煤機的技術進步，相關改造方案得到了上海重型機器廠的認可，彌補了原產品設計中的不足，進一步完善了中速磨煤機葉輪裝置的結構和使用性能。使葉輪裝置的使用壽命由原先的半年有望延長至1～2年，提高了葉輪裝置的運行可靠性，取得了較好的經濟效益。適合在后續的設備中推廣應用。

6 結論

目前中速磨煤機石子煤排放量偏大始終是困擾著同類型燃煤機組的一大難題。大唐林州熱電有限責任公司通過對1號、2號鍋爐10臺HP863型中速磨煤機石子煤排放，進行了深入持久的綜合治理，徹底解決了困擾燃煤機組中速磨煤機石子煤排放量和熱值偏大的難題。使得磨煤機石子煤排放量能夠處于可控范圍。形成了治理中速磨煤機石子煤排放量過大的一整套解決方案。較之目前國內同類改造技術相比，該方案投入小，對設備本身無需太大改動，改造后經濟效益顯著，具有較高的推廣應用價值。

參考文獻

[1] HP863運行維護手冊[Z].上海重型機器廠有限責任公司.endprint