中速輥式磨煤機磨輥卡澀問題分析

張建彪，馮軍濤，于沛東，姚學(xué)會，石寶云，丁建兵

(寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750400)

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對電力的需求越來越多。在我國發(fā)電企業(yè)中，火電機組仍然居于主導(dǎo)地位。在火電機組中，磨煤機作為制粉系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備受到了極大重視［1］。中速輥式磨煤機以其投資少、操作簡單、電耗低、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點在火力發(fā)電企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

1 磨煤機主要技術(shù)參數(shù)

寧夏京能寧東發(fā)電有限責(zé)任公司 (以下簡稱寧東公司)一期為2臺660 MW火電機組，鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行、螺旋管圈加垂直管直流爐，中速磨煤機配正壓直吹制粉系統(tǒng)。磨煤機為北京電力設(shè)備總廠生產(chǎn)的ZGM113G－Ⅱ型中速磨煤機，每臺爐配6臺，其中5臺運行、1臺備用。磨煤機主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

2 工作原理

中速輥式磨煤機主要結(jié)構(gòu)包括本體部分、連接裝置、傳動部分、潤滑油系統(tǒng)及液壓油系統(tǒng)。原煤從磨煤機的中間落煤管落到錐形蓋板上，順時針旋轉(zhuǎn)的磨盤借助于離心力將煤運動至碾磨滾道內(nèi)，3個可自轉(zhuǎn)的磨輥逆時針轉(zhuǎn)動對原煤進行碾磨。經(jīng)過碾磨的原煤從磨盤切向甩出，一次風(fēng)通過噴嘴環(huán)均勻進入磨室，將甩出的煤粉混合物烘干并輸送至上部的分離器中進行分離，粗粉被分離出來返回磨室內(nèi)繼續(xù)碾磨，而合格的細粉被一次風(fēng)送入爐膛燃燒［2－3］。

3個磨輥固定在壓架的鉸軸座上，都是沿圓周方向均勻分布于磨盤滾道上，并以15°向磨盤中心傾斜，碾磨力由液壓加載系統(tǒng)產(chǎn)生，通過拉桿、壓架、磨輥、磨盤、傳動盤、減速機傳至底板上，如圖1所示。磨煤機運行時磨輥輥套單側(cè)碾磨原煤，運行一段時間后，工作面會有一定程度的磨損，檢修時可把磨輥翻轉(zhuǎn)，將另一側(cè)作為工作面使用，以充分利用耐磨材料。當(dāng)兩側(cè)都磨損后，要全部更換。更換下來的輥套可重新堆焊，組裝完成后又可重新利用。所以中速輥式磨煤機維修成本較低，受到了越來越廣泛的應(yīng)用［4］。

表1 磨煤機主要技術(shù)參數(shù)

圖1 磨煤機加載傳遞系統(tǒng)

3 中速輥式磨煤機運行現(xiàn)狀

3.1 現(xiàn)狀分析

中速輥式磨煤機雖然有很多優(yōu)點，但也有其自身缺點，主要包括磨輥輥套磨損、磨輥卡澀、加載系統(tǒng)故障、密封件易損壞等。寧東公司每臺爐配6臺磨煤機，正常運行采用“五用一備”模式，并計劃性地對設(shè)備進行定期切換。但是由于中速輥式磨煤機本身缺陷及其它原因，必要時需進行非計劃性停磨或倒磨。對寧東公司過去3個月磨煤機非計劃性停磨次數(shù)統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

表2 磨煤機非停次數(shù)統(tǒng)計表

由表2可知，由于磨輥卡澀原因?qū)е履ッ簷C非停次數(shù)占了44.5%，即磨輥卡澀對磨煤機的影響非常嚴(yán)重，是造成磨煤機非停的主要原因。

3.2 磨輥卡澀過程

正常運行時，原煤中的石頭、鐵塊等異物和原煤一起從落煤管進入磨室，受到離心力作用移動到邊緣，然后經(jīng)噴嘴環(huán)落到一次風(fēng)室，與傳動盤連接的刮板將鐵塊等雜物刮進排渣箱排走。同時有一部分鐵塊，在進入磨室過程中受到內(nèi)部風(fēng)場的影響，很可能進入磨輥與輥架空隙中，導(dǎo)致磨輥無法轉(zhuǎn)動，即造成磨輥卡澀［5－6］，如圖2所示。

圖2 磨煤機易卡澀部位示意圖

寧東公司1號爐1號、3號、5號磨煤機，2號爐2號、4號磨煤機都發(fā)生過磨輥卡澀導(dǎo)致停磨事故，現(xiàn)以13號磨煤機為例。2012年10月28日，由于13號磨煤機振動大，無法繼續(xù)運行，停磨后對其內(nèi)部進行檢查，發(fā)現(xiàn)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，磨輥無法轉(zhuǎn)動，如圖3所示。相應(yīng)人員用火焊對其進行切割，鐵塊除去后磨煤機恢復(fù)備用。

圖3 卡在磨輥內(nèi)部的鐵件

3.3 磨輥卡澀原因分析

由于部分電廠煤質(zhì)較濕，在轉(zhuǎn)運、磨碎過程中不斷結(jié)塊，容易將鐵塊包裹在內(nèi)，如圖4所示。雖然除鐵器的除鐵效率一般為95%，但在工作過程中經(jīng)常吸出一部分粘煤，致使除鐵器效率明顯降低。還有一部分鐵件在煤團的下部，也很難被吸出。由于磨輥與磨輥架之間有間隙，除鐵器無法除去的鐵塊進入磨室時易卡在間隙內(nèi)，使磨輥無法轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致磨輥卡澀。

圖4 結(jié)成塊的原煤

3.4 磨輥卡澀危害

磨煤機磨輥卡澀后，磨輥無法轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致磨煤機振動大、出力降低。由于輥套采用高鉻鑄鐵制作，這種材料易脆裂、熱裂。磨輥卡澀后，磨煤機繼續(xù)運行時輥套可能斷裂，必須及時停止運行，此時機組負荷將受到影響。另外磨煤機非停次數(shù)增多，增加了額外啟停磨煤機的費用，降低了設(shè)備運行的可靠性。

4 解決方法

a． 改善原煤質(zhì)量。較濕的煤泥會導(dǎo)致除鐵器除鐵效率降低，同時有可能堵塞落煤筒、碎煤機、滾軸篩等主要供煤設(shè)備，導(dǎo)致供煤中斷，應(yīng)將較濕的煤泥進行晾曬后再利用。

b． 對除鐵器進行改造。針對原煤中存在鐵塊等異物的問題，可以在原煤輸送區(qū)段選取合理位置加裝強磁除鐵器，提高除鐵效果，可在一定程度上減少進入磨煤機的鐵塊。

c． 由于磨輥卡澀的主要原因是鐵塊卡在磨輥與輥架之間，可在該區(qū)域上部安裝擋板，阻止異物進入。

根據(jù)寧東公司實際情況，改善煤質(zhì)與改造除鐵器都無法從根本上解決磨輥卡澀問題，所以應(yīng)從磨煤機內(nèi)部著手。通過對磨煤機實際考察及試驗，決定在磨輥上部位置焊上一塊鋼板，該擋板上邊緣焊在磨煤機壓架上，兩側(cè)點焊在鉸軸座上，下部依照磨輥的弧度形狀制作。擋板上留有若干個直徑20 mm的小孔，可保證一次風(fēng)通過，減小對磨室內(nèi)流場的影響，安裝效果如圖5所示。

圖5 擋板安裝效果圖

寧東公司在2012年大修期間對1號爐3號磨煤機的3個磨輥都安裝了防卡澀擋板，運行幾個月來未出現(xiàn)過由于磨輥卡澀導(dǎo)致磨煤機非停的情況，其效果非常明顯。該公司決定在2013年逐漸將其它11臺磨煤機都安裝上防卡澀擋板，以解決磨煤機磨輥卡澀問題。

5 結(jié)束語

磨輥卡澀是影響中速輥式磨煤機安全運行的主要問題，通過在寧東公司現(xiàn)場試驗和研究，在磨輥上部安裝防卡澀擋板，可以有效避免鐵塊等異物進入磨輥與輥架之間，從根本上解決了磨輥卡澀問題，保證了磨煤機安全、穩(wěn)定運行。

［1］ 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(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011，12(10):45－47．

［2］ 黃增田．姚電公司3號、4號爐磨煤機運行穩(wěn)定性研討［J］．東北電力技術(shù)，2007，28(1):45－50．

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

［4］ 李國新，季廣輝，王 穎．ZGM113N型磨煤機增加出力改造及應(yīng)用［J］．中國電力教育，2011，10(9):116－120．

［5］ 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(shù)，2006，27(4):54－58．

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