馬治安，趙光勛，王海柱，郭帆，董方

(1.陜西華電蒲城發(fā)電有限責任公司，陜西 蒲城 710055;2.中國華電集團科學技術研究總院有限公司，北京 100077)

0 引言

在燃煤發(fā)電廠中，發(fā)電用煤成本占經(jīng)營成本的70%，每個發(fā)電廠為了提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，都在積極實施燃煤摻燒摻配，制粉系統(tǒng)作為將原煤加工成煤粉的關鍵處理設備，決定著送入爐膛粉體的粗細度和粒徑分布，影響鍋爐的燃燒效率、制粉系統(tǒng)能耗、NOx排放以及后續(xù)系統(tǒng)設備的磨損。為此，每個燃煤發(fā)電廠都在對制粉系統(tǒng)設備進行優(yōu)化，努力提高磨煤機出力、煤粉細度及煤粉均勻性指數(shù)，提升鍋爐的燃燒效率和燃盡率，減少燃燒損失，降低煤耗，節(jié)約燃料成本，提高企業(yè)效益。

1 設備概況

陜西華電蒲城發(fā)電有限責任公司(以下簡稱蒲城發(fā)電公司)三期裝設2臺660 MW汽輪發(fā)電機組，鍋爐為超臨界參數(shù)變壓直流爐，一次再熱、單爐膛、尾部雙煙道、采用擋板調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度、平衡通風、半露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構架、全懸吊結構、Π形布置。鍋爐配備10臺沈陽重型機器廠生產(chǎn)的MGS4060B型雙進雙出鋼球磨煤機，磨煤機滾筒直徑為3950mm，滾筒長5540mm，設計出力為55t/h。最佳裝球量及最大裝球量分別為65，71 t，鋼球規(guī)格及配比為? 30∶? 40∶? 50=1∶1∶1，分離器出口煤粉細度R90=20%，鍋爐設計煤種和校核煤種均為黃陵長煙煤(發(fā)熱量為21.65 MJ/kg)。

2 設備存在的問題

蒲城發(fā)電公司三期機組投產(chǎn)以來，因國內(nèi)電煤供應緊張，鍋爐主要摻燒蒲白煤、澄合煤和汽車煤，煤種嚴重偏離設計值。摻燒煤種熱值較低，揮發(fā)分低，可磨性差，為了保證機組負荷，磨煤機必須超出力運行，最大出力達70 t/h(磨煤機設計額定出力為55t/h)，造成煤粉細度嚴重超標。爐渣、飛灰含碳量大，磨煤機選型偏小和沒有備用磨煤機的現(xiàn)狀，嚴重制約了機組的安全、經(jīng)濟運行。

2.1 筒體襯板

筒體襯板為T形襯板，經(jīng)過2年多的運行后，凸棱磨損嚴重，失去掛球能力，鋼球達不到最佳高度位置，砸不出合格的細粉，只有靠提高一次風來增加磨煤機的出力，造成煤粉細度嚴重超標，燃料不完全燃燒損失增大，爐渣中有明顯的大炭粒。

襯板的凸棱全部磨損后，導致襯板固定螺栓脫落，發(fā)生頻繁漏粉，嚴重污染磨煤機軸瓦潤滑油和大小齒輪潤滑油。

2.2 分離器

分離器為雷蒙式徑向結構分離器，運行過程中，原煤中混有的秸稈、布條、膠皮、鐵絲、編織袋等雜物經(jīng)過排列緊密的分離器折向擋板時纏繞在擋板葉片上，造成分離器回粉管道頻繁堵塞，影響分離器里錐體內(nèi)的分離效果，將部分已經(jīng)分離出來的粗顆粒又吹到粗粉分離器出口，導致煤粉細度變大。

每臺分離器的調(diào)節(jié)擋板設計為30個，每個擋板需要單獨調(diào)整。機組高負荷運行時，磨煤機出力增加，擋板需要及時調(diào)大;機組低負荷運行時，為保證煤粉細度、煤粉均勻性指數(shù)，需將擋板調(diào)小。運行人員工作強度大，而擋板實際開度也很難調(diào)整一致，造成煤粉細度、均勻性指數(shù)差。

2.3 分離器回粉管道、鎖氣器

分離器的鎖氣器門板(橡膠)硬化脫落，使未經(jīng)分離器分選的煤粉直接進入分離器，而分離出的粗煤粉回不到磨煤機繼續(xù)研磨，造成分離失效，增加了煤粉中粗大顆粒的比例，使得燃燒效率下降，爐渣內(nèi)有明顯的大炭粒。

鎖氣器嚴密性差，氣流直接通過門板下部的空間進入內(nèi)錐體形成亂流，造成分離性能不佳，煤粉均勻性變差。

分離器回粉管道設計為方形管道，下部接觸面積大，分離出的粗粉回粉不暢，存在積粉、堵塞現(xiàn)象。

2.4 大小齒輪噴射油裝置

機組投運后，大小齒輪噴射油裝置的空氣壓縮機頻繁故障、噴射油嘴頻繁堵塞、齒輪油泵頻繁故障，且沒有設計報警裝置，全靠人工檢查，維護工作量非常大。因噴射油裝置頻繁故障，為保證機組負荷，只有靠檢修維護人員定期澆油來保證大小齒輪的潤滑，潤滑油霧化不良，存在用油量大、效果不佳的問題，造成齒面溫度偏高，存在大小齒輪磨損嚴重及打齒的重大安全隱患。

2.5 落煤管道

給煤機落煤管道沒有進行防磨處理，落煤管道已出現(xiàn)大面積磨穿現(xiàn)象，造成磨煤機頻繁停運消缺，嚴重影響機組負荷。

2.6 絞籠裝置

絞籠裝置的螺旋葉片和鏈環(huán)磨損嚴重，螺旋葉片頻繁磨斷，有時原煤內(nèi)進異物造成絞籠棒受力過大出現(xiàn)斷裂，導致磨煤機頻繁停運消缺，嚴重影響機組負荷。

2.7 大齒輪罩密封風機

大齒輪罩密封風機安裝在磨煤機消音罩頂部，工作環(huán)境惡劣，積粉、積灰多，環(huán)境溫度高，電機損壞頻繁;消音罩頂部沒有圍欄，清理空氣濾網(wǎng)和檢修時存在重大安全隱患。

2.8 熱風安全關斷擋板門

熱風安全關斷擋板門滑道內(nèi)積灰過多，導致關斷擋板門經(jīng)?？ㄈ?，開關不到位;一次熱風道法蘭連接處、膨脹節(jié)連接處漏風嚴重。

3 優(yōu)化改造方案

針對蒲城發(fā)電公司三期磨煤機設備現(xiàn)狀和存在的問題，經(jīng)過問題查找、原因分析和技術論證后，主要從以下幾個方面進行優(yōu)化改造。

3.1 襯板優(yōu)化改造

將原來的T形襯板改造為雙波形襯板，由原來的32道波形增加到64道波形，增加磨煤機襯板的掛球能力，從而提高磨煤機研磨能力;襯板的固定螺栓設計在波峰中間下部，減少襯板固定螺栓的磨損，防止后期漏粉;將襯板的材質(zhì)KMTBCr12提高為KMTBCr26，延長襯板的使用壽命。

3.2 分離器優(yōu)化改造

在分離器上部加裝驅動裝置，用關節(jié)連桿將擋板連接到一起，保證擋板開度的一致性，方便運行調(diào)整;將分離器調(diào)節(jié)擋板加長、加寬，增強分離效果，提高氣流的離心分離效果，提高煤粉細度;在分離器內(nèi)部的下端加裝一次風分離導流擋板，改善結構和氣流形態(tài)，形成一級撞擊分離，提高重力分離的效果，并增加分離路徑，提高煤粉細度;在分離器內(nèi)錐體下部加裝防磨護套，防止內(nèi)錐體磨穿;在分離器擋板處加裝狼牙棒，提前收集布條、膠皮、鐵絲、編織袋等較大的雜物，延長擋板堵塞周期;減少固定分離器內(nèi)錐體的固定圓鋼，在擋板門軸處進行加固，增加擋板的通流面積，保證分離效果。

3.3 分離器回粉管道優(yōu)化改造

將方形回粉管道改造為圓形管，減少流通阻力，增強管道流通能力;將回粉管道下部延長，讓分離出的粗粉和原煤充分混合進入磨煤機內(nèi)進行二次研磨;將回粉管的鎖氣器改造為重錘式，保證回粉管道的嚴密性;在回粉管道加裝檢修孔，方便清理并縮短清理時間;在分離器下部回粉管道的上部加裝格欄柵，將大的雜物擋住，防止進入回粉管內(nèi)堵塞鎖氣器。

3.4 鋼球材質(zhì)、配比優(yōu)化

將目前使用的中鉻鋼球改為高鉻鋼球，提高鋼球的耐磨性，提高磨煤機的研磨性能;優(yōu)化鋼球配比，以適應低熱值、可磨性差的煤種。

3.5 磨煤機一次熱風道系統(tǒng)優(yōu)化改造

對磨煤機熱風調(diào)節(jié)門、安全關斷門、絞龍裝置的軸封盤根密封進行技術改造，將盤根密封室改為迷宮式密封，內(nèi)部安裝耐高溫材料并用彈簧自動補償密封，密封磨損后實現(xiàn)自動收緊，消除熱風調(diào)節(jié)門、安全關斷門、絞龍裝置軸封漏風、漏灰現(xiàn)象;對一次熱風系統(tǒng)的法蘭結合面和膨脹節(jié)的連接處法蘭進行滿焊，對不使用的人孔門進行滿焊，減少密封點。

3.6 大齒輪噴射油裝置優(yōu)化改造

利用現(xiàn)場儀用壓縮空氣作為氣源動能，采用不銹鋼管進行連接，系統(tǒng)安裝1個總手動閘板門，每臺磨煤機安裝1個閘閥和1個儲氣罐給大齒輪噴射油裝置供氣，取消噴射油裝置的空氣壓縮機;將大齒輪噴嘴改為自動清洗型，消除頻繁堵塞的缺陷;將齒輪泵改為氣動泵，提高其安全性、可靠性。

3.7 大齒輪罩密封風機優(yōu)化改造

將現(xiàn)有磨煤機的大齒輪罩密封風母管和冷一次風母管連通，用冷一次風直接給磨煤機大齒輪罩內(nèi)提供密封風源，取消磨煤機大齒輪罩密封風機;連接冷一次風母管和密封風母管的管道采用無縫管，在中間加裝一道隔離門和空氣濾網(wǎng)，方便隨時隔離清理濾網(wǎng)，還可調(diào)節(jié)大齒輪罩的密封風量。

3.8 分離器人孔門改造

對分離器人孔門進行改造，實現(xiàn)快速清理。人孔門門框面板上部密封面中間開槽，內(nèi)部鑲嵌盤根，保證其嚴密性;人孔門設計不使用螺栓，用手輪、壓杠、螺桿、螺桿套實現(xiàn)快捷打開和封閉。

4 結束語

磨煤機性能優(yōu)化后，磨煤機的安全性、可靠性顯著改善，出力提高了20%左右，分離器煤粉細度R90由改造前的30%降至20%，煤粉均勻性指數(shù)也得到提高，穩(wěn)定了鍋爐的燃燒，減少了飛灰對鍋爐后續(xù)系統(tǒng)的磨損沖刷。2011年10月到2012年10月的運行和試驗結果顯示，鍋爐大渣質(zhì)量分數(shù)由改造前的17%降至5%～7%，飛灰可燃物質(zhì)量分數(shù)由改造前的6%降至3%左右，經(jīng)濟效益明顯提高。

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