BBD3854磨煤机螺旋输送器故障原因分析与对策

2017-04-24桑长勇杜福明高全海李新建

综合智慧能源 2017年3期

关键词：衬板制粉磨煤机

桑长勇，杜福明，高全海，李新建

(华电潍坊发电有限公司，山东潍坊 261204)

BBD3854磨煤机螺旋输送器故障原因分析与对策

桑长勇，杜福明，高全海，李新建

(华电潍坊发电有限公司，山东潍坊 261204)

对华电潍坊发电有限公司制粉系统中BBD3854型双进双出磨煤机螺旋输送器出现的支撑棒断裂故障进行分析，提出了两种改进措施。利用大、小修组织实施改造，通过对比，确定将螺旋输送器改为弹性自补偿结构可彻底解决存在的问题，提高了制粉系统出力，保证制粉系统安全经济运行。

磨煤机；螺旋输送器；支撑棒；断裂；磨损；弹性自补偿结构

图1 BBD3854型双进双出磨煤机螺旋输送器

0 引言

华电潍坊发电有限公司二期为2×670 MW燃煤机组，采用BBD3854型双进双出钢球磨煤机正压直吹制粉系统，每台机组配备6台磨煤机，每台磨煤机两侧各有一套螺旋输送器。螺旋输送器是磨煤机的重要设备，主要作用是将原煤推入磨煤机筒体中进行研磨，其结构通道既是进原煤通道，也是出煤粉通道。螺旋输送器本身无动力，外侧支撑在热风盒外部的轴承支座上，内侧通过4根支撑棒与筒体相连，靠磨煤机筒体带动做旋转运动，承载力大，工况恶劣。该公司燃煤机组自投产以来，制粉系统运行中多次出现磨煤机减速箱及螺旋输送器损坏[1-2]，迫使磨煤机退出运行进入检修，严重影响锅炉制粉系统的安全、经济运行。

1 磨煤机螺旋输送器存在的问题

BBD3854型双进双出磨煤机螺旋输送器主要由主轴、螺旋输送器筒体、螺旋叶片、链环、螺旋输送器圆盘等部件构成(如图1所示)。螺旋输送器为磨煤机重要输送设备，长期受煤粉冲刷，缺陷多[3]。运行时进入磨煤机内部检修螺旋输送器，环境恶劣，危险性较高，工作量大，对人身、设备均有许多不利影响，具体存在如下问题。

(1)螺旋输送器内侧由4根支撑棒固定，两侧固定端不同心，运转时发生摆动，产生额外的内部应力。由于应力集中，运行中内侧支撑棒螺纹经常断裂；外侧轴承及轴承座承受额外摆动负荷，易损难修。

(2)螺旋叶片采用链环连接，链环为点接触，磨损后导致链节加长、螺旋叶片下垂，螺旋叶片和中空轴套管发生剐蹭磨损。

(3)叶片为热成形，成形过程中，钢带烧红后用模具校成形，退火导致耐磨钢性能降低。

(4)检修时必须先拆热风盒，才可抽出螺旋输送器，更换维修难度大，拆除时大量灰尘溢出，影响环境卫生。

(5)结构设计存在缺陷，热风盒内易积粉，死角堆积的煤粉存在爆燃隐患。

2 改造方案

2.1 方案1

(1)机组大、小修时，及时更换磨损严重的螺旋输送器，增加1套新螺旋输送器链环，改为2套并列，减少了因链环断裂造成的损坏；将支撑棒找正误差降至2 mm以下；将支撑棒材质由34CrNi3Mo改为40CrNiMo，焊接固定时进行热处理，以消除内应力，提高支撑棒的强度。运行3个月后检查发现，链环问题得到解决，支撑棒仍会断裂，说明支撑棒强度仍然不足。

(2)增加支撑棒数量，分解受力。磨煤机内侧端衬板共16块，4块为带孔衬板，拆除4块不带孔衬板，更换为带孔衬板，在螺旋输送器体相对位置进行开孔，将支撑棒由有原来的4根增加为8根，调整后安装固定支撑棒。

该公司利用#3锅炉小修机会对3B，3F磨煤机螺旋输送器实施了改造。将支撑棒改为8根，取消了支撑棒护罩，防止额外挤占粉煤流通环形通道。虽然没有从根本上消除因螺旋输送器两端不同心、传动不稳带来的额外内部应力，但分解了支撑棒所受应力，大大延长了支撑棒更换周期，减少了运行时螺旋输送器因支撑棒断裂造成的故障，但轴承摆动损坏问题没有得到改善。

2.2 方案2

(1)支撑棒改为弹性自补偿结构(如图2所示)。将支撑棒分为两段，一段放置于衬板孔内，长度比衬板孔深度小15～20 mm，上部做成凹面，另一段支撑棒下部为凸面，两段凹凸结构连接。支撑棒上部与螺旋输送器体连接部位加装弹性组件。通过上、下两部分弹性连接，有效补偿、消除螺旋输送器两端不同心、传动不稳带来的额外内部应力。

图2 弹性自补偿式支撑棒

(2)螺旋叶片采用挂链式设计，点接触变为线接触，叶片活动范围减小，波动小，消除叶片外圆与中空轴套管的剐蹭磨损。

(3)叶片采用耐磨钢板冷弯成形，保证了耐磨钢板的耐磨强度。

(4)热风盒(如图3所示)采用端面法兰结构，内侧端面加装可拆卸式密封挡板，防止钢球、煤粉进入热风盒内造成挤压磨损；外侧端面法兰中部设置轴承箱，安装螺旋输送器支撑轴承；内侧加装骨架密封，箱体采用射流卷吸风式密封风结构，保护轴承免受高温辐射；检修时无需拆热风盒，只需拆除外侧端面法兰盖板即可抽出螺旋输送器，检修方便，工作量大大减小，现场清洁。

图3 热风盒

该公司利用#4锅炉小修机会对4F磨煤机螺旋输送器进行了改造。

3 改造方案对比

(1)#3锅炉3B，3F磨煤机增加支撑棒后运行6个月，未出现磨煤机螺旋输送器支撑棒故障，为避免额外挤占粉煤流通环形通道，取消了防护罩，导致支撑棒磨损量略有增加，但不会对支撑棒强度造成较大影响。

(2)#4锅炉4F磨煤机运行2个月，未出现磨煤机螺旋输送器故障。通过改造，设备运行平稳，大幅度延长支撑杆、轴承、轴承座、内衬、螺旋叶片等的使用寿命，停机时间大幅度减少，维修更换方便。

通过以上对比，可以得出以下结论。

(1)改变支撑棒材质，未能解决实际问题。增加链环数量，起到了一定的保护作用，可以部分解决螺旋输送器问题。增加支撑棒数量，可以部分解决螺旋输送器支撑棒断裂问题，但未从根本上消除支撑棒应力集中造成的问题。

(2)螺旋输送器改为弹性自补偿结构，从根本上消除了导致支撑棒断裂和轴承损坏的内部因素，螺旋输送器传动平稳，无需增加支撑棒数量，彻底解决支撑棒断裂和轴承容易损坏的问题。创新结构的挂链设计，避免了叶片外圆与中空管内衬的剐蹭磨损。叶片采用冷弯成形，保证了耐磨钢板的耐磨性能,延长了使用寿命。原来更换螺旋输送器时需断开热风管道，拆除连接法兰，然后整体拆下热风盒(如图4所示)，改造后两侧端面为法兰结构，抽出螺旋输送器时无需拆热风盒，只需拆除法兰盖板(如图5所示)，检修方便，工作量小，现场清洁。