HP863中速磨煤机叶轮装置磨损分析与防治

HP863 中速磨煤机叶轮装置磨损分析与防治

方泉永

国能阳宗海发电有限公司 652501 云南玉溪

摘要：国能阳宗海发电有限公司三期两台300MW机组，锅炉采用正压直吹式制粉系统，每台锅炉采用5台HP863中速磨煤机。自2007年11月投运以来，磨煤机运行中石子煤排放率高达1%-3%，叶轮装置由于煤质较差，磨损严重，出现叶轮装置脱落的异常情况，直接造成磨煤机退出运行，影响锅炉负荷的情况。在磨煤机的检修过程中，叶轮装置检修更换工作量巨大，且材料费用较高。本文将分析磨煤机叶轮装置的主要磨损部位及防治措施。

关键词： 中速磨煤机  叶轮装置 石子煤

1 设备简介

1.1 磨煤机工作原理

原煤仓的煤经给煤机运送到磨煤机落煤管，进入三个相对运动的磨辊之间，在磨辊压紧力的作用下受到挤压和研磨，被粉碎成煤粉。磨制成的煤粉随磨辊一起旋转，在离心力和不断被碾磨的煤和煤粉推挤作用下被甩至叶轮装置上方。热一次风经叶轮装置风环整流后，以一定的风速进入环形干燥空间对煤粉进行干燥，热一次风不能托起的质量较大的颗粒，下落形成石子煤，经石子煤排出阀排出磨煤机。质量较轻的煤粒煤粉，被带入磨煤机上部进入旋转分离器。不合格的粗煤粉在分离器中被分离下来，返回到研磨区重新研磨，合格的煤粉经分离器由热一次风带出磨外，进入热一次风管，直接通过燃烧器进入炉膛，参加燃烧。

1.2 磨煤机设计参数

HP863型中速磨煤机最大出力： 55 t/h （设计煤种）磨煤机保证出力： 49.5 t/h（磨煤机磨辊磨损厚度达15mm时），磨煤机最小出力： 13.75 t/h，磨煤机最大空气流量： 20.05 kg/s磨煤机减速箱传动比： 25.4 ，磨辊加载方式为弹簧变加载。主电动机功率： 400 kW转速： 982 r/min。

2 存在问题

自2007投产以来磨煤机石子煤排放量始终较大且含有一定的热值，给机组运行带来众多问题，设备故障率和磨损率均较高，严重影响到机组的安全运行和经济运行。叶轮装置在使用过程中频繁出现节流环磨损脱落，造成磨煤机一次风风速降低，继而导致磨煤机石子煤排放量瞬间增大且热值较高。同时因叶轮装置侧板磨损减薄较快，被迫频繁更换叶轮装置，导致采购费用高不下。2010年以后采用改进型叶轮装置后，石子煤量大为减少，叶轮装置的使用寿命也得到了一定的增加。但仍然出现叶轮装置调节板及叶轮装置磨损脱落的情况，导致磨煤机内部的导向衬板，刮板装置等脱落，给机组安全稳定运行带来一定的隐患，致使公司的经济利益蒙受损失。

厂家原装直通型 改进节流型叶轮装置正面

3 原因分析

3.1原理分析

经过对中速磨煤机工作原理和石子煤成因的认真分析，认为石子煤通过风环自上而下落至下部石子煤室，而一次风通过风环由下至上进入磨煤机研磨区，在风环喉口处流向相反的热风与下落的石子煤进行激烈的碰撞，把大量密度较小的煤托住或吹起，并把细煤粉分离吹起，通过动态分离器进一步分离后进入煤粉管道。密度较大的克服风阻，下落形成石子煤。风环喉口处形成剧烈的磨损区域。改进型叶轮装置加速且改变了一次热风的流向，把一次热风引向磨煤机分离器导向衬板方向。但受阻后的一次热风混合物有一部分会反向冲刷磨损叶轮装置的连接板处，造成叶轮装置与磨碗连接螺栓及连接板磨损严重。

3.2现状分析

对阳电公司2014年01月-2018年12月磨煤机的检修记录进行了查阅，可以看出叶轮装置连接板磨损量与磨煤机运行时间成正比，运行时间越长，磨损量越大，磨煤机运行4500小时以上叶轮装置连接板处磨损均超过更换标准。（注：叶轮装置连接板厚度为32mm，根据检修规格规定磨损2/3及以上时必须更换。）

通过现场调查得知，主要磨损部位为叶轮装置连接板处，叶轮装置的其它部位磨损轻微。因此只要减少叶轮装置连接板的磨损，就可大大延长叶轮装置的使用寿命。

4 防治措施及实施

针对中速磨煤机叶轮装置的磨损主要为连接板磨损的特点，分析比对确定最佳防治措施。

4.1防磨装置设计

方案一：焊接连接板防护罩 优点：杜绝了煤粉的磨损，使连接板磨损大大减少。缺点：a、焊接困难，现很难完成。 b、焊接工作量大。

方案二：焊接连接板遮挡板 优点：杜绝了部分煤粉的磨损，使连接板磨损有所减少。缺点：a、焊接困难，现很难完成。 b、焊接工作量大。

方案三：焊接连接板防磨环 优点：焊接容易，现很容易完成。缺点：焊接工作量大。

比较选定：方案三

4.2材料选择

方案一：16Mn圆弧钢板 优点：在200---300度时耐磨、可焊接性好，价格低。缺点：无

方案二：不锈钢板 优点：耐腐蚀、耐磨。缺点：价格高，检修困难。

方案三：普通碳钢管 优点：价格低。焊接容易。缺点：磨损大，使用寿命短。

比较选定：方案一

4.3材料厚度选择

方案一：5mm厚度 优点：价格低 缺点：强度低，使用寿命短。

方案二：10mm厚度 优点：价格适合，根据设备运行周期能够满足设备要求。缺点：无

方案三：20mm厚度 优点：强度高，使用寿命长。缺点：价格高，安装不方便。

比较选定：方案二

4.3间隔填料选择

方案一：不添加填料 优点：无需成本。 缺点：运行效果差。

方案二：加岩棉 优点：成本低（200元/台磨），拆除容易。缺点：耐冲刷性差。

方案三：加耐火混泥土 优点：成本低（300元/台磨），耐冲刷性好，运行效果好。缺点：拆除难度相对大。

比较选定：方案二

4.5绘制叶轮装置防治磨损设计图：

防治磨损设计图 实施后现场图

4.5实施

中速磨煤机叶轮装置螺栓安装好后，连接板与磨碗延伸环处进行加固焊接。叶轮装置外侧可调板安装间隙厂家图纸设计为12.7 mm。经认真分析比对后重新调整为8-10mm，螺栓连接后，采用电焊花焊固定。在中速磨煤机叶轮装置的节流平台上距连接板30mm（节流平台宽为80 mm）的位置上焊接16Mn圆弧钢板，并在圆弧钢板与磨碗延伸环上焊接7字加强筋，即加强圆弧板强度又减少周圈风粉对圆弧板的磨损。圆弧钢板与磨碗延伸环间隙处填充耐火混泥土。

5效果检查

改造后检查时发现，运行了5000小时的#1磨煤机，新增的圆弧钢板磨损严重，但耐火混泥土大部分完好，叶轮装置连接板的磨损量为0毫米。叶轮装置检修只需更换圆弧钢板即可。大大降低了检修工作量和材料费用。

经济效益：

磨煤机叶轮装置更换一套需费用2.1367万元，按每年更换一次计算，#3、#4机10台机共需费用21.3670万元。

改造后，叶轮装置可以5年更换一次。比改造前减少了4次，共节约费用85.4680万元。

6 结论

通过叶轮装置的改造，国能阳宗海发电有限公司#3、#4炉磨煤机的叶轮装置的使用寿命大大提高，使叶轮装置因磨损脱落造成磨煤机内部衬板脱落的几率大大降低，减少了检修的劳动强度，节约了大量材料费用。较之目前国内同类改造技术相比，该方案投入小，对设备本身无需太大改动，改造后经济效益显著，具有较高的推广应用价值。

参考文献：

[1]HP863运行维护手册[Z].上海重型机器厂有限责任公司.