中速辊式磨煤机磨辊卡涩问题分析

张建彪，冯军涛，于沛东，姚学会，石宝云，丁建兵

(宁夏京能宁东发电有限责任公司，宁夏 银川 750400)

随着经济的快速发展，我国对电力的需求越来越多。在我国发电企业中，火电机组仍然居于主导地位。在火电机组中，磨煤机作为制粉系统的关键设备受到了极大重视［1］。中速辊式磨煤机以其投资少、操作简单、电耗低、结构紧凑等优点在火力发电企业中得到了广泛应用。

1 磨煤机主要技术参数

宁夏京能宁东发电有限责任公司 (以下简称宁东公司)一期为2台660 MW火电机组，锅炉为超临界参数变压运行、螺旋管圈加垂直管直流炉，中速磨煤机配正压直吹制粉系统。磨煤机为北京电力设备总厂生产的ZGM113G－Ⅱ型中速磨煤机，每台炉配6台，其中5台运行、1台备用。磨煤机主要技术参数如表1所示。

2 工作原理

中速辊式磨煤机主要结构包括本体部分、连接装置、传动部分、润滑油系统及液压油系统。原煤从磨煤机的中间落煤管落到锥形盖板上，顺时针旋转的磨盘借助于离心力将煤运动至碾磨滚道内，3个可自转的磨辊逆时针转动对原煤进行碾磨。经过碾磨的原煤从磨盘切向甩出，一次风通过喷嘴环均匀进入磨室，将甩出的煤粉混合物烘干并输送至上部的分离器中进行分离，粗粉被分离出来返回磨室内继续碾磨，而合格的细粉被一次风送入炉膛燃烧［2－3］。

3个磨辊固定在压架的铰轴座上，都是沿圆周方向均匀分布于磨盘滚道上，并以15°向磨盘中心倾斜，碾磨力由液压加载系统产生，通过拉杆、压架、磨辊、磨盘、传动盘、减速机传至底板上，如图1所示。磨煤机运行时磨辊辊套单侧碾磨原煤，运行一段时间后，工作面会有一定程度的磨损，检修时可把磨辊翻转，将另一侧作为工作面使用，以充分利用耐磨材料。当两侧都磨损后，要全部更换。更换下来的辊套可重新堆焊，组装完成后又可重新利用。所以中速辊式磨煤机维修成本较低，受到了越来越广泛的应用［4］。

表1 磨煤机主要技术参数

图1 磨煤机加载传递系统

3 中速辊式磨煤机运行现状

3.1 现状分析

中速辊式磨煤机虽然有很多优点，但也有其自身缺点，主要包括磨辊辊套磨损、磨辊卡涩、加载系统故障、密封件易损坏等。宁东公司每台炉配6台磨煤机，正常运行采用“五用一备”模式，并计划性地对设备进行定期切换。但是由于中速辊式磨煤机本身缺陷及其它原因，必要时需进行非计划性停磨或倒磨。对宁东公司过去3个月磨煤机非计划性停磨次数统计结果如表2所示。

表2 磨煤机非停次数统计表

由表2可知，由于磨辊卡涩原因导致磨煤机非停次数占了44.5%，即磨辊卡涩对磨煤机的影响非常严重，是造成磨煤机非停的主要原因。

3.2 磨辊卡涩过程

正常运行时，原煤中的石头、铁块等异物和原煤一起从落煤管进入磨室，受到离心力作用移动到边缘，然后经喷嘴环落到一次风室，与传动盘连接的刮板将铁块等杂物刮进排渣箱排走。同时有一部分铁块，在进入磨室过程中受到内部风场的影响，很可能进入磨辊与辊架空隙中，导致磨辊无法转动，即造成磨辊卡涩［5－6］，如图2所示。

图2 磨煤机易卡涩部位示意图

宁东公司1号炉1号、3号、5号磨煤机，2号炉2号、4号磨煤机都发生过磨辊卡涩导致停磨事故，现以13号磨煤机为例。2012年10月28日，由于13号磨煤机振动大，无法继续运行，停磨后对其内部进行检查，发现一块外形尺寸为50 mm×50 mm×16 mm的铁件卡在磨辊与辊架缝隙之间，磨辊无法转动，如图3所示。相应人员用火焊对其进行切割，铁块除去后磨煤机恢复备用。

图3 卡在磨辊内部的铁件

3.3 磨辊卡涩原因分析

由于部分电厂煤质较湿，在转运、磨碎过程中不断结块，容易将铁块包裹在内，如图4所示。虽然除铁器的除铁效率一般为95%，但在工作过程中经常吸出一部分粘煤，致使除铁器效率明显降低。还有一部分铁件在煤团的下部，也很难被吸出。由于磨辊与磨辊架之间有间隙，除铁器无法除去的铁块进入磨室时易卡在间隙内，使磨辊无法转动，导致磨辊卡涩。

图4 结成块的原煤

3.4 磨辊卡涩危害

磨煤机磨辊卡涩后，磨辊无法转动，导致磨煤机振动大、出力降低。由于辊套采用高铬铸铁制作，这种材料易脆裂、热裂。磨辊卡涩后，磨煤机继续运行时辊套可能断裂，必须及时停止运行，此时机组负荷将受到影响。另外磨煤机非停次数增多，增加了额外启停磨煤机的费用，降低了设备运行的可靠性。

4 解决方法

a． 改善原煤质量。较湿的煤泥会导致除铁器除铁效率降低，同时有可能堵塞落煤筒、碎煤机、滚轴筛等主要供煤设备，导致供煤中断，应将较湿的煤泥进行晾晒后再利用。

b． 对除铁器进行改造。针对原煤中存在铁块等异物的问题，可以在原煤输送区段选取合理位置加装强磁除铁器，提高除铁效果，可在一定程度上减少进入磨煤机的铁块。

c． 由于磨辊卡涩的主要原因是铁块卡在磨辊与辊架之间，可在该区域上部安装挡板，阻止异物进入。

根据宁东公司实际情况，改善煤质与改造除铁器都无法从根本上解决磨辊卡涩问题，所以应从磨煤机内部着手。通过对磨煤机实际考察及试验，决定在磨辊上部位置焊上一块钢板，该挡板上边缘焊在磨煤机压架上，两侧点焊在铰轴座上，下部依照磨辊的弧度形状制作。挡板上留有若干个直径20 mm的小孔，可保证一次风通过，减小对磨室内流场的影响，安装效果如图5所示。

图5 挡板安装效果图

宁东公司在2012年大修期间对1号炉3号磨煤机的3个磨辊都安装了防卡涩挡板，运行几个月来未出现过由于磨辊卡涩导致磨煤机非停的情况，其效果非常明显。该公司决定在2013年逐渐将其它11台磨煤机都安装上防卡涩挡板，以解决磨煤机磨辊卡涩问题。

5 结束语

磨辊卡涩是影响中速辊式磨煤机安全运行的主要问题，通过在宁东公司现场试验和研究，在磨辊上部安装防卡涩挡板，可以有效避免铁块等异物进入磨辊与辊架之间，从根本上解决了磨辊卡涩问题，保证了磨煤机安全、稳定运行。

［1］ 杜新达，王彦涛，谢 菲．ZGM123G中速辊式磨煤机磨辊的维护 ［J］．中国石油和化工标准与质量，2011，12(10):45－47．

［2］ 黄增田．姚电公司3号、4号炉磨煤机运行稳定性研讨［J］．东北电力技术，2007，28(1):45－50．

［3］ 石金兴，王 泓，龙 辉．中速磨煤机的国产化及发展趋势分析［J］．水利电力机械，2003，25(2):5－7．

［4］ 李国新，季广辉，王 颖．ZGM113N型磨煤机增加出力改造及应用［J］．中国电力教育，2011，10(9):116－120．

［5］ 苏振东，陈 鹏，张守恒．MBC－260磨煤机振动原因分析［J］．东北电力技术，2006，27(4):54－58．

［6］ 宋 宏，张龙新，王晋一．中速磨煤机液压加载系统改造与性能优化［J］．东北电力技术，2009，30(6):53－55．