火電廠中速磨煤機新型風環(huán)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(shù)，自然循環(huán)單爐膛，全懸吊結構Π 型汽包鍋爐，機組配備5 臺長春發(fā)電設備總廠生產(chǎn)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(huán)結構設計和材質(zhì)缺陷導致磨煤機風環(huán)出口風速偏高內(nèi)部流場紊亂、通風阻力大，風環(huán)、磨煤機中架體及內(nèi)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(huán)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(huán)結構進行了技改、風環(huán)材質(zhì)進行了升級，本文通過制粉系統(tǒng)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(shù)見表1，準東煤煤質(zhì)分析見表2。

表1 MPS180HP型中速磨煤機主要參數(shù)

表2 準東煤煤質(zhì)分析

3 風環(huán)技改情況梳理

3.1 技改前風環(huán)工況

磨煤機風環(huán)技改前，風環(huán)噴嘴結構及密封情況如圖1所示。風環(huán)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(cè)傾斜角度較大[1-2]，導致磨煤機內(nèi)部部件嚴重吹損。

圖1 風環(huán)噴嘴結構及密封情況

3.2 風環(huán)技改情況

一是中速磨煤機新型風環(huán)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(huán)的外側(cè)里面加裝豎直擋風環(huán)，擋風環(huán)與動環(huán)的間隙為5mm。

三是中速磨煤機新型風環(huán)的靜環(huán)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(huán)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(huán)外圓擴大1.5cm，氣流側(cè)邊跟隨往外側(cè)移動，外側(cè)擋板的傾斜角降低5°。

六是動環(huán)材質(zhì)由普通碳鋼升級至NM500，靜環(huán)表變安裝耐磨復合鋼板

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

八是技改后風環(huán)結構及密封如圖2所示。對風環(huán)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(huán)的高度，縮減動靜結合間隙，提升風環(huán)材質(zhì)等達到降低磨煤機整體吹損、電耗，保證磨煤機安全穩(wěn)定運行。

圖2 技改后風環(huán)結構及密封

3.3 風環(huán)技改后磨煤機運行工況對比

鍋爐保持在285MW 穩(wěn)定運行，每4h 采集一次數(shù)據(jù)，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(huán)技改前后煤質(zhì)一致。對風環(huán)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(shù)進行統(tǒng)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(shù)統(tǒng)計

鍋爐主輔設備運轉(zhuǎn)正常，各系統(tǒng)運行正常，汽水系統(tǒng)、煙風及制粉等系統(tǒng)無明顯泄漏。

試驗涉及的現(xiàn)場表計全部經(jīng)過校驗合格，且在有效期內(nèi)，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(wěn)定，鍋爐蒸發(fā)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(nèi)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(nèi)部磨損對比（1年的平均磨損）

4 風環(huán)技改后磨煤機參數(shù)對比

準東地區(qū)某火力發(fā)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(shù)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(xiàn)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(huán)技改。對磨煤機風環(huán)進行結構優(yōu)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(huán)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(tǒng)通風阻力平均降低1.43KPa，磨煤機內(nèi)部磨損平均降低1.91mm/m，風環(huán)的出口風速平均降低16.6m/s。

5 結語

磨煤機風環(huán)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(huán)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(huán)材質(zhì)由普通碳鋼升級至NM500，靜環(huán)材質(zhì)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(huán)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(huán)技改后通流面積增大、風速下降，磨煤機內(nèi)部的吹損問題得到有效根治，降低磨煤機維護成本。