HP型中速碗式磨煤机密封风系统优化方案设计.doc

1、HP 型中速碗式磨煤机密封风系统优化方案设计摘要：结合现场设备实际运行情况，针对某公司 660MW 超超临界投产以来，HP 型中速碗式磨煤机密封风系统运行中存在的问题进行分析，并提出系统优化方案，同时从安全可靠性、经济性两方面对方案进行比较。 关键词：密封风；设备管理；优化 中图分类号：TU81 文献标识码： A HP 型磨煤机是在 RP 磨煤机的基础上改进、发展起来的一种新型中速磨煤机，它革新和创造了新型部件结构，同时吸收了其他中速磨煤机的优点，采用了当今世界上一些成熟的先进技术。芜湖发电有限公司#1 机组自投产以来，磨煤机密封风系统安全可靠性始终难以达到运行控制要求，如何从设备管理创新入手

2、对该系统进行优化，在确保安全可靠性的同时提高经济性是该公司专业技术人员的努力方向。 一、设备简介 某公司五期#1 机组于 2010 年底投产运行，锅炉型号为：B&WB-2091/26.15-M660MW 超超临界锅炉，配备 6 台 HP1063 型中速磨煤机的正压直吹式制粉系统，36 只双调风旋流燃烧器前后墙布置、对冲燃烧。制粉系统共设 2 台 9-26No11.2D 型离心式密封风机，一运一备，每台密封风机配电电机电压等级为 380V，额定电流 237A，额定功率 132kW。密封风机为磨前冷一次风总管取风，进口装有 K917 动力式空气过滤器，通过密封风总管提供磨煤机和给煤机的密封风，风量

3、 42221m3/h，风压6382Pa。 二、密封风用途介绍 该公司机组每套制粉系统所用密封风均取自密封风机出口母管。 三、存在的主要问题 该公司机组投产运行后，密封系统存在的主要问题集中于以下几点。1.密封风压偏低，达不到运行控制要求 机组正常运行时，一次风机出口压力在 1011kPa，磨煤机热风母管压力控制在 8.5kPa，密封风母管压力只能维持在 9.510.5 kPa，难以满足运行控制要求。 2.密封风机运行负荷大，易超电流 密封风机额定电流为 237A，实际运行中经常超电流运行，最高曾达到 255A，对电机安全运行构成风险。 3.磨辊油封及弹簧加载污染较严重 该公司#1 机组自投产以

4、来，两台磨煤机磨辊因磨辊油封及弹簧加载污染导致停转，利用检修机会对磨煤机进行检查，发现 6 台磨煤机均存在磨辊油封及弹簧加载污染较严重现象。 四、主要原因分析 1.设备选型不合理 由于制粉系统所有密封风均接自密封风母管，锅炉正常运行时整体密封风耗用量大，密封风机所供风量偏小，导致密封风压偏低，难达到运行要求，易造成设备被污染风险。 2.系统结构设计不合理 （1）从各路密封风的品质要求分析，磨辊油封气封、磨弹簧加载气封及热风隔绝门气封要求高，其余磨碗刮板室处气封、磨出口粉闸气封、给煤机气封对品质要求适中即可，冷一次风品质就能满足；从各路密封风风压要求分析，磨辊油封气封、磨弹簧加载气封、磨碗刮板室

5、处气封对风压的要求严格，磨出口粉闸气封、给煤机气封风压满足运行即可。但上述所有密封风均取自密封风母管，加大密封风总量需求，加大密封风机负荷，存在一定的不合理性。 （2）给煤机密封风量调整无参考依据。给煤机内下煤口处无风压监视仪表，给煤机密封风调整无明显参考依据。从控制角度看，给煤机密封风适当高于磨煤机热风压力，保证热风不反流。过高易造成给煤机皮带原煤吹落，引起给煤机内部积煤，加重清扫电机负载，过低则存在热风反流引起自燃的风险。运行中为了防止自燃发生，各给煤机密封风手动门开度大，使得密封风用量增加。 3.控制逻辑不合理 （1）正常运行中磨煤机出口气封蝶阀无法关闭。磨出口粉闸气封用风主要起到隔离保

6、护作用，该路控制气动蝶阀必须保证锅炉运行期间磨煤机停运及磨检修隔离时开启。磨煤机正常运行中由于磨煤机出口风压远远高于炉内压力，该路密封风在磨煤机正常运行时应关闭。由于密封风属于冷一次风，磨煤机正常运行时该路密封风的开启会对煤粉气流会引起干扰，同时会降低煤粉气流温度、提高着火热，同时对火焰中心产生影响，冷风量的增加也对排烟温度产生不利影响。现场控制逻辑中该蝶阀“关允许”条件为“磨煤机出口粉闸全部关闭状态” ，磨煤机正常运行中该阀无法关闭，增加了密封风用量。 （2）机组启动过程中设备投入顺序不当。机组启动过程中从制粉系统投用步骤为：先通过磨煤机建立风道，然后启动一次风机，再启动密封风机。该启动过程

7、对于磨煤机来说是先供一次风，后供密封风。按照该逻辑顺序执行，如果建立风道时磨煤机未吹扫干净或跳闸磨内有存煤，易造成磨辊油封及弹簧加载被污染。 4.制粉系统风门挡板缺陷多 （1）磨煤机石子煤排放阀经常存在内漏。特别是对于备用磨煤机来说，排放阀内漏加大了密封风用气量，使得密封风压下降，密封风机负荷加大。 （2）备用密封风机入口门内漏。在投入连锁情况下，备用密封风机出口挡板为开启状态，该门内漏会导致风机倒转，易造成备用密封风机损坏，同时使得运行风机负荷增加，密封风母管压力下降。 （3）其他风门挡板内漏。如给煤机下煤闸板、冷热一次风隔绝风门及调整门经常出现内漏现象。若在制粉系统投用及隔离时操作顺序、步

8、骤不正确，易导致磨辊油封及弹簧加载装置被污染。 五、磨煤机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

9、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，

10、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

11、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

12、线保持同心。 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2030mm（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

13、施来调节密封间隙） ，恢复密封间隙设计值 15mm3mm。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） 。 参考文献: 1 浙江大学. 某电厂提高磨煤机出口温度研究方案R. 2 贾鸿祥. 制粉系统设计与运行J. 北京: 水利电力出版社，1995