淺談中速磨煤機(jī)噴嘴環(huán)部的作用與改進(jìn)

張曉明 鐘金亮

淺談中速磨煤機(jī)噴嘴環(huán)部的作用與改進(jìn)

張曉明 鐘金亮

中速輥式磨煤機(jī)(MPS型)作為燃煤機(jī)組鍋爐的重要輔機(jī)，在火力發(fā)電廠運(yùn)用已有二十多年的歷史，以其制粉效率高、運(yùn)行噪音低及占地面積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，深受廣大用戶的歡迎。隨著時(shí)代的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，磨煤機(jī)各組成部分也在不斷改進(jìn)創(chuàng)新。本文主要淺述MPS型輥盤式磨煤機(jī)中噴嘴環(huán)部的作用及改造

磨煤機(jī) 噴嘴環(huán)部 檢修維護(hù) 分段改造

MPS型中速磨煤機(jī)是具有三個(gè)固定磨輥的外加力型輥盤式中速磨煤機(jī)。

三個(gè)輥?zhàn)釉谝粋€(gè)旋轉(zhuǎn)磨盤上作輥壓運(yùn)動(dòng)。需要粉磨的物料從磨機(jī)的中心落煤管落到磨盤上。旋轉(zhuǎn)磨盤借助于離心力將物料運(yùn)動(dòng)至碾磨輥道上，通過磨輥進(jìn)行碾磨。三個(gè)磨輥圓周方向均布于磨盤輥道上，磨輥施加的碾磨力由液壓缸產(chǎn)生。通過靜定的三點(diǎn)系統(tǒng)碾磨力均勻作用至三個(gè)磨輥上，磨盤﹑磨輥的壓力通過底板﹑拉桿和液壓缸傳至基礎(chǔ)。物料的碾磨和干燥同時(shí)進(jìn)行。熱氣通過噴嘴環(huán)均勻進(jìn)入磨盤周圍，將經(jīng)碾磨的物料烘干并輸入至磨機(jī)上部的分離器。在分離器中，粗細(xì)物料分開，細(xì)粉排出磨機(jī)，粗粉重新返回磨盤碾磨。難以破碎的雜物熱氣流不能吹走，它們通過噴嘴環(huán)落入磨機(jī)下部的熱空氣室中，經(jīng)刮板至石子煤箱中排除。

噴嘴環(huán)部是MPS中速磨煤機(jī)的重要組件。噴嘴環(huán)繞磨盤四周，作用是將一次熱風(fēng)靜壓變?yōu)閯?dòng)壓。噴嘴環(huán)由旋轉(zhuǎn)部分和靜止部分組成，旋轉(zhuǎn)部分(動(dòng)環(huán))用螺栓固定在磨盤座上并隨磨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)。靜止部分由靜環(huán)和擋環(huán)組成。靜環(huán)固定在磨機(jī)架體上，擋環(huán)用螺栓聯(lián)接在靜環(huán)上。安裝時(shí)應(yīng)保證擋環(huán)和動(dòng)環(huán)之間的垂直間隙均勻，間隙值應(yīng)保證5～7mm之間 。動(dòng)環(huán)與靜環(huán)水平間隙應(yīng)保證7mm。噴嘴環(huán)部動(dòng)環(huán)的材質(zhì)是ZG50Mn2，屬于高錳鋼耐磨材料，使其使用壽命顯著提高。

為獲得磨煤機(jī)的高度可靠性和良好的使用性，必須根據(jù)運(yùn)行計(jì)劃使磨煤機(jī)有一定的停歇時(shí)間，并且要根據(jù)運(yùn)行計(jì)劃對(duì)其部件做必要的修理和更換，以保持磨煤機(jī)良好的操作運(yùn)行狀態(tài)。因此對(duì)于維修工作，建議采取預(yù)防性的維護(hù)保養(yǎng)措施，而不是在絕對(duì)需要時(shí)才進(jìn)行修理或更換，從而達(dá)到較高的可靠性，以避免無謂的停機(jī)。磨煤機(jī)維護(hù)檢修時(shí)，要定期檢查噴嘴動(dòng)環(huán)噴口磨損情況，噴嘴環(huán)處的風(fēng)速較高，同時(shí)又有物料和石子煤的沖刷，噴嘴環(huán)的表面會(huì)出現(xiàn)磨損。磨損過大會(huì)影響通風(fēng)流速，石子煤排放量增多。磨損偏大時(shí)應(yīng)及時(shí)采取葉片修補(bǔ)﹑封堵噴口等辦法保證通風(fēng)截面。動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間的間隙也應(yīng)經(jīng)常檢查(要求間隙5～7mm)，動(dòng)靜間隙超過10mm時(shí)應(yīng)調(diào)整間隙達(dá)到規(guī)定要求，間隙處不應(yīng)有異物。當(dāng)磨損嚴(yán)重時(shí)則要更換新噴嘴，整體式噴嘴環(huán)在更換時(shí)要將分離器﹑加壓裝置拆卸下來。

首先拆卸分離器：將分離器出粉管道和落煤管用索具吊??；拆開分離器與出粉管道和落煤管聯(lián)接法蘭的聯(lián)接螺栓；將膨脹節(jié)提升至分離器可移出的程度；拆開分離器與中架體間的連接螺栓；拆下通向分離器頂部的梯子(必要時(shí)拆除分離器檢修平臺(tái))；拆開密封風(fēng)管道的連接； 將分離器內(nèi)通往磨輥的垂直密封風(fēng)管道拆下來；將分離器下返料斗拆下；利用分離器移出裝置，將其放在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

然后拆卸加壓裝置：在壓力框架﹑拉桿﹑鉸支座上作好標(biāo)記；安裝磨輥固定支承裝置(專用工具提供)，防止磨輥傾倒；拆開加壓裝置鉸支座與輥支架的聯(lián)接銷軸；拆開拉桿機(jī)構(gòu)上拉桿與下拉桿的聯(lián)接卡套，使上拉桿能夠與加壓裝置一起被吊出。

由此可見，整體式噴嘴環(huán)的更換維修是相當(dāng)復(fù)雜的，并且在拆卸過程中，耗時(shí)﹑費(fèi)力，不利于生產(chǎn)。因此結(jié)合現(xiàn)場反饋情況，為滿足客戶要求，使檢修方便，現(xiàn)將動(dòng)環(huán)分段鑄造。

改造方案：將整個(gè)動(dòng)環(huán)等分成六段；每段動(dòng)環(huán)與相鄰配合的面加工去2mm，供安裝留量用；加工時(shí)保證相鄰配合葉片單面錯(cuò)差尺寸小于3mm，錯(cuò)差處打磨至平滑過渡。

尺寸計(jì)算：(以MPS280中速磨煤機(jī)為例)

已知：磨煤機(jī)入口最大體積流量：V=62.04 m3/s(見熱平衡計(jì)算書)

噴嘴環(huán)的噴口數(shù)目為：Z=42；噴嘴流速范圍：70-90m/s。

葉片與水平軸線的夾角設(shè)計(jì)為：α=45°。

噴嘴環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針。

則噴嘴環(huán)的噴口內(nèi)徑d1=(1.37-1.4)·D=(1.37-1.4)×2800=3836-3920mm

取噴口內(nèi)徑d1=3920mm d1=3920mm

噴口寬度： a=[V/(80×Z)]0.5=[ 62.04/(80×42)]0.5=0.135m

考慮結(jié)構(gòu)尺寸和物料粒度等因素，取葉片的寬度為：a=130mm

則噴口內(nèi)徑d2= d1+2a=4180mm d2=4180mm

噴口中徑dm=( d1+ d2)/2=( 3920+ 4180)/2=4050mm dm=4050mm

通過噴嘴環(huán)單個(gè)噴口的最大體積流量：V1= V/Z=62.04/42=1.48 m3/s

MPS輥盤式磨煤機(jī)噴嘴環(huán)風(fēng)速設(shè)計(jì)為：W=70-90m/s。

取靜止時(shí)的噴嘴環(huán)最大風(fēng)速為90m/s

噴口環(huán)旋轉(zhuǎn)的線速度為：W0=πndm/60=3.14×21.6×4.05/60=4.5 8m/s

矢量合成最大噴口環(huán)風(fēng)速為：W1=86.7m/s

單個(gè)噴口環(huán)截面積為：A1=V1/ W1= 1.48/86.7=0.017m2

總噴口環(huán)截面積為：A= A1×42= 0.017×42=0.714m2

噴口的周向?qū)挾龋篵= A/a=0.017/0.13=0.131m

葉片厚度的確定：

噴嘴環(huán)噴口中徑的水平軸線上的噴口寬度：

b1= b/cosα=0.131/ cos45°=0.185m

則噴嘴環(huán)噴口中徑的水平軸線上的葉片截面厚度：

S1 =πdm/Z- b1=3.14×4.05/42-0.185=0.118m

葉片厚度：S= S1×cosα=0.118 ×cos45°=0.083m

考慮噴嘴環(huán)的鑄造圓角對(duì)風(fēng)速的影響，取葉片厚度S=80mm

噴口長度的確定：

噴口長度L=0.097×dm=0.097×4.05=0.393m 取L=395mm

優(yōu)點(diǎn)：分段動(dòng)環(huán)在檢修時(shí)可以不拆分離器，直接從中架體大門吊入，旋轉(zhuǎn)磨盤部后用螺栓安裝固定，大幅縮短停爐時(shí)間；不必整體更換，只需更換磨損嚴(yán)重的部分，增加產(chǎn)品競爭力；優(yōu)化鑄造工序。

綜上所述，通過對(duì)中速磨煤機(jī)噴嘴環(huán)動(dòng)環(huán)的改造，能夠有效減少更換動(dòng)環(huán)時(shí)的維護(hù)檢修時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了結(jié)合現(xiàn)場的設(shè)計(jì)理念。在今后的工作中，會(huì)繼續(xù)通過理論與實(shí)踐結(jié)合，不斷改進(jìn)和完善中速磨煤機(jī)。