600 MW机组HP1003型中速磨煤机性能优化

方 伟

（华润电力镇江发电有限公司，江苏镇江212001）

1 问题概述

华润电力镇江发电有限公司三期600 MW机组配有6台HP1003型中速磨煤机，使用设计煤种时5用1备，使用校核煤种时6台全部投用；每台磨机上有四根一次风管将合格的煤粉送至炉膛四角，A、B、C、D、E、F磨上引出的一次风管分别对应炉膛的A、B、C、D、E、F层。其工作原理为：电动机驱动减速箱，减速箱直接与磨碗连接，减速箱由行星齿轮组成，具有适当的减速比，使磨碗达到要求的转速。侧机体内装有衬板，在磨碗四周形成进风口，并起支承分离器体作用，用于干燥输送煤粉的热空气通过进风口引入并沿磨碗周围向上。磨碗被减速箱带动，原煤在磨碗上碾磨成粉。叶轮装置安装在磨碗外周上，它能使通过磨碗外径与分离器体之间环隙的热空气均匀分布，从而控制磨煤机辗磨区域的风粉混合物。三只单独的弹簧或液压加载的磨辊装置悬挂在分离器体内，位于磨碗的上方，当原煤充满磨辊与磨碗之间隙时，磨辊能自由转动。分离器体、导向衬板、装有折向装置和内锥体的分离器顶盖和分离器，这些部件容纳煤粉，并引导风粉向上，流经折向装置将较粗的煤粉从气流中分离出来，并回落到磨碗进一步辗磨。出口文丘里和多孔出口装置，这些部件把煤粉和气流分成均匀的四股。磨煤机排出阀装置装在多孔出口装置的顶部，排出阀装置由四个阀组成，在磨煤机停用后有存煤时把磨煤机和运行锅炉隔离开来。在投用一段时间以后，磨煤机石子煤排量越来越多，最多时能达到一台磨一天12 000 kg，磨煤机出力最低降到48 t/h，从而影响了机组的正常运行。为减少石子煤排量，提高磨煤机出力，对磨煤机内部各配件进行了检查、测量、分析、计算、改造，成功解决了上述问题，确保了公司600 MW机组的安全、经济运行。

2 磨煤机的性能优化

公司三期600 MW机组HP1003型中速磨煤机在使用过程中出现了石子煤排放量大、出力降低的问题，现场实测石子煤排放量最大的一台磨达到12 000 kg/天，出力最低的一台磨为48 t/h。对于这两个问题，在实际工作中逐一进行了突破。

2.1 石子煤排放量大的问题分析与优化

首先，针对石子煤排放量大的问题，经过对磨煤机内部的检查和分析，认为主要原因有以下四个方面：

2.1.1 流经风环的一次风速和风压较小

石子煤通过风环自上而下落至石子煤室，而一次风通过风环由下而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，把大量密度较小的细煤吹起，通过分离器分离后进入煤粉管，风速和风压较小将直接影响石子煤排量。

改进措施：采用新型叶轮装置提高风环处的一次风速和风压。原配的叶轮装置是依靠节流环调节通流面积来控制一次风的，而此时对风压和风速的提高并不是很明显，并且在长期的使用过程中节流环容易脱落，影响设备安全运行；新型叶轮装置采用翼型叶片控制一次风环开孔面积，降低一次风的紊流，叶片间距与舌片采用最小压降设计，可以明显提高流经风环的一次风速和风压，如图1所示。

图1 新型叶轮装置

2.1.2 磨煤机内部的调节板间隙偏大

磨煤机内部的调节板间隙偏大，现场实际测量数据为30 mm，这会使磨煤机内部的旁路漏风增大，同时减小风环处的风速和风压，并且还会使得进入磨煤机内的一次风紊流加大。

改进措施：减小调节板间隙，将原来调节板的间隙减小到12 mm。

2.1.3 磨辊加载间隙偏大

经过现场测量，磨辊的加载间隙为2.0 mm，在此间隙下部分原煤不易被磨碎，从而落入刮板室，加大了石子煤排量。

改进措施：减小磨辊加载间隙，将原来的2.0 mm减小到1.5 mm。

2.1.4 磨辊与磨碗间隙偏大

经过现场测量，磨辊与磨碗之间的间隙为10 mm，在此间隙下部分原煤不易被磨碎，从而落入刮板室，加大了石子煤排量。

改进措施：减小磨辊与磨碗之间的间隙，将原来的10 mm间隙减小到8 mm。

通过上述技术手段，三期磨煤机石子煤排量明显降低，改进后的石子煤排量已从每天最多12 000 kg降到了400 kg。

2.2 磨煤机出力降低的问题分析与优化

针对磨煤机出力降低的问题，从#5炉磨煤机B入手（因这台磨煤机长期存在出力不足现象，且出力在几台磨中偏低），对机体内部进行了检查和分析，认为主要原因有以下几种：

2.2.1 叶轮叶片磨损严重

新型叶轮装置安装以后，风速得到提高的同时，叶片磨损也会加重，甚至出现磨穿现象。用光谱仪对叶片材质进行了检验，发现叶片采用的是普通Q235钢材，此材质并不具备耐磨特性。

改进措施：为了使叶片更加耐磨，在每片叶片背部加装一块厚度为12 mm、材质为16Mn的钢板，此时一次风将从加装的钢板上通过，从而使叶片得到保护，避免叶片磨穿现象的发生。

2.2.2 叶轮风环通流面积偏小

新型叶轮装置通过减小风环的通流面积，得到了比较大的一次风压，但根据一次风量的计算公式：

式中，Q为风量；V为风速；F为截面积。

可知一次风量也会随之下降，从而导致磨煤机出力降低。

改进措施：为了提高一次风量，通过反复的计算和试验，最终将每个风环口的通流面积由原来的0.027 3 m2增加到现在的0.039 9 m2，在确保石子煤正常排放量所需风压的前提下，提高了风环的一次风量。

2.2.3 文丘里隔板磨损严重

文丘里隔板在长期使用中已被高速的风粉混合物磨穿，此时煤粉的分配会变得不均匀，进而使得磨煤机出力降低。

改进措施：对磨穿的文丘里隔板用耐磨材料进行修复，使得煤粉的分配变得更加均匀。

2.2.4 内锥体磨损严重

经过内锥体内部检查，发现有几处磨穿现象，这不仅会影响煤粉的分离效果，而且会使磨煤机内部出现紊流，影响磨煤机出力。

改进措施：修复已磨穿的内锥体，并修复已损坏的陶瓷片。

2.2.5 劣质煤种对磨煤机出力产生影响

目前燃料市场煤质差异变化大，有时需要进行不同煤种的掺烧，从而远远偏离了设计煤种的要求，此时煤中的全水分会增大，使磨煤机出口温度逐渐降低，从而导致磨煤机出力也逐渐降低。

改进措施：根据实际负荷情况，合理掺烧煤种，尽量采用与设计煤种较接近的煤种，如市场煤或神混煤。

通过上述改进措施，#5炉磨煤机B的出力明显提高，由原先的48 t/h提高到了59 t/h（采用的同样是神混煤种，折向挡板开度为5，进口风压为6.5 kPa，出口风温为78℃）。

3 结语

上述改进措施现已在三期所有12台磨煤机中进行推广实施，并取得了良好的效果。随着磨煤机使用年限的增加，其内部各部件将出现不同程度的磨损，对于这些磨损需要及时进行修复，并采取改进措施，以提高各部件的耐磨性能。同时，随着煤种以及运行工况的变化，各部件之间的配合间隙也会发生变化，需要根据现场实际状况以及相关标准进行调整。新型叶轮装置并不是对所有单位的磨煤机都通用，有些单位需要根据各自现场的实际工况做出改进，从而满足生产需要。只有这样，才能提高磨煤机的工作性能，并使其达到最佳工作状态。

[1]叶江明.电厂锅炉原理及设备[M].3版.北京：中国电力出版社，2010.

[2]华东六省一市电机工程（电力）学会.锅炉设备及其系统[M].2版.北京：中国电力出版社，2006.