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1000mw机组中速磨煤机风环改造分析

作者:利发88 来源:本站原创 日期:2020-03-08 19:20 点击: 

  2015年2月机械设计与制造 Machinery Design M肌ufacture129 1000MW机组中速磨煤机风环改造分析 (1.扬州电力设备修造厂,江苏扬州225003;2.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,辽宁沈阳110016)摘要:针对电厂长期存在的石子煤排量大、风环堵塞、出力不够等问题,对磨煤机进行改造。通过对磨煤机风环进行优化 设计,合理分配喉口数量、优化叶片流线外形、保证合理的通流面积。将喷嘴的下部向外倾斜一定角度,设计成“喇叭”状,实 现拆分一次风为两部分的目的,形成一次风通过喷嘴向上吹扫和侧向吹扫的状态。改变风环的材质,采用耐磨I生高的高铬白 口铸铁,降低风环的磨损量。设置了可调节的挡板装置,用于补偿磨煤机的后期磨损。提高了磨煤机出力,增加了磨煤枳藤磨 能力,减轻中速磨煤机易磨损部件的磨损,延长其使用寿命。满足锅炉大比例掺烧褐煤的需要。降低了发电成本。 关键词:中速磨煤机;风环;磨煤机出力;褐煤掺烧 中图分类号:THl6;TK223.2 文献标识码:A 文章编号:lool一3997(2015)02-0129—03 NOzzle Ring TranSfOrmation0fMedium Speed COaIMiin1000MW Generating Unit GONGJiu—zhoul,UTa02,GUO Qin91,WUYun—gu01 (1.Y锄gzllou ElectricPowef Equipment M锄ufactur;e Factor)r,Ji肌gsuYangzhou 225003,China;2.StateKeyhborator)r Robotics,Sheny姐gIIlstituteofAutomation,Chinese Academy Sciences,【jaoningSheny明g110016,China) AkitI蚀ct:ho,如r幻sD如etkpr06如mss眦^6瞎res谢粥,,lo材如咖6k矗q萨,p幽er五erc叩i秒sJ幻nq萨nr以soo几,如埘砸 pr叩nsed幻l垆gr8如t7圮眦=拓咖矿,ne击um点Peedco以m啦77如几,柚er矿tJk,lD拓ze^ng加d厶疵6£‘抛drensD,渤哆,凹以£Jk 把射l‘re矿村k,磁z如,1嚼踟s础ered,Km,IBCr20伽s凇edd舭n6幻n‰s乱幡rede正豫eo西凇£n6如如印er出口面e啪sse£幻co啊,e瑚atet^陀a6,幻n矿tkcD以m泷7‰p幽e吨erc叩c蚵叫打印,伽ed,fkg一以i增曲以渺伽i,lcre珊ed,£k 埘e疵增c叩nc衄似rededd tkse阳幻e cosf缸^rec矗e正KeyWor凼:Mem岫Spe甜M如;Nt啦她砒雌;MmCapadty;Li驴Mi枷B啪 1引言 江苏某发电公司21000MW超超临界燃煤机组,采用了一 次风正压直吹式制粉系统,磨煤机是某重型机械集团有限责任公 司生产的MPS280中速辊式磨煤机,使用设计煤种标准出力为 75t/Il(R90=20%,HGI-50),每台炉配备六台磨煤机,当燃烧设计 煤种时,五台运行,一台备用。其中,神华煤为i殳计煤种,同忻煤及 兖州煤为校核煤种【l】,设计煤种和校核煤种的煤质,如表l所示。 2磨煤机构造及工作原理 MPs280型磨煤机是中速辊式磨煤机,其主要由减速箱、简 体、磨辊、磨盘、液压加载装置、分离器等部分构成刚。磨煤机的碾 磨部分是由转动的磨盘和沿磨盘滚动同时自转的三个磨辊组成, 这三个磨辊是圆周方向均布在磨盘的滚道E,磨煤机通过液压加 载装置产生碾磨力。煤经过中央落煤管落至转动的磨盘,由于磨 盘的旋转,煤受到离心力的作用,同时被甩到磨盘的碾磨槽里,被 磨辊碾磨。在煤被碾磨的过程中也进行着煤的烘干工作,来自管 道的一次风经过风环进入磨盘的四周,把经过碾磨并受到离心力 作用甩至四周的煤粉混合物进行烘干,并吹送到磨煤机顶部的分 离器。进行粗细粉分离。其中,粗粉受重力作用落至磨盘被再次碾 磨,而细粉跟随一次风离开分离器。重物如铁块、石子煤等则克服 人工定时处理鲫。3磨煤机风环改造 3.1运行中存在的问题 电厂21000Mw机组自从投运,风环磨损总是很严重,风环 的基本寿命只能接近8000h。电厂在实际运营过程中并未使用设 计煤种,煤质较差,导致磨煤机出力不足,不能实现额定出力。而 风环材质是球墨铸铁,其耐磨性不佳,而且风环厚度较厚,一次风 的通流面积小,通风阻力大,机组投运1年时风环上表面的磨损 来稿日期:2014_07—20 基金项目:国家863计划资助项目(2009AA042203) 作者简介:龚九洲,(1967一),男,江苏扬州人,本科,高级工程师,主要研究方向:火电厂锅炉节能研究 万方数据 130 龚九洲等:1000MW机组中速磨煤机风环改造分析 量就已经达到50mm。风环的侧面磨损更为严重,不少部分都出现了磨穿现象,而且导向锥的顶部和导向装置的磨损量也大,时 常还出现石子煤卡在风环缝隙处的现象,进一步加速了风环的磨 损。风环的过量磨损会造成喷口通流面积增大,进而使得一次风 速变低,降低了额定出力风速。同时大量的积粉也会使磨损加剧, 实际风速远小于理论值,多种煤的混烧,加剧了石子煤量变多的 状况,而且石子煤夹粉严重,影响出力,在后期一台磨煤机的出力 仅为60t/ll,而且时常要将磨煤机停止下来,进行消缺工作,严重 影响机组的正常运行。 表1设计和校核煤种的煤质 。rab.1 TheDesignCOalandCheckC0aI 3.2设计方案 为了使电厂的磨煤机能够正常运行,一次风在风环处的风 速应控制在合理设计值范围内,一旦风速过低,一次风携带煤粉 效率不足,会造成磨煤机的出力变低;而如果风速过高,一次风就 会携带大量的细度不合格的煤粉进入锅炉,使得燃烧不充分,而 风速较高,风环口“活跃”状态的风煤共存区将变厚,通风阻力会 变大,导致碾磨区煤层厚度变薄,使磨煤机振动加剧。风速过高也 会加剧风环的磨损,严重制约其使用寿命嗍。 按照电厂的实际情况,首先对其中一台磨煤机风环进行改 造,主要的改造措施是进行风环喉口数量的分配、叶片流线外形 的优化设计,在合理的通流面积情况下,减弱磨煤机的通风阻力。 在风环处设置了可调挡板装置,主要用于补偿磨煤机的后期磨 损。经过优化设计的风环的几何图形,如图l所示。 风环处速度的计算q:假设磨煤机的一次风体积流量为形, 风环喉口的数量为,总喉口面积为A,风环的动静环间隙面积 为A。,风环喉口风速为y,则有: 图1风环的几何图形Fig.1 neGeometry 0fNozzle Ring 磨煤机风环主要是由静环和动环组成,其中静环分成上部 和下部。通过扩大静环的上部,将其向内延伸至风环喉口位置,从 而挡住动环和静环间的垂直间隙。静环上部下表面和动环上表面 间设置有一道水平间隙,此水平间隙与垂直间隙大小相等。当一 次风进入磨煤机时,部分一次风可以经由动环和静环间的间隙形 成向动环吹扫的侧向风,提高动环左侧面的分离速度,还能够减 小石子煤与静环壁面的直接接触,从而提高动环的使用寿命。风 向示意图,如图2所示。通过把磨煤机风环中动环的最外圆连接, 形成一个统一整体,同时把喷嘴的下部向外倾斜一定角度,成为 “喇叭”状,这样能够将一次风拆分成两部分。绝大多数一次风经 过喷嘴的“喇叭”状结构,并通过风环,实现煤粉的干燥和输送功 能,同时会有小部分一次风进入动环与静环间的间隙。改造后的 磨煤机风环图,如图3、图4所示。 图2风向示意图Fi92 TheSchematic Diagram ofWindDirection 图3改造后的风环上部 Fig.3 The Upper PartofModinedNozzleRing 万方数据 No.2 Feb.2015 机械设计与制造 13l 图4改造后的风环下部 Fi947111e I删erPartofModifiedNozzle Ring 风环喷嘴为风煤共存区,一次风与石子煤下落时在风煤共 存区的激烈碰撞会加剧风环的磨损。静环下部磨损小,采用低合 金结构钢,静环上部受到石子煤不停的冲击,磨损量较大,采用耐 磨性高的高铬白口铸铁。在动环的上表面的压板上设置挡圈,可 提高磨煤机碾磨区域的煤层厚度,降低磨煤机的振动,减少石子 煤的排放,从而减小风环喉口的磨损。 3.3改造效果 在神华煤和褐煤按照l:l混合掺烧的情况下,当磨煤机的出 力在额定出力时,比较改造前后风环喷嘴的风速:改造前风速为 65r以,低于设计值,对磨煤机的通风、排渣造成影响;改造后风环 的风速提高到76r矾,减少了石子煤对磨煤机风环的磨损,同时有 利于排渣,增加了磨煤机的出力。 磨煤机经过改造后,进行磨煤机出力试验,试验对象为经过 改造的磨煤机和未经改造的磨煤机。在人口一次风温相近、出口 风温相同的情况下,磨煤机的出口温度控制在75‘C左右,经过改 造的磨煤机与未经改造的磨煤机相比,通风阻力降低了1.07kPa, 这主要是由于风环的通流面积增大引起的通风阻力的降低;磨煤 机最大出力增加了9t,h,排渣大幅度减少,这主要是由于通风阻 力的降低使得跟随一次风进入锅炉的煤粉增多引起的出力增加; 入口一次风量增加11t/Il,这主要是由于风环结构的优化设计使 得一次风进入磨腔的风量增加。改造与未改造的磨煤机的运行参 数对比,如表2所示。 表2改造和未改造的磨煤机的运行参数 Tab.2The OperatiOn ParametersOf OnginaI COaIM川andMOdmedCOaIM 磨煤机经过改造后,由于风环改用耐磨性材料,在连续运行 3000h后静环和动环的壁厚磨损量极小,磨煤机运行良好,改造后 的磨煤机的易磨损件如风环、磨盘等,其磨损情况明显小于未改造 的磨煤机,从而使得检修周期延长,维护费用大量减少,还减少了 磨煤机运行过程中的安全隐患。磨煤机经过改造后,由于风环改 用耐磨性材料,在连续运行3000h后静环和动环的壁厚磨损量极 小,磨煤机运行良好,改造后的磨煤机的易磨损件如风环、磨盘 等,其磨损情况明显小于未改造的磨煤机,从而使得检修周期延 长,维护费用大量减少,还减少了磨煤机运行过程中的安全隐患。 4结论 针对某电厂的磨煤机的风环进行改造,根据电厂的生产需 要,对风环的流线外形及结构进行优化设计,改变了电厂长期存 在石子煤排量大、磨煤机出力低、煤粉渗透严重、磨煤机部分部件 磨损严重、振动等问题。同时满足了锅炉设备大比例掺烧褐煤的 需要,有效的降低了发电成本,延长了磨煤机易磨损部件的使用 寿命,减少维护次数与费用,提高了制粉系统稳定运行水平。实践 证明,此次中速磨煤机风环改造措施是切实可行的,也为同类磨 煤机风环改造提供借鉴。 参考文献 [1]尤未群朋PS280中速磨煤机动静风环改造[J].电站辅机,2011,32(4): 33—35. 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