【文章摘要】

针对黄岛发电公司#5 号锅炉ZGM113G 中速辊式磨煤机实际运行状况的故障进行技术分析，找出影响磨煤机运行可靠性的结构问题， 进行技术设计改造。改造后提高了设备运行寿命，降低了能耗，使磨煤机的运行性能达到设计值，大幅度提升了机组运行的安全性和经济性。

【关键词】

ZGM113G 型磨煤机；喷嘴环；密封； 改造

1 发现的主要问题

黄岛发电有限公司三期 2X670 MW 燃煤发电机组锅炉由上海锅炉厂设计制造，为超临界参数变压运行直流锅炉，采用正压冷一次风直吹式制粉系统，每台锅炉配备6 台北京电力设备总厂生产的ZGM113G 型中速辊式磨煤机，五运一备。

该型号磨煤机的碾磨部分由转动的磨环和3 个沿磨环滚动的固定且可自转的磨辊组成。原煤从磨煤机的中央落煤管落到磨环上，旋转磨环借助于离心力将原煤运动至碾磨滚道上，通过磨辊进行碾磨。原煤的碾磨和干燥同时进行，一次风通过喷嘴环均匀进入磨环周围，将经过碾磨从磨环上切向甩出的煤粉混合物烘干并输送至磨煤机上部的分离器，粗粉被分离出来返回磨环重磨，难以粉碎且一次风吹不起的较重石子煤、铁块等通过喷嘴环落到一次风室, 被刮板刮进排渣箱。黄岛#5 机组自2006 年11 月份投入使用至今，发现存在磨煤机部件使用寿命短，制粉出力明显降低，达不到设计要求，设备及系统漏风、漏粉、漏煤普遍的情况，严重影响了机组安全及经济运行。磨煤机故障统计见表1。

经技术人员对磨煤机解体检查后，分析影响其可靠性的主要结构原因如下：

（1）磨煤机静环上部为风粉冲刷的易磨区域，且静环材质为耐磨性较低的ZG50Mn2。磨损严重后，造成动、静环配合间隙严重超标，一次风速下降，磨煤机出力降低。

（2）磨煤机拉杆密封装置为平板式，上密封为刚性密封，密封间隙越磨越大，泄漏越来越严重，一旦密封间隙超过2mm，密封失效。下密封为软密封，采用普通盘根，补偿能力差，泄漏越磨越严重，一旦密封间隙超过2mm，密封处漏风漏粉严重。

（3）下架体密封的内密封面只有10mm，由于一次风中带粉，易造成密封面吹损，密封风无法压制一次风，导致一次风大量外泄，使设备能耗增加。

针对磨煤机的以上结构问题，决定对#5 炉B 磨煤机进行技术改造，以提高设备的可靠性。并将其作为技改模板。

2 技术改造要点

（1）将磨煤机喷嘴外环整体式改为分体式，有效地减少部件磨损区域，提高耐磨材料等级，延长其使用寿命

（2）将平板式拉杆密封装置改造为锥形密封，加大密封面积，最大减少泄漏

（3）改造下架体密封结构形式，采用弓形密封形式，消除一次风的外泄漏。

3 技术改造方案

3.1 磨煤机静环改造

（1）把静环设计为分体式，将原来的整体型式改为分成静环母体和耐磨护板两部分，上部经常磨损的部分，采用耐磨性更高的高铬耐磨铸铁Cr20 材质制作成耐磨护板；把耐磨护板均分为6 块，每块上面钻四个通孔，通过高强螺栓与静环母体连接成一个整体。静环上半部护板磨损后，只需更换分段护板即可，方便易行，节约资金，工作量小。静环的母体部分采用16 ～ 25Mn 材质，在保证耐磨的同时，又提高了静环的焊接性能。

（2）静环上部为风粉冲刷的易磨区域，将这一易磨损区域约１６０mm 一周切除，将静环原高度从610mm 减少到450mm，静环与动环高度差缩小至20mm。同时，静环与壳体连接裸露出的筒体部分粘贴耐磨陶瓷砖，以提高其耐磨性。通过计算可知，其结构改变量不影响磨煤机运行性能。通过改造，可以大幅度降低静环的磨损速度。将静环的使用寿命提高到3 倍以上。

3.2 拉杆密封装置改造

针对漏风漏粉原因，在不改变现有磨煤机加载拉杆上的密封装置装配结构情况下，对磨煤机加载拉杆上密封结构进行重新设计：将活动盖板改成活动锥体，将活动椎体与活动法兰使用螺栓连接为一体；浮动盖板能在有限度的空间自由活动，避免其随加载拉杆上下活动。根据这个设想，设计了改进型密封装置，使活动椎体上密封芯通过上压板密封盖板固定在拉杆密封腔室法兰上；利用活动锥体上的锥形帽子，减少煤粉及杂物掉落在活动椎体和加载拉杆接触部位。

活动锥体相比原设计增加了与加载拉杆的接触面积，减小了加载拉杆与活动锥体之间的摩擦。活动锥体与加载拉杆的间隙为1mm，活动锥体会随着加载拉杆的上下左右活动而联动。活动锥体下部法兰与上压板之间的间隙为2mm，避免了密封室内进入少量的煤粉后造成活动锥体的堵塞。为方便检修安装，以上改进部件均采用垂直剖分设计，后使用螺栓紧固。

3.3 下架体密封改造

原下架体密封的内密封动静面只有10mm，由于一次风中带粉，易造成密封面吹损，密封风无法压制一次风，导致一次风大量外泄，能耗升高。现场地面及设备积粉较多，对文明生产影响较大。

针对上述情况，对磨煤机下架体密封体的结构形式改造为弓形密封，将内密封体改为动、静两部分配合的弓形结构，静止部分采用螺栓连接到磨煤机传动托盘下方，活动部分采用焊接方式固定在密封风室的底板上。密封体安装时调整动、静密封配合间隙，径向间隙小于1.2mm，轴向间隙小于2mm。同时，保证密封体水平度和垂直度，防止运行中发生摩擦现象。

4 改造后的效果

由改造前后的磨煤机运行工况对比可反映出改造后的运行优势。

4.1 性能比较

通过5B 制粉系统的技术改造，其最大出力有明显的变化，出力增加7.1T/H， 在设计煤种时，使发电负荷增加14.8MW。

4.2 效益分析

（1）改造后制粉单耗降低。改造前制粉单耗为10.13 kWh /t，改造后制粉单耗为7.58 kWh /t，平均降低2.55kWh /t，按照磨出力平均50t /h，则每小时可节约用电127.5kWh。根据黄岛电厂670 ＭＷ燃煤机组的年发电量和年供热量，以当前煤种计算，单台磨煤机的年制粉量为35 万吨，以电价０. ４０元/ kWh 计算，每年可节约费用35.7 万元。

（2）改造后检修量减少，使用寿命延长。改造前静环的使用寿命为6800h，改造后由于结构改变和使用高耐磨性钢材，静环的使用寿命提高至24000 ～ 30000h，使用寿命提高2.5 ～ 3.4 倍，静环上半部护板磨损后，只需更换分段静环护板即可，

表1 黄岛#5 炉磨煤机故障统计