火電廠中速磨煤機新型風環的改造效果分析

新疆東方希望有色金屬有限公司 王強 張春志 羅魯剛 孫良

1 引言

某電廠鍋爐型號為DG1211/17.4-Ⅱ22，鍋爐為亞臨界參數，自然循環單爐膛，全懸吊結構Π 型汽包鍋爐，機組配備5 臺長春發電設備總廠生產的MPS180HP 型中速磨煤機。鍋爐設計煤種為準東煤，由于磨煤機風環結構設計和材質缺陷導致磨煤機風環出口風速偏高內部流場紊亂、通風阻力大，風環、磨煤機中架體及內部部件吹損嚴重，并且石子煤無法正常排放加劇了磨煤機的磨損。

風環磨損較快造成噴口風向進一步紊亂，一次風效率大幅度降低，嚴重影響磨煤機出力。針對磨煤機運行中存在的吹損嚴重，通風阻力大、磨煤機單耗偏大等問題，電廠對磨煤機風環結構進行了技改、風環材質進行了升級，本文通過制粉系統性能試驗對改造效果進行評估。

2 設備概況

MPS180HP 型中速磨煤機主要參數見表1，準東煤煤質分析見表2。

表1 MPS180HP型中速磨煤機主要參數

表2 準東煤煤質分析

3 風環技改情況梳理

3.1 技改前風環工況

磨煤機風環技改前，風環噴嘴結構及密封情況如圖1所示。風環設計制作工藝差，動靜間隙在10mm 以上，間隙漏風在10%左右，一次風效率較低，動靜間隙處的漏風及外側傾斜角度較大[1-2]，導致磨煤機內部部件嚴重吹損。

圖1 風環噴嘴結構及密封情況

3.2 風環技改情況

一是中速磨煤機新型風環在動靜結合的風道處加裝水平迷宮密封，迷宮密封采用F 型搭接方式，迷宮密封的上下、豎直的間隙均保留5mm 間隙。

二是在動環的外側里面加裝豎直擋風環，擋風環與動環的間隙為5mm。

三是中速磨煤機新型風環的靜環提高7cm，氣流從噴口流出后可以防止氣流擴散，提高熱風對煤粉的運載能力，降低氣流對中架體沖刷。

四是新型風環通流面積增加0.21m2，氣流對煤粉的篩選能力得到進一步提升，石子煤排放量達到正常標準，避免重復碾磨造成磨損及電耗。

五是風環外圓擴大1.5cm，氣流側邊跟隨往外側移動，外側擋板的傾斜角降低5°。

六是動環材質由普通碳鋼升級至NM500，靜環表變安裝耐磨復合鋼板

七是風環的靜環由一體式設計成分段上、下分體式，通過螺栓固定在靜環底座上，靜環出現磨損后可以快速進行更換。

八是技改后風環結構及密封如圖2所示。對風環加裝F 型迷宮密封，擴大外圓直徑、降低外擋板傾角，提升靜環的高度，縮減動靜結合間隙，提升風環材質等達到降低磨煤機整體吹損、電耗，保證磨煤機安全穩定運行。

圖2 技改后風環結構及密封

3.3 風環技改后磨煤機運行工況對比

鍋爐保持在285MW 穩定運行，每4h 采集一次數據，試驗過程中未進行吹灰、打焦和排污等干擾試驗工況的操作,風環技改前后煤質一致。對風環改造前后磨煤機電流、液壓加載力、磨煤機通風量、磨煤機入口風壓、一次風機電流、耗電量、通風阻力等運行參數進行統計[3]。技改前后磨煤機電流對比如圖3所示，技改前后磨煤機加載力對比如圖4所示，技改前后磨煤機通風量對比如圖5所示，技改前后磨煤機入口風壓對比如圖6所示，技改前后一次風機電流對比如圖7所示。

圖3 技改前后磨煤機電流對比

圖4 技改前后磨煤機加載力對比

圖5 技改前后磨煤機通風量對比

圖6 技改前后磨煤機入口風壓對比

圖7 技改前后一次風機電流對比

3.4 技改后不同負荷運行參數統計

鍋爐主輔設備運轉正常，各系統運行正常，汽水系統、煙風及制粉等系統無明顯泄漏。

試驗涉及的現場表計全部經過校驗合格，且在有效期內，精度符合試驗要求。試驗時機組負荷為260、280、320、350MW。試驗前3h機組負荷帶至試驗負荷。

試驗期間鍋爐運行工況保持穩定，鍋爐蒸發量、蒸汽壓力、蒸汽溫度波動等滿足試驗要求。試驗過程中未進行吹灰、打焦和排污等干擾試驗工況的操作[4]。技改前后磨煤機內部磨損對比（1 年的平均磨損）如圖8所示。

圖8 技改前后磨煤機內部磨損對比（1年的平均磨損）

4 風環技改后磨煤機參數對比

準東地區某火力發電廠原煤含水較大，設計值22%～25%，實際值28%～30%，冬季原煤含水會更大一些。摻燒12%左右的煤矸石、高嶺土，入磨煤的哈氏可磨指數也低于原設計值，設計350MW 時一次風溫365℃，實際運行風溫只有330℃，導致磨煤機干燥出力不足，磨煤機運行中出現吹損嚴重和通風阻力的問題，針對上述問題進行了磨煤機風環技改。對磨煤機風環進行結構優化設計，增加動靜部分迷宮密封，降低95%以上的橫向風，將動靜密封間隙降低至5mm，靜環高度提高至7cm，氣道流通面積增大0.21m2。技改后煤粉細度合格、均勻性好磨煤機電流平均降低1.65A，磨煤機加載力平均降低0.48MPa，一次風機電流平均降低8.14A，制粉系統通風阻力平均降低1.43KPa，磨煤機內部磨損平均降低1.91mm/m，風環的出口風速平均降低16.6m/s。

5 結語

磨煤機風環技改后有效提升煤粉的均勻程度，改善鍋爐燃燒工況，降低風環傾斜角，增加F 型迷宮密封，改變加工工藝縮減動靜間隙，消除無序風的影響，提升一次風有效率。動環材質由普通碳鋼升級至NM500，靜環材質由普通碳鋼升級至耐磨復合鋼板，耐磨性提高5 倍，材料性價比提升2～4 倍。

磨煤機風環技改后通風阻力、一次風機電流、磨煤機電流下降，對降低機組的廠用電率起到良好的推進作用。風環技改后通流面積增大、風速下降，磨煤機內部的吹損問題得到有效根治，降低磨煤機維護成本。