BBD4060磨制粉系统存在问题和治理措施.doc

BBD4060磨制粉系统存在问题和治理措施李俊刚（山东济宁运河发电有限公司，山东 济宁 272100）7摘 要：运河发电有限公司二期工程2330MW机组，共配有6套双进双出磨煤机制粉系统。自投产以来，先后出现了煤粉粒度粗、磨煤机漏粉严重、螺旋输送器损坏、加钢球装置卡涩等问题，我们对设备系统和运行中存在的问题进行认真分析，总结经验教训，积极寻找对策，通过对设备系统进行改造、合理调节运行方式使问题得到了解决，目前设备运行比较稳定。 本文就双进双出磨制粉系统和运行调整方面出现的问题进行了认真分析，并提出了一些改造方案和治理措施。关键词：双进双出磨煤机；问题 ；分析； 改造；措施1、双进双出磨直吹式制粉系统概述直吹式双进双出磨煤机制粉系统是从单进单出钢球磨煤机基础上发展起来的一种新颖的制粉设备，它具有烘干、磨粉、选粉、送粉等功能。其中，双进双出钢球磨煤机是火力发电厂直吹式磨煤机制粉系统的主体设备，该设备具有连续作业率高、维修方便、磨粉出力和细度稳定、储存能力大、响应迅速、运行灵活性大、较低的风煤比、适用煤种广、不受异物影响、无需设备用磨煤机等优点，适合研磨各种硬度和磨蚀性强的煤种，是火力发电厂锅炉制粉设备中除直吹式中速磨煤机、高速风扇式磨煤机之外的又一种性能优越的直吹式低速磨煤机。该制粉系统主要由原煤仓、给煤机、磨煤机筒体、螺旋输送器、主轴承、传动部分、混煤箱、回粉管、加球装置、一次风管、分离器及其接管等组成,主要系统如(图1)所示。（图1）双进双出磨煤机制粉系统图1、磨煤机筒体 2、煤粉分离器 3、PC管 4、电子称重式给煤机 5、原煤斗 6、混煤箱 7、旁路风管 8、一次风总管 9、螺旋输送器 10、主轴承 11、回粉管工作流程：原煤通过给煤机从料斗卸下进入混料箱内，经旁路风预干燥后，经螺旋输送装置将煤送入正在旋转的筒体内研磨成煤粉。热的一次风在进入磨机前被分成两路。一路为旁路风，其作用可以对煤进行预干燥，并维持煤粉管道中输送煤粉的风速。另一路为入磨风，进入磨机筒体内，输送并干燥筒体内的煤粉。风粉混合物通过中心管与中空管之间的环形通道被带出磨煤机。煤粉、入磨风及旁路风在输送器混合进入分离器，分离器内装可调整煤粉细度叶片，可根据要求调整煤粉细度，粗粒的不合格煤粉靠重力作用返回到原煤管，与原煤混合在一起重新进行研磨。经分离器分离后合格煤粉通过煤粉出口及送粉管道输送至燃烧器，然后喷进锅炉内进行燃烧。主要设备技术参数如下表：磨煤机给煤机磨煤机型号BBD4060煤粉细度R9018%型式电子耐压称重式皮带给煤机名牌出力（t/h） 60进口风温（）184.5型号CS2024-HP筒体有效内径（mm）3950主电机型号YTM710-6出力（t/h）1280筒体有效长度（mm）6140功率(KW)1300给煤距离1899mm筒体转速（r/min）16.6电压(KV)6清扫电机功率0.25KW筒体有效容积（m3）75.2电流(A)胶带驱动电机380V 3KW最大装球量（t）78转速(r/min)981分离器直径(mm)2900（图2）分离器机构及工作原理图1、折向挡板 2、下锥体挡板 3、自动释放阀2、分离器分选效率偏低原因分析及治理措施我公司分离器采用轴向离心式分离器，其工作原理：如（图2）所示，分离器有两个分离区，进口的扩散分离和挡板后的离心分离。煤粉气流首先在扩散分离区将煤中杂物和旁路风直接从原煤中携带的粗煤粒进行分离，然后是经过扩散分离后的煤粉气流，向上到达挡板，通过挡板的煤粉气流快速旋转下产生的离心力作用进行粗、细粉分离，粗煤落进倒锥体下部的锁气器，在重力的作用推开锁气器挡板，其中部分夹杂的细粉被上升气流“携带”二次分离后重新进入挡板，粗粉重新回到磨煤机进行研磨。设备投运初期，分离器综合效率达不到设计值，出口煤粉颗粒偏大，经检测煤粉细度R90在30%以上，个别情况甚至达到了40%，造成灰渣含碳量居高不下，锅炉效率明显降低，对机组的经济运行产生极大影响。2.1.分离器分选效率偏低的原因分析（1）煤中杂物较多：我公司煤源复杂，煤中掺杂许多“炮线”和呢绒编制袋等“杂物”，“杂物”随煤进入螺旋输送器，煤和“部分杂物”进入磨煤机，“部分杂物”直接进入了分离器，将分离器折向挡板通道堵塞，造成分离效率降低，粗颗粒相应增多。（2）分离器回粉机构存在严重缺陷，容易造成气流短路或回粉堵塞现象。（3）分离器内部有回粉时，帘板易被分离器入口的气流吹起，主气流将直接冲刷帘板内侧，分离器进口的部分含尘气流直接通过被吹起帘板下部的空间进入内椎体，未经分离器分选的煤粉直接进入分离器出口一次风管道中，增加了煤粉中的粗大颗粒份额，大大降低了煤粉的均匀性，使得燃烧效率下降。同时短路气流也影响到内锥体内的分离器状态，将部分已经分离下来的粗颗粒又吹到粗粉分离器出口，也导致煤粉细度变粗，均匀性变差。还存在帘板卡死、回粉堵塞的现象，也会造成煤粉均匀性变差。2.2.解决分离分选效率偏低的措施（1）合理调整煤源结构：针对双进双出磨煤机系统分离器容易被杂物堵塞的问题，应尽量燃用大矿的“水采煤”，少用或不用“炮采煤”，减少“炮线”进入制粉系统。（2）彻底清理煤中的杂物，在上煤前尽量将杂物清理干净，充分利用滚轴筛、吸铁器和煤箅子对煤中杂物进行后期多级杂物分离，减少进入给煤机的杂物。（3）将分离器改造为二次携带轴向型双挡板煤粉分离器，在轴向型粗粉分离器入口管道上增加二次携带导流器，合理分配气流的行程，增长分离距离，同时通过二次携带尽量减小回粉中的合格煤粉，提高出力，增强了分离效果，改善了煤粉均匀性，其技术特点主要可概述为：A、二次携带轴向型双挡板煤粉分离器具有较好的“防堵”功能：由于分离器容积强度的增加，分离路径增长；轴向型挡板与径向型挡板相比结构完全改变，杂物由于重力作用无法在挡板处停留，减少堵塞的机率,加之轴向型挡板通流面积增加，杂物部分通过挡板被吹入炉膛，堵塞的可能性大大减少；加大回粉管直径，增加流通及回粉能力；分离器内椎体改为全封闭式内筒，不再出现短路及堵塞现象。B、内部无任何积分死角，彻底杜绝内锥堵粉的可能性。C、一次风管风粉分布均匀性提高。由于流场分布均匀，使得分离器后进入一次风管道风粉均匀性得到改善，设备阻力有所降低。D、具有较好的细度调节特性。煤粉细度调节范围大，轴向型挡板调节性能良好，调节特性呈线性，开打时煤粉细度变大，反之则减小。可以根据不同的煤种调整煤粉细度，对于燃烧性能较差的煤，煤粉细度能有效的控制在1520以内，制粉系统出力不降低。E、在回粉口上安装外置锁气器，锁气严密、不串气、气流不短路，在锁气器上安装快开门，使锁气器内垃圾清理方便、安全。F、提高机组运行的安全性和经济性，减少检修人员的工作强度。（4）合理控制一次风速，避免风速偏离较大对分离效果产生的影响；运行中密切监视分离器的运行状况，及时对煤粉细度进行化验，当煤粉细度超过设计值时及时对分离器所有部件进行全面清理。3.磨煤机漏粉的原因及治理措施由于双进双出磨煤机运行呈正压状态，因此在旋转的中空轴与静止的螺旋输送器体之间装有一个特殊的密封联结件，密封联结件是由一个合成材料做成的密封盖和表面光滑的金属环组成，密封风机提供的高于磨内一次风压力的密封风作用在密封盖上，使密封盖始终紧贴于金属环上，达到磨机密封的效果。投运以来磨煤机多次出现漏粉现象，严重污染了环境，影响了安全文明生产。3.1.造成磨煤机漏粉的主要原因（1）密封联结件结构不合理：由于密封件设计不合理，且密封件质量较差，使用寿命较短，造成运行中密封能力“失效”，大量煤粉外漏。（2）磨煤机存煤量过大：运行中由于粉位测量装置出现缺陷或者负荷异常波动时给煤量调节迟缓时，便会造成磨煤机“满罐”，大量煤粉外漏。（3）密封压差较低：原设计密封件必须使密封压力与磨煤机罐体内压之间的压差保持大于2Kpa以上，才能形成有效的密封，由于密封件损坏漏风，运行人员调节迟缓等原因都会造成密封压差降低而导致磨煤机漏粉。（4）启停操作不当：磨煤机在启动或在停止以后，密封风投入较晚或停运过早都会造成罐内的煤粉大量外溢。3.2.磨煤机漏粉的治理措施（1）将密封连接件由“柔性盖片式”改为机械式密封结构，该密封最大限度减少了动静间隙，提高了密封效果，降低了密封压差和密封风量，延长了密封装置的使用寿命，使维护成本显著降低，并且打破了过去密封装置长期依赖进口产品的被动局面。（2）严格控制磨煤机的存煤量，当磨煤机煤位测量装置发生故障时应及时进行处理，如果来不及处理时应根据磨煤机电流和平时的运行经验及时判断调整粉位；当负荷发生异常波动时，应及时手动调节给煤量，防止出现“满罐”现象。（3）磨煤机在启、停过程中应严格执行操作规程，启动磨煤机时应首先打开分离器出口粉管气动门，再投入密封风并保持一定风压后，最后启动磨煤机和适量投入热一次风；停止磨煤机运行时，首先应确认磨煤机内的粉已全部抽空，停止磨煤机运行以后再停止密封风。4、螺旋输送器损坏的原因及治理措施螺旋输送器中部是中心管，外部由四根螺旋叶片通过拉链焊在热风管上，其作用将热一次风、煤、钢球及杂物送进磨机筒体内。为了保证螺旋推进器旋转，螺旋推进器一侧由四根支撑棒支撑，支撑棒一端固定在筒体端衬板凹窝内，另一端通过螺母固定在螺旋推进器中心管上。螺旋推进器另一侧通过轴支承在热风盒外侧轴承上。磨煤机螺旋输送器作为磨煤机的重要部件之一，一旦出现断裂将会造成磨煤机无法正常运行，其易损坏部位通常集中在支撑棒和轴承上。4.1.螺旋输送器支撑棒损坏的原因（1）螺旋输送器安装不符合要求：一是安装时螺旋器中心与磨煤机罐体中心线位置偏差较大，造成运行中支撑棒承受过大的交变应力，随着时间的延长支撑棒形成疲劳断裂。二是个别支撑棒的固定螺栓焊接不够牢固，运行中开裂，造成支撑棒脱落。（2）未及时更换螺旋输送器损坏的轴承：螺旋输送器轴承损坏后没有及时进行更换，造成螺旋输送器在偏移罐体中心的情况下长时间运行，最终导致支撑棒损坏。（3）支撑棒材质较差：由于材质本身或者是热处理不当原因造成了支撑棒强度不足，运行中极易发生扭曲变形或脆断现象。4.2.螺旋输送器支撑棒损坏的治理措施（1）在更换螺旋输送器时应严格按照设计图纸要求进行施工，特别是螺旋输送器的中心偏差不应大于设计值。（2）利用低谷时间定期检查螺旋输送器轴承，发现轴承损坏时应及时更换。（3）严格支撑棒进货的质量验收，对材质和硬度不合格的产品及时进行退货处理。4.3、螺旋输送器轴承损坏的原因（1）轴承润滑脂失效：由于轴承润滑采用合成锂基润滑脂，并且轴承运行温度较高，运行环境恶劣，经过一定时间的运行，轴承内的润滑脂会逐渐变干失效，此时，如果不及时更换润滑脂，失去润滑的轴承，温度会迅速升高而造成轴承过热烧毁。（2）螺旋输送器安装质量差：螺旋输送器安装不同心，超过轴承的自调心范围，轴承便会造成强力损坏。（3）螺旋片和支撑棒的损坏：螺旋片和支撑棒的损坏同样会造成轴承的损坏。（4）轴密封损坏：轴密封损坏后造成轴密封风的压力无法保持，含灰的容量风便会顺轴而出，直喷轴承的轴封，将部分灰尘吹入轴承，并且由于风温较高造成轴承过热烧毁。4.4. 螺旋输送器轴承损坏的治理措施（1）利用低谷定期检查、更换轴承的润滑脂。（2）严格螺旋输送器的安装质量，按图纸要求精确施工。（3）及时处理、更换损坏的螺旋片和支撑棒。（4）及时更换轴密封，运行中要保持密封风压，避免风压过低造成的密封失效。（5）在轴承座内侧加装挡风阻环，防止轴密封损坏时热风直接吹向轴承，造成轴承润滑脂失效。5.加钢球装置卡涩的原因及治理措施1234图（3）加钢球装置1、加球斗 2、储球罐 3、上闸阀 4、下闸阀磨煤机加球装置由加球斗、储球罐、上下闸阀及管道组成如（图3）所示。由于双进双出磨煤机内部为正压状态，为了使磨煤机实现不停机加球，结构上采取了特殊措施，上闸阀打开，球进入储球罐，然后上闸阀关闭；下闸阀渐渐打开，钢球通过管路进入输送器体与原煤一起由螺旋推进器送入磨内。5.1、加钢球装置卡涩的原因在加钢球过程中该装置经常出现卡涩现象，卡涩部位一般集中在闸板和下部管道部位。造成下部管道钢球卡涩的主要原因是由于下部弯头角度偏小，大量的钢球下落后在弯头部位受阻发生堵塞。造成闸门卡涩的主要原因：一方面是由于下部管道堵塞后没有及时疏通，钢球堆积至下闸阀位置后造成下闸阀的卡涩；另一面是由于一次加球量过大，超过了储球罐的容积后造成上闸阀卡涩。5.2.加钢球装置的治理措施将下部弯头上移至下闸阀部位，增大了弯头的角度减缓了钢球下落时的阻力（图3虚线部分）；缩小加球斗的直径，从而减少加球斗的容积以避免储球罐内的钢球过多造成上闸阀的卡涩；在加球过程中应时刻通过钢球的下落声音判断下部管道是否有堵塞现象，如果一旦发现堵塞情况应及时进行疏通处理。6、效果分析通过采取上述各项措施后，整个制粉系统的事故率明显降低，在取得安全效益的同时也取得了较好的经济效益：1、分离器出口的煤粉细度由过去的平均33.6%下降到了12.4%，分离效果明显提高，并且使飞灰含碳量由4.8%下降到0.8%，灰渣含碳量由19.7%下降到4.6%。其中飞灰含碳量每变化1%影响发电煤耗1.08g/Kwh，灰渣含碳量每变化1%影响发电煤耗0.12 g/Kwh，每年节约费用共计：（1.0840.1215.1）5.5330850=946.01万元。2、改用新型的机械密封后，密封效果大为改善，维护费用明显降低，改造前每年需要费用18万元，（按每年更换一次密封垫，每年消耗12只，每只1.5万元计算）；改造后维护费用每年需要0.48万元（按易损件使用寿命5年计算）；总体每年节约费用在13.2万元以上。3、螺旋输送器支撑棒和轴承的寿