大容量燃煤锅炉中速磨煤机炭精环损坏分析及措施

刘冬明（天津大唐国际盘山发电有限责任公司，　天津`301900）

大容量燃煤锅炉中速磨煤机炭精环损坏分析及措施

刘冬明
（天津大唐国际盘山发电有限责任公司，天津`301900）

分析某发电公司一起中速辊式磨煤机炭精环损坏异常原因，制定了针对性较强的防范措施，有效避免同类型异常的发生。

磨煤机；石子煤；炭精环；配煤；运行管理

发电企业中，制粉系统属于十分庞大且重要的辅机设备，因此制粉系统的可靠备用对整个锅炉系统甚至整个机组运行安全有重要影响。对于目前普遍采用直吹式制粉系统的大容量调峰机组而言，制粉系统能否可靠备用将直接影响机组的调峰能力和安全经济运行。以下对某发电公司MPS中速辊式磨煤机炭精环损坏的异常进行分析。

一、主设备简介

某发电公司600MW机组的锅炉主设备选用哈尔滨锅炉厂的国产设备，为亚临界压力、一次中间再热、固态排渣、单炉膛、Π型布置、全钢构架悬吊结构、半露天布置、控制循环汽包炉，型号为HG-2023/17.6-YM4。每台锅炉配有6套制粉系统，BMCR（锅炉连续满负荷）工况5套运行1套备用。制粉系统设计为正压直吹式，其中磨煤机选用的是北京电力设备总厂生产的ZGM—123型MPS（中速辊式）磨煤机。磨煤机主要参数见表1。

表1　MPS中速辊式磨主要参数

二、MPS中速辊式磨煤机介绍

MPS型中速磨煤机磨煤机属于外加力型辊盘式磨煤机。电动机通过主减速机驱动磨盘旋转，磨盘的转动带动3个磨辊（120°均布）自转。原煤通过进煤管落入磨盘，在离心力的作用下沿径向向磨盘周边运动，均匀进入磨盘辊道，在磨辊与磨盘瓦之间进行碾磨，磨煤机主要结构和制粉流程如图1所示。整个碾磨系统封闭在中架体内。碾磨压力通过磨辊上部的加载架及3个拉杆传至磨煤机基础，磨煤机壳体不承受碾磨力。碾磨压力由液压系统提供，可根据煤种进行调整。碾磨压力及碾磨件的自重全部作用于减速机上，由减速机传至基础。3个磨辊均分布于磨盘辊道上，并铰固在加载架上。加载架与磨辊支架通过滚柱可沿径向作倾斜12～15°摆动，以适应物料层厚度的变化及磨辊与磨盘瓦磨损时所带来的角度变化。

磨煤机用于正压和微正压系统的下架体密封环按炭精石墨环结构设计，炭精石墨环设计的结构原理如下：炭精密封环安装在磨煤机下架体密封壳体的环形槽中，功能是将磨煤机内部带有动压的含煤粉尘热风与外界大气隔绝。炭精密封环的内圆柱面与磨煤机磨盘座的圆柱密封面紧密接触。整体下架体密封环有上密封环和下密封环，上密封环为缝隙式密封环，下密封环为炭精密封环，上下密封环之间充满密封风，上密封环的缝隙使密封风外溢到磨煤机内，下密封环与磨盘座之间保证气密性。下密封环为两圈，每圈分为若干段。磨煤机运行时密封环静止，磨盘座转动。密封环磨损后，由弹簧箍紧密封环以补偿磨损量。

三、异常发生过程

某年9月16日13∶40，机组负荷580MW，6台磨运行，总煤量280t/h，A、F磨为低硫煤，煤量58t/h，B、C、D、E磨为高硫煤，石子煤量大，水力冲洗系统无法将石子煤冲走，需要人工掏石子。其中D磨石子煤情况严重：煤量42t/h时电流最高67A，降煤量至35t/h左右，磨电流61A左右，煤量电流曲线如图2所示。

此时D磨掏出的石子煤为灰白色的小颗粒状。

停D磨人工彻底清理石子煤，15∶23人工清理完毕启D磨运行，石子煤量仍较大，持续人工清理。20∶03停运D磨通知检修检查，16日4号炉全天石子煤量98t，D磨居多。

9月17日17∶29，联系检修试运D磨（D磨检修票已押回），就地发现磨盘甩煤渣严重，DCS画面上D磨一次风与密封风差压为0（密封风压力只有10kPa），检修确认炭精环损坏，停D磨。

四、炭精环损坏的原因分析

1.直接原因

近期来煤中含石块较多的劣质煤较多，按规定该劣质煤和高硫煤一起存放。磨煤机研磨劣质高硫煤运行期间，石子煤排放量大，水力冲洗无法清除系统中石子煤，必须关闭磨煤机排渣门进行人工清理。人工清理期间，在关闭液压排渣门后，磨内持续排出的大量石子煤全部积聚在磨盘内，随着人工清理的台次数增多，人工清理速度延缓，加大了磨煤机内石子煤的存量，对磨煤机炭精环造成严重的磨损。

图1　中速辊式磨煤机主要结构及制粉流程图

图2　D磨煤机煤量电流曲线

2.设备原因

（1）D磨运行时间均已达到7000h以上，接近大修周期。

（2）由于来煤煤质变差，可磨系数减小，磨煤机研磨部件磨损快速加剧，9月12日、10月21日检查相继发现3台磨煤机磨辊均接近磨透；磨损严重的磨煤机石子煤量将进一步增大。

（3）磨煤机水力冲石子煤系统设计参数、容量无法满足目前石子煤排放量大的工作要求。

（4）石子煤排渣箱容积过小且下半部分位于地面及人孔门以下，严重影响人工清理石子煤的速度。

3.管理原因

（1）近期含煤矸石、石块较多的劣质煤入厂量增加且集中到厂，这是磨煤机石子煤排放量大幅增加的根本原因。

（2）劣质煤按高硫煤对待，发电部按硫分配煤方案有时造成磨损严重的磨煤机上高硫煤，加剧石子煤排放量。

（3）运行值长、机组长对人工掏石子煤工作的安排、人员调度、工作监督存在不到位情况。

（4）运行值长没有正确处理好抢发电量和设备安全的关系，没有及时停运石子煤堵煤严重的磨煤机，造成炭精环损坏。

（5）发电部专业管理、同信公司对石子煤量大幅增加引发设备损坏的后果重视不够。

（6）为避免压车，新入厂煤种或劣质煤直接入炉，造成石子煤排放情况失控。

（7）同信公司人工掏石子煤人员配置无法满足多台磨石子煤量排放大的工况要求，人工掏石子煤期间导致排渣门关闭时间较长。

（8）检修单位对磨煤机磨损情况和大修周期关系调整不及时，出现磨辊磨透现象，磨辊严重磨损，导致石子煤排放量进一步增加。

五、问题及措施

1.问题

（1）来煤质量严重下降，劣质煤中三块含量增加。

（2）发电部运行管理及同信公司石子煤管理不到位。

（3）运行人员对可能出现的设备损坏异常重视不够。

（4）设备检修管理、定期检查、劣化分析不到位。

2.措施

（1）燃料部要调整来煤的煤种，高低硫煤均匀搭配来车。杜绝集中来低硫或高硫煤，降低煤场倒烧难度。

（2）发电部加强入炉煤掺配管理。不能仅从硫分角度考虑掺配煤种和比例，必须考虑含石块较多的劣质煤对磨煤机的影响。如果入炉高硫煤中包含劣质煤，入炉煤掺烧方式必须进行调整，每台炉只配一台磨烧高硫煤。

（3）调配人力保证及时清理石子煤。班长根据上一班上煤情况，如上的是煤矸石较多的煤种，按上煤结束时间6～8h后准备人力清理石子煤。

（4）降低石子煤排渣箱高料位报警值，缩短水冲洗间隔，充分利用水力冲石子煤系统，减少人工清理次数。

（5）运行中磨煤机石子煤量增大时，应及时采取减煤加风措施，严密监视磨煤机电流、密封风一次风差压等参数，加强就地检查，发现异常及时汇报值长。

（6）因人工清理掏磨需要关闭排渣门严禁超过1h。超过规定时间或高料位频繁报警时按照下述原则处理，防止磨炭精环磨坏：①有备用磨煤机时，进行磨煤机倒换，不能影响负荷；②无备用磨煤机时，请示领导降负荷停运磨煤机；③多台磨煤机石子煤量大时，据上述原则按照严重程度依次倒换或停运，有可能影响到燃烧稳定甚至灭火时，必须再次请示领导。

（7）对主力磨石子煤排放系统改造，缩短人工清理时间。

改造方法：①排渣管及排渣箱进行扩容，抬高排渣箱底部高度；②石子煤排渣箱改为移动抽屉式，配备备用石子煤斗。石子煤排渣箱内装一个可以移动的煤斗。石子煤斗发料位后，关闭液压排渣门，打开固定在移动箱子上方的喷林水进行降尘降温，然后打开人孔门，把装满石子煤斗拉出来，同时把准备好的备用煤斗推进就位后，关闭人孔门，打开液压排渣门，减少石子煤在磨盘内停留时间。

（8）检修部门调整并缩短磨煤机检修周期，对主力磨磨损情况进行定期检查，将设备实际健康状况、检修情况与发电部交流沟通，便于及时调整运行方式。

［1］邢希东.ZGM-123型中速直吹式磨煤机进水事故分析和预防［J］.中国电力，2008，（05）∶23-27.

［2］邢希东.直吹式制粉系统给煤机自燃原因分析及措施［J］.中国电力，2012，（05）：73-76.

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