中速磨煤機下架體泄漏分析及改造

【摘要】在新華電廠二期兩臺410T/H/油改煤工程中，每臺爐配兩臺直吹式正壓制粉系統(tǒng)，每套制粉系統(tǒng)配一臺沈陽重型機械廠生產(chǎn)的MP1713型中速磨煤機。安裝后，試運過程中發(fā)現(xiàn)下架體密封環(huán)處漏風、漏粉嚴重，影響本身其他附屬設(shè)備的正常運行，污染周圍環(huán)境，磨煤機內(nèi)氣溫高達120，鍋爐運行不穩(wěn)定。因此對下架體密封環(huán)處泄漏原因進行分析、改造。由原來設(shè)計的石墨塊填充式密封環(huán)改成可拆卸的齒式密封環(huán)，密封風管也進行改造，并且每臺爐增加一臺密封風機，以保證密封風量和風壓，改造后設(shè)備損失減小到最低，設(shè)備運行穩(wěn)定，工作環(huán)境有了很大提高，給電廠帶來很大經(jīng)濟效益。

【關(guān)鍵詞】磨煤機；泄漏分析；改造

1.系統(tǒng)設(shè)備簡介

在新華發(fā)電廠二期兩臺410T/H鍋爐油改煤工程中，鍋爐制粉系統(tǒng)為正壓直吹式制粉系統(tǒng)。正壓直吹式制粉系統(tǒng)中，輸送干燥介質(zhì)的一次風機裝置在磨煤機之前，磨煤機處在一次風機造成的正壓狀態(tài)下工作。一次風機輸送的比較潔凈的空氣，葉片不受煤粉的劇烈磨損；同時在這樣的制粉系統(tǒng)中不存在冷空氣的漏入磨煤機的情形，故這種系統(tǒng)中的磨煤機干燥出力較高，系統(tǒng)運行經(jīng)濟性較好。但是事物都是一分為二的。正由于磨沒機處于于正壓狀態(tài)，往往會發(fā)生由磨煤機的不嚴密處向外冒粉，污染環(huán)境；還會竄入設(shè)備的潤滑部，加速油脂劣化，甚至有礙機器的正常潤滑。因此為了確保磨煤機可靠密封，配備了專用的密封風機站。

本次要改造的四臺磨煤機均為MP1713型中速磨煤機，主要由三級齒輪減速傳動裝置、磨環(huán)、棍子碾磨裝置、離心分離器分離裝置和潤滑系統(tǒng)四部分組成。MP1713性磨煤機有三個棍子在磨環(huán)滾轉(zhuǎn)、滾軸位置固定的棍子，碾磨壓力由三組液壓裝置施加于彈簧傳力的壓環(huán)上，并通過拉緊元件直接傳導到基礎(chǔ)上。原煤就在管子與磨環(huán)間被壓碎，碾磨成煤粉。干燥過程是基于氣流的原理。熱一次風從轉(zhuǎn)盤周圍的噴嘴環(huán)向上流入磨體內(nèi)部，即對磨料起到干燥作用，又將磨過的煤粉帶到分離器，而磨料內(nèi)不易粉碎的雜物則通過噴嘴落入下部由刮板刮掃至石子煤箱。

2.中速磨煤機下架體漏風，漏粉的危害

2.1 對磨煤機自身的危害

磨煤機下架體漏風漏粉，造成了密封結(jié)構(gòu)損壞：石墨塊被研碎或卡死在密封槽內(nèi)，張緊彈簧老化失效，張緊力不夠，彈簧無法工作。致使始石墨塊無法彈出，增大了密封間隙，使其間隙達到6mm，造成大顆粒的煤粉向外泄露，造成密封部與磨盤支左座輪轂的磨損、磨盤支座的磨損，最大深度達到5mm，增大了密封間隙，使下架體密封處漏風漏粉更加嚴重。

2.2 對液壓加載系統(tǒng)的運行影響

由于磨煤機下架體密封處向外泄露熱風和粉塵，致使液壓系統(tǒng)處于高溫的環(huán)境中運行。液壓缸部的密封圈老化速度加快，損壞頻繁，密封不嚴，造成上液壓缸漏油，減低了加載壓力。由于漏油需經(jīng)常更換密封圈，不但增加了工作量，而且造成磨煤機啟停頻繁，影響了磨煤機運行的穩(wěn)定性

2.3 影響減速機的正常安全運行

由于磨煤機下架體密封處漏出的熱風溫度高達200℃左右，使減速機的推力軸承，即米希爾軸承超過正常溫度，無法運行，嚴重時造成磨煤機跳閘。有時為了降低米希爾軸承的溫度，保證磨煤機能夠正常運行，只能通過降低熱一次風量來降低磨煤機的出力，以此減少熱風漏量，這樣不但降低鍋爐出力，還對米希爾軸承的使用壽命產(chǎn)生不良影響。

另一方面，由于減速機在高溫粉塵的環(huán)境中運行，大量的粉塵容易從減速機的密封處直接進入減速機齒輪箱內(nèi)部，造成減速機內(nèi)機油污染，油質(zhì)惡化，機油內(nèi)含塵量高，雜質(zhì)超標，威脅減速機軸承、齒輪的正常安全運行。

2.4 對鍋爐現(xiàn)場的文明施工及其他設(shè)備的安全運行的影響

由于磨煤機下架體密封處漏風漏粉，使煤倉間及整個鍋爐廠房內(nèi)部粉塵飛揚，影響了鍋爐現(xiàn)場的文明施工，由于磨每機煤機下架體內(nèi)溫度高達120℃，工作人員無法正常工作，影響了工作人員的身體健康。同時對電動機、風機、磨煤機潤滑系統(tǒng)液壓系統(tǒng)等設(shè)備危害大，加快了設(shè)備損壞周期。因為磨煤機下架體漏出的大部分是煤粉，積沉在風箱、電纜槽架等處，易產(chǎn)生自燃，威脅安全生產(chǎn)，影響了電廠的安全穩(wěn)定運行。

3.MP1713型中速磨煤機下架體漏風漏粉的原因分析

3.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)原因

MP1713型中速磨煤機下架體密封環(huán)部是由四道石墨密封，密封風室及擋煤板組成，密封風室上部一道密封，下部三道石墨密封。石墨密封靠張緊彈簧，使其與磨盤支座輪轂的密封間隙為零，靠密封風壓密封。只有當密封風壓高于一次風壓2000Pa以上才能保證煤粉和一次風不能外漏，這種密封結(jié)構(gòu)從原理上應(yīng)該效果很好，但是在實際應(yīng)用中，由于密封介質(zhì)是煤粉和壓力為3000pa熱一次風，溫度在200℃以上，因此受溫度影響張緊彈簧老化，張緊力不足，使石墨塊卡死在密封槽內(nèi)，彈不出來。這種密封結(jié)構(gòu)很不合理，無法保證正常密封間隙為零，致使密封間隙增大，密封風外漏，密封風壓降低，造成一次風和煤粉的外漏、漏粉造成石墨塊的磨損及密封部和磨盤支座的損壞，如果石墨塊全部卡死在密封槽內(nèi)，這樣密封間隙就增加6mm，密封間隙越大漏風漏粉就越嚴重，部件磨損加劇，最大磨損深度5mm，密封間隙加大到10mm以上，由此形成惡性循環(huán)，漏風漏粉問題越來越嚴重。

另一方面，這種密封結(jié)構(gòu)安裝在磨室內(nèi)，只有將磨煤機解體，吊出磨盤支座才能更換石墨密封塊。磨煤機解體至少需要10天以上工期，將影響鍋爐的正常運行。因此只有在在大小修中方能檢修和更換石墨密封塊，故這種結(jié)構(gòu)不便于檢修和維護。

3.2 密封風量不足也是磨煤機下架體漏風的主要原因

MP1713型磨煤機配套密封風機為MPS170型密封風機，在油改煤設(shè)計造型時為了使給煤機和磨煤機共用一臺密封風機選用了MPS190型密封風機，以此增加風量，下面是MPS170型和MPS190型密封風機的運行參數(shù)設(shè)計值。

以上述參數(shù)看，MPS190型比MPS170型的風量相差較小進入給煤機風量占總風量的20%，這樣磨煤機密封風量就不足，使密封室風壓建立不起來造成密封風壓和一次風壓之差低于2000Pa，嚴重時不足500Pa由此造成密封效果不好，造成磨下架體漏風漏粉。

綜上所述，MP1713型中速磨煤機下加體漏風漏粉危害十分嚴重造成這種危害的根本原因是密封結(jié)構(gòu)的不合理和密封風壓的不足，為此要想解決磨煤機漏風漏粉的問題，必須對下架體密封結(jié)構(gòu)進行改造。

4.MP1713型磨下架體密封改造

針對四臺MP1713型磨煤機漏風漏粉嚴重的情況，我公司有關(guān)專業(yè)人員，應(yīng)多次與制造廠家磋商，經(jīng)過研究制定了磨煤機下架體密封改造方案，通過自行設(shè)計、加工，僅利用了30天對四臺磨煤機進行了徹底改造。

4.1 磨煤機下架體密封改造方案

.將原石磨密封取消，車去裝石墨塊的槽體部分，將密封部改成分體式結(jié)構(gòu)。密封風室下部裝了兩半圓形梳齒密封結(jié)構(gòu)的密封環(huán)，此密封環(huán)用螺栓自密封下部緊固在厚密封體上，這樣在磨不解體情況下即可自密封部下部拆出密封環(huán)，便于檢修和更換；密封風室上部加裝了擋煤環(huán)，此擋煤環(huán)伸至一次內(nèi)風室處于一次風室的部分底側(cè)采用向下的弧形結(jié)構(gòu)，以防止煤粉進入密封間隙內(nèi)取消原擋煤板，用厚度為12mm銅板卷成圓形加裝在擋煤環(huán)的外側(cè)，并固定在磨盤支座上，圓板內(nèi)側(cè)經(jīng)加工保證成圓，即做成了新的擋煤板，原進入密封風室的四個入口由厚?60擴至?70磨盤支座輪數(shù)磨損部分先補，焊處理，然后上床車圓直徑由原始的?1440東至?1436，以此來保證圓度改造后各部間隙為密封環(huán)與磨盤支座間隙0.6mm，擋煤環(huán)與磨盤支座輪轂間隙為3mm，擋煤環(huán)與擋煤板間隙為2mm。

4.2 加裝密封風機

原每套制粉系統(tǒng)一臺密封風機，即每臺爐兩臺密封風機。改造后每臺爐再加裝一臺密封風機與兩臺密封風機關(guān)聯(lián)以此來提高密封風量，保證磨下架體密封風壓，同時加裝了一臺密封風機后也解決了沒有備用密封風機的問題，當一臺密封風機有故障停用時，另兩臺密封風機仍可保證制粉系統(tǒng)的運行。

5.磨煤機下架體密封改造后狀況

磨煤機下架體密封改造后，經(jīng)過幾個月的運行證明，改造是成功的，取得了較好的效果，下架體不再漏風和漏粉，米稀爾軸承溫度正常，未出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，加載液壓缸也未出現(xiàn)因密封圈損壞，漏泄現(xiàn)象，磨煤機的啟停次數(shù)明顯減少，保證了磨煤機連續(xù)運行，實現(xiàn)了鍋爐設(shè)備運行穩(wěn)定的局面。

5.1 下架體密封改造前后情況對照

5.2 下架體密封改造后經(jīng)濟分析

5.2.1 下架體密封部改造前后檢修維護投入費用情況

改造前，由于石墨密封塊磨損較快，因此每年至少更換一次以上，因只能解體磨煤機才能檢修更換，因只能在磨大修時更換，如按石墨損壞周期每一季就應(yīng)更換一次，按一年換一次計算，一套石墨密封價格為19000元，這樣四臺磨煤機就要花掉19000×4=76000元；換一次人工按四人干五天算，則4×5×28/人×4臺磨=2240元；同時為了減少漏風在密封下部加了一道碳纖維石墨盤根此盤根每月更換3次、一根盤根造價1600元這樣平均費用為1600元×3×12×4=23044元；由于漏風漏粉造成液壓缸密封圈損壞，每月一個液壓缸檢修按平均1.5次計算，檢修一個更換密封件造價240元，這樣一年內(nèi)需240元×1.5×12×4臺×3T/臺=51840元。每臺磨檢修按3人一天干完這樣人工費為3×28×臺×1.5×12=6048元，換盤根人工費按2人算為2×28×3×12×4臺=8064元，這樣由于下架體漏風造成年維護費用增加76000+2240+230400+51840+6048+8064=374592元。

5.2.2 下架體密封改造后多創(chuàng)產(chǎn)值情況

下架體密封改造后，由于減少一次風的漏泄在同等磨出力情況下，四臺一次風機電流共降低了10A左右，這樣每小時節(jié)電量630/73.3×10=85.95KW（630為一次風機額定功率，73.3為額定電流，日節(jié)電量為×85.95×24=2062.75KW，按0.25元/每千瓦時計算日創(chuàng)產(chǎn)值2062.75×0.25=515.7元、按年利率80%計算，年創(chuàng)產(chǎn)值為365×0.8×515.7=15.058萬元。

另一方面，下架體密封改造提高了磨煤機利用率，減少停磨次數(shù)和時間，因此由于下架體漏風、漏粉影響的磨停用率12%，可以完全挽回。按磨年投入率80%計算，每年可多發(fā)電量為：80%×50000×12%×4臺×24×365=16819.2萬千瓦時，年多創(chuàng)利潤為16819.2×88%（去掉廠用電12%）×0.12（按每千瓦時電純利0.12元計算）=1776.107萬元。因此可見磨煤機下架體密封改造后，改善了煤倉間其它設(shè)備的工作環(huán)境，米稀爾軸承不再出現(xiàn)超溫，這樣就相應(yīng)地保證了其它設(shè)備的安全運行由此帶來的無形效益也相當可觀的。

總之MP1713型中磨磨煤機下架體密封的徹底改進造，從根本上解決了制粉系統(tǒng)的漏粉問題，為以后中速磨煤機的設(shè)計制造和安裝提供了寶貴的經(jīng)驗；解決了電力生產(chǎn)的實際問題，使兩臺100MW機組生產(chǎn)走出了穩(wěn)定運行局面，為完成電量任務(wù)，扭虧為盈打下了良好基礎(chǔ)。