蒲城发电公司双进双出钢球磨煤机性能优化

马治安，赵光勋，王海柱，郭帆，董方

(1.陕西华电蒲城发电有限责任公司，陕西 蒲城 710055;2.中国华电集团科学技术研究总院有限公司，北京 100077)

0 引言

在燃煤发电厂中，发电用煤成本占经营成本的70%，每个发电厂为了提高企业的经济效益，都在积极实施燃煤掺烧掺配，制粉系统作为将原煤加工成煤粉的关键处理设备，决定着送入炉膛粉体的粗细度和粒径分布，影响锅炉的燃烧效率、制粉系统能耗、NOx排放以及后续系统设备的磨损。为此，每个燃煤发电厂都在对制粉系统设备进行优化，努力提高磨煤机出力、煤粉细度及煤粉均匀性指数，提升锅炉的燃烧效率和燃尽率，减少燃烧损失，降低煤耗，节约燃料成本，提高企业效益。

1 设备概况

陕西华电蒲城发电有限责任公司(以下简称蒲城发电公司)三期装设2台660 MW汽轮发电机组，锅炉为超临界参数变压直流炉，一次再热、单炉膛、尾部双烟道、采用挡板调节再热蒸汽温度、平衡通风、半露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、Π形布置。锅炉配备10台沈阳重型机器厂生产的MGS4060B型双进双出钢球磨煤机，磨煤机滚筒直径为3950mm，滚筒长5540mm，设计出力为55t/h。最佳装球量及最大装球量分别为65，71 t，钢球规格及配比为ø 30∶ø 40∶ø 50=1∶1∶1，分离器出口煤粉细度R90=20%，锅炉设计煤种和校核煤种均为黄陵长烟煤(发热量为21.65 MJ/kg)。

2 设备存在的问题

蒲城发电公司三期机组投产以来，因国内电煤供应紧张，锅炉主要掺烧蒲白煤、澄合煤和汽车煤，煤种严重偏离设计值。掺烧煤种热值较低，挥发分低，可磨性差，为了保证机组负荷，磨煤机必须超出力运行，最大出力达70 t/h(磨煤机设计额定出力为55t/h)，造成煤粉细度严重超标。炉渣、飞灰含碳量大，磨煤机选型偏小和没有备用磨煤机的现状，严重制约了机组的安全、经济运行。

2.1 筒体衬板

筒体衬板为T形衬板，经过2年多的运行后，凸棱磨损严重，失去挂球能力，钢球达不到最佳高度位置，砸不出合格的细粉，只有靠提高一次风来增加磨煤机的出力，造成煤粉细度严重超标，燃料不完全燃烧损失增大，炉渣中有明显的大炭粒。

衬板的凸棱全部磨损后，导致衬板固定螺栓脱落，发生频繁漏粉，严重污染磨煤机轴瓦润滑油和大小齿轮润滑油。

2.2 分离器

分离器为雷蒙式径向结构分离器，运行过程中，原煤中混有的秸秆、布条、胶皮、铁丝、编织袋等杂物经过排列紧密的分离器折向挡板时缠绕在挡板叶片上，造成分离器回粉管道频繁堵塞，影响分离器里锥体内的分离效果，将部分已经分离出来的粗颗粒又吹到粗粉分离器出口，导致煤粉细度变大。

每台分离器的调节挡板设计为30个，每个挡板需要单独调整。机组高负荷运行时，磨煤机出力增加，挡板需要及时调大;机组低负荷运行时，为保证煤粉细度、煤粉均匀性指数，需将挡板调小。运行人员工作强度大，而挡板实际开度也很难调整一致，造成煤粉细度、均匀性指数差。

2.3 分离器回粉管道、锁气器

分离器的锁气器门板(橡胶)硬化脱落，使未经分离器分选的煤粉直接进入分离器，而分离出的粗煤粉回不到磨煤机继续研磨，造成分离失效，增加了煤粉中粗大颗粒的比例，使得燃烧效率下降，炉渣内有明显的大炭粒。

锁气器严密性差，气流直接通过门板下部的空间进入内锥体形成乱流，造成分离性能不佳，煤粉均匀性变差。

分离器回粉管道设计为方形管道，下部接触面积大，分离出的粗粉回粉不畅，存在积粉、堵塞现象。

2.4 大小齿轮喷射油装置

机组投运后，大小齿轮喷射油装置的空气压缩机频繁故障、喷射油嘴频繁堵塞、齿轮油泵频繁故障，且没有设计报警装置，全靠人工检查，维护工作量非常大。因喷射油装置频繁故障，为保证机组负荷，只有靠检修维护人员定期浇油来保证大小齿轮的润滑，润滑油雾化不良，存在用油量大、效果不佳的问题，造成齿面温度偏高，存在大小齿轮磨损严重及打齿的重大安全隐患。

2.5 落煤管道

给煤机落煤管道没有进行防磨处理，落煤管道已出现大面积磨穿现象，造成磨煤机频繁停运消缺，严重影响机组负荷。

2.6 绞笼装置

绞笼装置的螺旋叶片和链环磨损严重，螺旋叶片频繁磨断，有时原煤内进异物造成绞笼棒受力过大出现断裂，导致磨煤机频繁停运消缺，严重影响机组负荷。

2.7 大齿轮罩密封风机

大齿轮罩密封风机安装在磨煤机消音罩顶部，工作环境恶劣，积粉、积灰多，环境温度高，电机损坏频繁;消音罩顶部没有围栏，清理空气滤网和检修时存在重大安全隐患。

2.8 热风安全关断挡板门

热风安全关断挡板门滑道内积灰过多，导致关断挡板门经常卡塞，开关不到位;一次热风道法兰连接处、膨胀节连接处漏风严重。

3 优化改造方案

针对蒲城发电公司三期磨煤机设备现状和存在的问题，经过问题查找、原因分析和技术论证后，主要从以下几个方面进行优化改造。

3.1 衬板优化改造

将原来的T形衬板改造为双波形衬板，由原来的32道波形增加到64道波形，增加磨煤机衬板的挂球能力，从而提高磨煤机研磨能力;衬板的固定螺栓设计在波峰中间下部，减少衬板固定螺栓的磨损，防止后期漏粉;将衬板的材质KMTBCr12提高为KMTBCr26，延长衬板的使用寿命。

3.2 分离器优化改造

在分离器上部加装驱动装置，用关节连杆将挡板连接到一起，保证挡板开度的一致性，方便运行调整;将分离器调节挡板加长、加宽，增强分离效果，提高气流的离心分离效果，提高煤粉细度;在分离器内部的下端加装一次风分离导流挡板，改善结构和气流形态，形成一级撞击分离，提高重力分离的效果，并增加分离路径，提高煤粉细度;在分离器内锥体下部加装防磨护套，防止内锥体磨穿;在分离器挡板处加装狼牙棒，提前收集布条、胶皮、铁丝、编织袋等较大的杂物，延长挡板堵塞周期;减少固定分离器内锥体的固定圆钢，在挡板门轴处进行加固，增加挡板的通流面积，保证分离效果。

3.3 分离器回粉管道优化改造

将方形回粉管道改造为圆形管，减少流通阻力，增强管道流通能力;将回粉管道下部延长，让分离出的粗粉和原煤充分混合进入磨煤机内进行二次研磨;将回粉管的锁气器改造为重锤式，保证回粉管道的严密性;在回粉管道加装检修孔，方便清理并缩短清理时间;在分离器下部回粉管道的上部加装格栏栅，将大的杂物挡住，防止进入回粉管内堵塞锁气器。

3.4 钢球材质、配比优化

将目前使用的中铬钢球改为高铬钢球，提高钢球的耐磨性，提高磨煤机的研磨性能;优化钢球配比，以适应低热值、可磨性差的煤种。

3.5 磨煤机一次热风道系统优化改造

对磨煤机热风调节门、安全关断门、绞龙装置的轴封盘根密封进行技术改造，将盘根密封室改为迷宫式密封，内部安装耐高温材料并用弹簧自动补偿密封，密封磨损后实现自动收紧，消除热风调节门、安全关断门、绞龙装置轴封漏风、漏灰现象;对一次热风系统的法兰结合面和膨胀节的连接处法兰进行满焊，对不使用的人孔门进行满焊，减少密封点。

3.6 大齿轮喷射油装置优化改造

利用现场仪用压缩空气作为气源动能，采用不锈钢管进行连接，系统安装1个总手动闸板门，每台磨煤机安装1个闸阀和1个储气罐给大齿轮喷射油装置供气，取消喷射油装置的空气压缩机;将大齿轮喷嘴改为自动清洗型，消除频繁堵塞的缺陷;将齿轮泵改为气动泵，提高其安全性、可靠性。

3.7 大齿轮罩密封风机优化改造

将现有磨煤机的大齿轮罩密封风母管和冷一次风母管连通，用冷一次风直接给磨煤机大齿轮罩内提供密封风源，取消磨煤机大齿轮罩密封风机;连接冷一次风母管和密封风母管的管道采用无缝管，在中间加装一道隔离门和空气滤网，方便随时隔离清理滤网，还可调节大齿轮罩的密封风量。

3.8 分离器人孔门改造

对分离器人孔门进行改造，实现快速清理。人孔门门框面板上部密封面中间开槽，内部镶嵌盘根，保证其严密性;人孔门设计不使用螺栓，用手轮、压杠、螺杆、螺杆套实现快捷打开和封闭。

4 结束语

磨煤机性能优化后，磨煤机的安全性、可靠性显著改善，出力提高了20%左右，分离器煤粉细度R90由改造前的30%降至20%，煤粉均匀性指数也得到提高，稳定了锅炉的燃烧，减少了飞灰对锅炉后续系统的磨损冲刷。2011年10月到2012年10月的运行和试验结果显示，锅炉大渣质量分数由改造前的17%降至5%～7%，飞灰可燃物质量分数由改造前的6%降至3%左右，经济效益明显提高。

［1］范从振.锅炉原理［M］.北京:水利电力出版社，1986.

［2］韩才元.煤粉燃烧［M］.北京:科学出版社，2001.

［3］肖杰.静动叶结合型旋转式粗粉分离器工业应用性试验研究报告［R］.南京:南京热电厂，2002.

［4］解其林.扬州第二发电厂1A粗粉分离器改造方案［R］.扬州:扬州第二发电厂，2006.

［5］陈海燕.双进双出钢球磨煤机优化运行［C］//全国火电大机组(600 MW级)第11届年会论文集.聊城:中国电力企业联合会，2007:132－136.