影响S45.50风扇磨煤机运行时间主要原因分析与治理措施探讨
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摘要本文阐述了S45.50型风扇磨煤机近年来打击轮磨损过快，运行时间逐年缩短的主要因素，并提出相应的治理措施，力争从根本上解决问题，从而提高风扇磨煤机运行的可靠性与稳定性。
关键词 风扇磨煤机打击轮磨损治理措施
中图分类号： P618 文献标识码： A 文章编号：
1、概述
元宝山发电有限责任公司一号锅炉共配有6台S45.50风扇磨煤机，是由法国Stein公司按西德KSG图纸制造。锅炉燃用元宝山老年褐煤，每台磨煤机出力限制在31.5―48.8T/小时范围内变化。磨煤机叶轮打击板满出力运行周期为1563小时，叶轮打击板重量磨损1/3时更换。并配有对称的双流道惯性分离器。自1997年投产以来，先后出现了磨煤机出力不足、叶轮打击板磨偏、前盘表面磨损、后盘根部磨损过快、壳体易变形等现象。为此，我公司专业技术人员曾多次对其进行有针对性的改造，如磨煤机机壳腔室改造、均煤盘改造、打击板改造、叶轮前盘加装防磨、改变磨煤机大门室入口轴向尺寸、大门面筋板间加双层扰动气流的密封圈等，取得了一定的效果。但叶轮打击板局部磨偏、后盘根部磨损、前盘磨损现象一直未得到解决，从而缩短了磨煤机的正常运行时间，影响了机组的经济性。特别是近两年受煤质变差及煤中“三块”增多等因素的影响，磨煤机平均运行时间进一步缩短。检修周期的次数增加，导致了磨煤机定检维护量、劳动强度的增大，也影响了机组的经济性。
1.1按磨煤机磨损部位分析
在一个运行周期内把磨煤机所有磨损部位点按磨损量进行统计，结果见下表
由上述分析结果，可以看到，磨煤机叶轮打击板磨损分布有三个特点：1、内块打击板磨损（平均磨损厚度58mm）普遍比外块打击板（平均磨损厚度30mm）严重。2、叶轮打击板靠近前盘根部外侧约200mm范围内磨损严重，呈月牙形状，严重时开始磨损叶轮支柱。3、靠近后盘根部打击板工作面磨损严重，呈涡流坑状，个别坑较深。4、叶轮前盘磨损过快，叶轮每运行一个周期（约650小时）前盘磨损深度达1―2mm。5、叶轮后盘根部局部磨损严重，叶轮每运行一个周期（约650小时）后盘根部磨损深度达3mm。
1.2 按磨损原因分析
决定磨煤机运行时间的因素很多，既有外部共性的东西存在，每台磨煤机又都有其个性的东西存在。下面我们找出影响磨煤机运行时间的各种因素：
责任心差 分离器分离 备件耐磨性差
检修工艺水平低设备劣化 效果差煤中杂质多
运行调控方法不当 机组负荷不同
检修各部间隙 单台磨单位时间
标准不一 存在差异 出力不同
影响磨煤机运行时间因果关系图
通过影响磨煤机运行时间因果关系图，我们发现影响磨煤机运行时间的因素很多，具有复杂性和多样性，下面我们就因果关系图中各因素逐一进行分析：
影响磨煤机运行时间因素之一：近几年磨煤机运行时间逐年缩短，说明设备出现劣化趋势，分离器分离效果差，部分达到细度要求的煤粉不能及时带走，通过回粉管回到磨煤机内二次或多次磨制，增加了打击轮工作量，导致打击板磨损加快，缩短磨煤机运行时间。
影响磨煤机运行时间因素之二：根据磨煤机运行时间逐年缩短这一事实，结合双辽电厂、赤峰热电厂、通辽发电总厂磨煤机运行时间都在缩短这一实际情况，说明磨煤机运行时间缩短是目前火电厂普遍存在的共性问题。
影响磨煤机运行时间因素之三：通过近磨煤机运行时间分析，我们得出：春、夏季用电负荷较低时，磨煤机运行时间偏长一些，而秋、冬季发电高峰期，磨煤机运行时间偏短，我们分析认为主要是因为两个时期由于机组负荷不同，单台磨煤机单位时间内磨煤量不同所致。
影响磨煤机运行时间因素之四：同一台磨煤机在一年中不同时期、在同一时期不同磨煤机运行时间各不相同，说明磨煤机之间存在个体差异，而每台磨煤机机壳结构相同，介质相同，个体差异的出现只能是与人的因素有关，一是与检修人员责任心、检修人员的工艺水平有关，如磨煤机检修后大门室内及机壳内沉积的杂物是否清理干净，各部间隙的调整是否准确，是否符合规定要求，制粉系统的漏风量等因素有关；二是与运行人员在各种工况下调控水平及运行方式、风粉量配比有关。
影响磨煤机运行时间因素之五：2003年前#1炉磨煤机检修方式为定期检修，即根据磨煤机运行时间的多少进行检修，定期检修方式易造成打击轮连接梁磨损，经常出现连接梁局部磨漏现象，磨煤机运行时危险性较大。为确保磨煤机安全稳定运行，自2004年后#1炉磨煤机定检方式由原来的定期检修改为状态检修，即通过检查打击轮上打击板的磨损情况进行检修，这种检修方式虽然保护了打击轮，但磨煤机运行时间却相应缩短。
根据上述原因分析，把磨煤机运行时间与相关因素总结归纳为一个多变量函数公式如下：
H=f（M，J，R，D，Y，B）
式中：
H―磨煤机运行时间
M―煤质
J―机器设备状况、结构
R―人的责任心，检修工艺水平
D―单台磨出力（煤量），机组负荷
Y―运行人员的调控方法
B―检修时间的判断标准
1.3 我公司#1炉磨煤机与#2炉磨煤机安装间隙实测数值对比分析
#1、#2炉磨煤机安装间隙图示（图一）
正上方向开始顺时针测量，取对称8点，具体说明见上图，A1代表#1炉磨煤机，
A2代表#2炉磨煤机（单位：mm）
注：1、L-均煤防护罩前沿外缘与内打击板间隙
2、M-护钩与外打击板间隙
从以上两台磨煤机各部安装间隙测量值可以看出，#1炉磨煤机各部间隙普遍大于#2炉磨煤机，从而导致磨煤机煤粉容易串到各部间隙内部，与高速旋转的叶轮发生磨损。
2.1叶轮目前存在的主要问题及治理措施
1）内块打击板磨损普遍比外块打击板严重。原因分析：根据磨煤机设计原理，因为煤在磨煤机内主要是靠打击板内块粉碎的，外块主要起风机叶片的作用，因此内块磨损严重，设计厚度为120mm，外块由于磨损小，设计厚度为90mm。但由于我厂煤质较差，内打击板磨损速度非常快，因此需要提高内打击板的抗磨性。治理措施：将打击板内块改为以16Mn钢为母板，在母材上作耐磨堆焊处理，将铸钢打击板改为堆焊打击板。此项目已经在我公司#2炉磨煤机中开展，应用效果良好，能够有效的延长磨煤机运行时间（同期安装堆焊打击板的磨煤机运行时间对比安装铸钢打击板的磨煤机运行时间多出500小时以上），并能有效地保证磨煤机后期出力。
2）叶轮打击板磨损不均、局部磨偏问题，主要特征为靠近前盘根部外侧约200mm范围内磨损严重，呈月牙形状，严重时开始磨损叶轮支柱。另外，靠近后盘根部打击板工作面磨损严重，呈涡流坑状，个别坑较深。原因分析：由于磨煤机设计原理是由叶片的旋轴和轴向进煤、径向出粉形成的气粉流线容易使煤的颗粒将打击板磨成深沟，为避免打击板的磨损不均匀，在叶轮内部设有一均流盘，其作用是防止气流压向后盘，使之在打击板上均匀分布。1990年参考#2炉磨煤机结构取消了叶轮内部的均煤盘，增加了均煤防护罩，从目前打击板磨损情况看，均煤防护罩下方的两块导叶没有起到均煤作用，致使轴向进煤不均，使煤进入到内侧打击板时出现两头多，中间少的现象。从打击板的磨损外观看，靠后盘磨损部位突凹不平、表面不光滑，属大块煤磨损特征。靠前盘外侧磨损，表面光华，弧线平滑过度，属小颗粒或面煤磨损特征。治理措施：恢复均煤防护罩下方的两块均煤导叶，并对其进行重新调节试验，使其发挥均煤作用。另外，对大门室内密封圈进行改造，改变大门室落煤点，使煤尽可能均匀落入。
3）机壳腔室流通截面中心线与叶轮中心线不吻合，测量偏差30mm。1990年为解决磨煤机出力不足问题，我厂专业技术人员在参考#2炉磨煤机壳体形式的基础上对#1炉磨煤机机壳蜗线壳体进行了改造。在磨煤机机壳腔室内加装了前、后蜗壳，将机壳腔室宽度由原设计1170mm缩小至970mm。改造后出现了叶轮打击板磨偏现象。2001年重新对磨煤机机壳进行改造，去掉机壳前侧蜗线壳体，将后侧蜗线壳体后移20mm，前侧密封圈由280mm改为240mm宽，机壳腔室由970mm增加至1050mm，同时全面调整了机壳内部间隙。但取得效果有限。原因分析：叶轮中心线与机壳内通流面中心线不吻合，会造成腔室内的气粉流线不均匀，在前侧蜗线壳体部位形成涡流。 从而造成打击板磨偏。治理措施：在保证机壳腔室1050mm截面尺寸不变的情况下，通过对机壳腔室前、后蜗壳改造，使叶轮中心线与机壳内通流面中心线保持同心。（改造后机壳见图二）
4）叶轮前盘磨损过快，叶轮每运行一个周期（约650小时）前盘磨损深度达2mm。原因分析：（1）大门室变形严重，致使叶轮前盘与大门室密封面不平行，上下间隙相差较大，经测量上部间隙40mm，下部间隙达到50mm左右。（2）前后侧密封圈与叶轮外缘间间隙较大，经测量在20―30mm（设计值15mm）。（3）叶轮组装后前、后盘螺栓孔封堵部位突起不平。（4）这些间隙的增大和盘体螺栓孔的突起导致气粉流在机壳内产生回流，同时与高速旋转的前盘工作面产生摩擦。造成了前盘各部磨损。治理措施：重新调整前、后侧密封圈底座和密封圈间隙（可设计密封圈不同厚度或在密封圈内沿内弧线焊接圆钢等措施来调节密封间隙），恢复密封间隙设计值15mm±3mm。叶轮组装后前、后盘螺栓孔封堵部位工作必须严格按原图纸要求进行，焊接结束后必须磨平。待运行试验前盘磨损下降后，需探讨前盘周边加装护圈的可能性。
5）叶轮后盘根部磨损过快，叶轮每运行一个周期（约650小时）后盘根部磨损深度达3mm。原因分析：1990年参考#2磨煤机结构将叶轮均煤盘改造成均煤防护罩后，由于均煤防护罩设计时结构尺寸不合理（叶轮护罩的外缘直径2270mm与叶轮内径直径2400mm相差130mm），且与后盘密封面间隙过大，实际测量平均间隙50mm（标准间隙25mm），造成叶轮在运行时煤粉颗粒串入到后盘根部，与高速旋转的后盘根部发生冲刷磨损。治理措施：对均煤罩重新进行设计，将叶轮护罩直径由原来的2270mm，增大到2340mm。减少了叶轮护罩的外缘与叶轮内径的间隙。重新调整均煤罩间隙达到标准间隙25mm。恢复后盘根部的铸造筋板。同时探讨通过均煤罩三个圆钢支柱向叶轮防护罩内部通自然通风（此项工作需对磨煤机配风进行计算后加装）。
2.2机壳存在的主要问题及治理措施：
1）磨煤机大门室后坡底部倾斜角度小，水平夹角只有30°（#2炉磨煤机大门室后坡底部水平夹角为45°）。使原煤落到大门室后由于底部积煤的影响不能直接顺斜坡进入磨煤机，致使原煤进入叶轮后分散不好。每次停磨定检时均发现后坡底部存有大量积煤。治理措施：借鉴#2机组磨煤机大门室后坡倾斜角度和底部积煤的自然倾斜角（约50°）。改造大门室底部后坡倾斜角角度，解决底部积煤问题。（改造后大门室见图二）
2）磨煤机机壳及大门室壳体变形问题，原因分析：#1炉磨煤机整体机壳直接与地面固定，与整个厂房地面基础构成一个整体，当磨煤机叶轮不平衡时产生的振动直接作用在机壳上，容易造成机壳变形。而#2炉磨煤机均设有独立的基础座，基础座与厂房地基靠弹簧接触，当磨煤机振动时，底座弹簧起到缓冲作用。因此壳体不容易变形。治理措施：对变形严重的壳体及大门室进行校正，使其各部尺寸符合尺寸要求。另外，叶轮检修后严格按工艺规程要求进行整体静平衡试验，运行中发现磨煤机振动要及时停磨检查振动原因。
3）机壳上部护钩与叶轮外径安装间隙过大，测量间隙55―60mm。#2炉测量间隙35―40mm。原因分析：间隙过大会导致合格的煤粉流不能从出口及时带走，靠惯性从间隙部位重新回到磨煤机里磨制，影响磨煤机出力。治理措施：对护钩进行改造，缩小护钩与叶轮外径间隙，使其达到35mm。
4）磨煤机在出口方向上为中心出风，机壳出口张开度小，缺点是气粉流出口阻力大，优点是大颗粒从气流中掉落时，仍被叶轮冲击粉碎。而#2炉磨煤机在出口方向上为侧出风，机壳出口张开度大，优点是气粉流出口阻力小，缺点是大颗粒煤从气流中掉落下来仍在机壳内。原因分析：由于机壳出口张开角度小，导致大颗粒煤粉及少量磨制合格煤粉与机壳出口上部护条发生二次碰撞，造成出口阻力增加，影响磨煤机整体出力效果。治理措施：由于此部位只影响磨煤机整体出力效果，与打击板磨偏没有直接关系。另外，由于此部位改造难度较大，存在一定风险，需请专业厂家进行计算后，方可实施。
改造后磨煤机机壳示意图（图二）
2.3导致磨煤机叶轮磨损过快其它因素及防治措施
1）煤质因素，也是导致磨煤机叶轮磨损过快的最主要因素，近两年随着我厂入厂煤煤质逐年变差，磨煤机叶轮磨损速度大大加快，运行周期逐年缩短。建议从煤质源头入手，减少或禁止小窑煤入厂。最大程度提高煤的质量。以减少煤中“三块”。
2）强化检修工艺，提高检修工艺水平，确保检修质量。
3）加强备件检查验收，防止使用不合格的备件。
3 结束语
磨煤机综合治理工作是一项长期的系统工作。只有认真、客观、全面地分析磨煤机各部位磨损过快原因，仔细摸清设备的健康状况，找出其中的特点和规律，不断调整磨煤机检修治理的思路，进一步完善和改进磨煤机治理措施，此项工作才能切实收到成效，才能逐步提高磨煤机设备运行的稳定性和经济性。
4、主要参考资料
1、《1号炉制粉检修规程》（元宝山发电有限责任公司）
2、《2号炉制粉检修规程》（元宝山发电有限责任公司）