元宝山发电有限责任公司制粉系统安全经济稳定运行治理
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【摘要】：依靠科学技术，彻底摆脱以磨定电状态，提高磨煤机检修后的出力水平，对锅炉稳定运行提供保障。经过对设备改造治理，彻底解决了制粉系统影响锅炉结礁及磨煤机运行中、后期出力不足的问题。
【关键词】：磨煤机 干燥出力 磨煤出力 通风量
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
一、概述
元宝山发电有限责任公司＃2机组是我国引进的第一台600MW机组，锅炉是斯坦缪勒公司生产，配置EVT公司S70.45风扇磨8台，7台运行，一台备用，单台磨煤机出力62.843T/h。风扇磨煤机属于高速锤击式磨煤机，同时能完成煤的磨碎、干燥和输送煤粉的三大功能。它能起到类似离心式风机的作用，自行将干燥介质热烟、冷烟、热风吸入，在入口能产生一定的压头。燥的煤进入机壳内，受高速旋转的叶轮打击板的猛烈打击，并在很高线速度下旋转产生的离心力作用下，不断地被抛出，被猛烈地撞击在周向护条上，撞到护条上的煤粒又被撞回到打击板上，经过这样反复的冲撞打击，被粉碎成极细的煤粉。气粉混合物在叶轮所产生的提升压头作用下，被送到惯性分离器，经过分离器的分离，合格煤粉被送到一次风管道而进入炉膛进行燃烧，粗粉经过回粉斗回粉管重新回到磨煤机中进行再次磨碎。
磨煤机外型图示
＃2炉自1985年投产以来，S70.45型风扇磨煤机叶轮出现严重的径向磨损等问题，运行周期只能达到500－600小时，达不到制造厂家提出的1200小时的保证值。维护工作满足不了机组的运行需要。运行中由于制粉能力的降低，迫使机组不能处在正常状态下运行，形成以磨定电的被动局面。
按原设计制粉系统的漏风率为17％，而实测却在30％――40％，个别能达到50％，由于制粉系统的漏风率不得不在运行中调整二次风量，使得锅炉燃烧工况更加恶化。
二、影响磨煤机正常运行的原因分析
S70.45型风扇磨煤机对德国高水份、低灰份、低热值褐煤是比较合适的，但对元宝山褐煤属于低水份（27.77％）、高灰份（24.4％）、中等热值（12500KJ/KG）的易着火、易结渣的煤种不适宜。加之六喷口改五喷口运行，一次风阻力增加，磨煤机内部磨损加剧，从而导致如下问题：
1. 分离器回粉口设计面积大
磨煤机粗粉分离器回粉口原始设计通流面积为600Χ400mm²，通流面积设计超限，使得煤粉在磨煤机滞留时间延长，煤粉细度超标（R90＝45％），加剧了磨煤机内部磨损、喷口附近燃烧剧烈，进而造成燃烧区域热负荷升高，水冷壁严重结渣。
2. 干燥介质走近路
磨煤机磨煤过程是干燥介质与煤充分混合的过程。在磨煤机正常运行的情况下，干燥介质（冷炉烟、热炉烟、热风）是被磨煤机从标高为61m处吸入磨煤机机壳内，经过叶轮旋转（转速为450rpm）形成了一次风，由于设计结构原因，一部分介质刚进入磨煤机，就短路进入了磨煤机出口，造成磨煤机干燥出力不足（尤其元宝山褐煤极易着火，着火后就浇水，因而人为导致煤湿）。
3. 设备漏风漏粉
制粉系统漏风率设计值为17％，实际运行中由于给煤机皮带长（有的达 48m ）漏风点多，而且给煤机故障频繁，加之制粉系统运行负压较大将抽炉烟管道内保温抽空，造成更大的漏风。使得漏风率徘徊在30％――40％之间。
机壳衬板螺栓孔、大门面石棉绳部位、大门室检查门、分离器衬板螺丝孔、一次风管道各检查门、挡板轴头等处漏粉也是相当严重的。
4. 一次风管道阻力太大
制粉系统原设计三层喷燃器六个喷口运行，炉膛出口温度高，末过结礁。为降低炉膛温度，关闭上下一次风喷口变为五喷口运行，减小了一次风的通流面积，增加了一次风阻力（一次风阻力增加20.12％）磨煤机通风量减少7.14％，相应的干燥能力也减少了7.14％，磨煤机出力下降7.14％。
5. 叶轮打击板的形状不合理
风扇磨煤机实质是一个在环境恶劣条件下的特殊风机，而风机的出力与叶片的有效面积成正比（风机的有效功率Ne＝rQH/1000 ）,( Ne为有效功率，Q为体积流量)这个特殊风机的有效功率当然也与它单位时间内的单位面积成正比，这个叶片即为叶轮打击板。S70.45风扇磨煤机叶轮有打击板14组，每组两件，由内外打击板组成，内打击板厚度100mm，外打击板厚度80 mm，这种结构内侧磨损严重，叶轮内径增大，相应叶片有效面积减小，即磨煤机效率下降不能保证运行周期1200小时。
6. 密封圈结构不合理
原设计密封圈采用焊接方式对成一个圆，分成许多小块，作用力分散，一些煤中的小碎铁块在叶轮与密封圈之间就可能造成小块密封圈被挤掉，造成磨煤机刮邦振动，甚至地脚移动，从而降低了磨煤机的安全运行可靠性。
7. 勺管动作不灵活，影响磨煤机调速
勺管调速的工作原理很简单，它就是通过调节联轴节耦合器内的油量来控制耦合器泵轮与涡轮的速度滑差，从而实现对磨煤机转速的调节，以满足不同出力的需要。#2炉#6磨曾出现过勺管调节不灵敏，出力上不去的现象，经分析研究确认是勺管有缺陷。
三、设备改造
根据上述原因分析对存在内部的结构进行了改造，并对部分设备进行检修及更换：
1. 改造回粉口流通面积
将原回粉口由上而下加一块30度倾斜板，通流面积由原来的600Χ400mm²将至600Χ200mm²，循环风量由10％降到5％，同时30度倾斜板消除了回粉口处煤粉堆积，避免大量煤粉突然落下，造成炉内燃烧波动，同时降低了磨煤机内的循环风量，提高了其通风能力。如图所示：
2. 加装导流板
在磨煤机均煤防护罩上加装一块（弧度与磨煤机叶轮内口直径弧度一致）导流装置，这块导流装置加在介质出口侧，其作用不是使干燥介质短路迅速流向出口，而是被高速旋转的叶轮带走，这样干燥介质就会有足够的时间对煤粉干燥，提高了磨煤机的干燥能力。
3. 漏风、漏粉综合治理
给煤机检查门原设计过大，频繁的开关容易变形。将一个门分为两个小门后可消除变形减少漏风；给煤机箱体加装可移动的固定卡减少了箱体漏风；为防止抽炉烟管道内钢砖脱落，加装耐热钢管为内衬；并对冷风门进行了改造，原来一伺服马达控制四个门，征得厂家同意的前提下改为两个小门，大大降低了漏风。
风扇磨煤机治理漏粉是一项长期而艰巨的工作。常见的处理方法是采用合理的密封结构对设备漏泄点进行治理；加强维护管理，在堵漏点的过程中要同时统计漏点，利用磨煤机定检的机会对漏点进行综合治理。
4. 一次风道改造
为减少风道的阻力，将第六喷口取消，改为一二三四五喷口运行（而分离器出口面积不变），把原来六个喷口的通流面积6Χ400mmΧ1000mm分别扩容至5Χ484mmΧ1000mm，使每个喷口通流面积增加84Χ1000 mm²，如图所示：
改造后的一次风管道效果良好：一是炉膛出口温度降低，由六喷口降至五喷口，绝对高度降了1.68米，这无疑对防止炉内结礁有利；二是由于改造使得一次风阻力下降，从而减轻了磨煤机叶轮径向磨损。
5. 打击板形状改进
磨煤机的出力大小要取决于叶片面积（即打击板有效面积），从结构磨损上看，外打击板受机壳蜗线形式所限，不能改变径向尺寸，而且径向尺寸磨损很少，一般在厚度上减薄；内打击板不同，沿径向方向磨损。为此，将内打击板由外向里沿径向厚度递增（里边达120 mm）而且总宽增加25 mm，重量约增30公斤。改型后的打击板运行500小时后，打开磨煤机大门检查，叶轮内打击板只磨损到原设计尺寸，外打击板在直径上没有变化，只是在厚度上磨损去8－15 mm，由此可见叶轮的运行周期延长500小时，提高了磨煤机出力和金属的利用率。
6. 密封圈改造
对于故障率很高的密封圈主要采取作用力集中的方法。密封圈一周分成四块，采用沉头螺栓把合，把好后留一个膨胀接口，其它焊牢。这样即使有碎铁进入也不会造成掉密封圈的现象。
7. 勺管的检修
对勺管的检修，就是为了保证其调节的灵敏性与工作的可靠性。#2炉#6磨定检时我们将勺管解下进行检查发现，勺管工作部分有一件密封胶圈破损，起不到密封效果，导致调节失灵、不能提转数。后来我们对该胶圈进行更换，勺管又恢复了工作。另外对勺管的检修还包括对压杆、凸轮检修、对勺管其他密封件检修、对勺管行程过程中的“犯卡”现象进行处理等等。勺管工作原理虽简单，但对其的检修对于磨煤机的稳定出力却十分重要。
四、成果及经济效益
经过上述对S70.45风扇磨煤机的大规模改造可以得出以下几点结论：
1、 运行周期1200小时，保证满负荷7台运行，保持运行磨煤机初、中、后三个时期，火焰居中。
2、漏风减少25％以下，提前着火现象消失。
3、一次风道阻力下降，保证后期满出力，炉膛出口温度降低。
4、减小事故率，保证磨煤机安全稳定正常运行。
5、减少结焦现象，每减少一次结礁可见经济效益30万元。
【参考文献】
1、《元宝山发电有限责任公司600MW 机组锅炉燃烧调整试验总结报告》东北电力试验研究院
2、《2号炉制粉检修规程》（元宝山发电有限责任公司）