MPS-190磨煤機底部密封裝置改造 —— 文章正文2015-03-23

 摘  要: 文章針對引進技術(shù)的磨煤機原底部密封因遭破壞而造成頻繁漏風(fēng)、漏粉現(xiàn)象的原因
分析，并從結(jié)構(gòu)上加以根本的改造，而且經(jīng)濟效益十分顯著，可作同行們經(jīng)驗交流。
關(guān)鍵詞：磨煤機  漏粉  底部密封  改造

陜西華電蒲城發(fā)電有限責(zé)任公司二期2×330MW機組采用的鍋爐為北京巴威公司生產(chǎn)，亞臨界參數(shù)、中間再熱、自然循環(huán)鍋爐，單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣全懸吊結(jié)構(gòu)，分別于2002年12月、2003年12月投產(chǎn)運行。設(shè)計燃料為蒲白、澄合貧煤，制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺鍋爐配備5臺MPS-190磨煤機，前后墻對沖燃燒方式，并配置巴威標(biāo)準(zhǔn)的雙調(diào)風(fēng)PAX型旋流煤粉燃燒器。露天帶帽布置，燃燒器以下緊身布置，在尾部豎井下布置兩臺三分倉容克式空氣預(yù)熱器。
磨煤機是沈陽重型機械集團有限責(zé)任公司利用德國BABCOCK公司專利設(shè)計制造的MPS-190型磨煤機，底部密封裝置為石墨碳精密封。自磨煤機投運以來，頻繁出現(xiàn)磨煤機傳動盤部位漏風(fēng)、漏粉現(xiàn)象。情況嚴重時，有大量石子煤從傳動盤底部噴出，甚至有火星冒出。減速機、液壓缸亦被大量石子煤掩埋，減速機米希爾軸承室油溫持續(xù)上升，直接威脅到了磨煤機液壓油系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)的安全，磨煤機無法維持正常運行，且泄漏后難以徹底處理，多次造成因磨煤機底部漏粉嚴重而導(dǎo)致磨煤機提前解體大修，給公司正常生產(chǎn)帶來嚴重影響。為解決磨煤機底部泄漏問題，對原石磨碳精密封進行了徹底改造，采用了可拆卸底部密封裝置、并在該裝置上加裝了可調(diào)銅片密封、傳動盤上加裝保護罩等措施，徹底消除了磨煤機底部漏粉這一頑疾，取得了令人滿意的效果。

1 設(shè)備概況
1．1 磨煤機主要參數(shù)
制造廠家：沈陽重型機械集團有限責(zé)任公司
磨煤機型號：MPS-190
減速機型號：KV2800
電機額定功率：450kW
電壓：6000V
電機轉(zhuǎn)速：990r/min
磨盤轉(zhuǎn)速：26.5r/min
分離器類型：動態(tài)SLS200
額定出力：36t/h
最大出力：52t/h
通風(fēng)阻力：≤6.38kPa
密封風(fēng)與一次風(fēng)壓差：＞1.2kPa
一次風(fēng)量：16.75kg/s
密封風(fēng)量：2.05Nm3/s
1．2 煤質(zhì)條件
鍋爐燃用蒲白、澄合貧煤，原煤粒度≤40mm，煤質(zhì)特性見表1
表1   煤質(zhì)特性
項目 符號 單位 設(shè)計煤種 校核煤種
收到基碳 Car % 51.84 45.05
收到基氫 Har % 3.10 2.90
收到基氧 Oar % 3.85 2.91
收到基氮 Nar % 1.06 0.9
收到基硫 St.ar % 1.95 2.35
收到基灰份 Aar % 30.10 38.15
全水分 Mt % 8.10 7.74
空氣干燥基水分 Mad % 0.62 0.60
干燥無灰基揮發(fā)份 Vdaf % 12.67 10.28
收到基低位發(fā)熱量 Qnet.ar kJ/kg 20175 17726
灰變形溫度 DT ℃ 1210 ＞1400
灰軟化溫度 ST ℃ 1300 ＞1400
灰熔融溫度 FT ℃ 1400 ＞1400
煤的可磨性指數(shù) HGI — 80 70～75
煤的磨損指數(shù) Ke — 2.43 2.43

2 改造前密封型式簡介
改造前磨煤機底部密封型式采用機械密封與迷宮式密封相結(jié)合的原理［1］。主要由迷宮室、碳精環(huán)、氣封室等部件組成。如圖1所示。
碳精密封環(huán)共有四層，上部一層，下部三層，上下之間為氣封室，通入密封風(fēng)進行密封。碳精密封環(huán)分別布置在四層迷宮室內(nèi)。迷宮室每層碳精密封槽內(nèi)均布置有1條彈簧，緊箍著碳精密封環(huán)并圍繞傳動盤一周，保證浮動碳精環(huán)與傳動盤能自動調(diào)心，同時也保證了每層碳精密封環(huán)內(nèi)側(cè)與傳動盤表面隨時保持良好接觸。磨煤機在運行中，由于最上層碳精密封環(huán)的下側(cè)開有一定坡度，氣封室內(nèi)部的密封風(fēng)由此可將最上層碳精密封環(huán)撐開很小的間隙，密封風(fēng)經(jīng)過該間隙，將穿過密封座圓環(huán)和傳動盤之間的間隙通來的熱一次風(fēng)阻擋在最上層碳精密封環(huán)之上，防止碳精密封環(huán)遭到破壞，下三層浮動碳精環(huán)用來防止密封風(fēng)從傳動盤底部泄出。

圖1  改造前密封裝置簡圖
3  磨煤機底部漏粉原因分析
根據(jù)現(xiàn)場對磨煤機解體檢查的情況，磨煤機底部頻繁泄漏主要有以下幾個主要原因：
3.1  密封座圓環(huán)與傳動盤之間間隙過大
該處間隙的設(shè)計值為4mm，據(jù)現(xiàn)場測量，由于加工、安裝的偏差，該處間隙實際達到了8～10mm。因為間隙過大，不但削弱了熱一次風(fēng)經(jīng)過該間隙時的節(jié)流降壓效果，影響密封風(fēng)的密封效果，也直接造成了顆粒較大的石子煤能較容易的進入第一層碳精密封部位。顆粒較大的石子煤顆粒夾在碳精密封環(huán)與傳動盤之間的狹小間隙內(nèi)，很快就會造成密封損壞，密封風(fēng)與熱一次風(fēng)的壓差得不到保障，密封效果進一步惡化，熱一次風(fēng)夾帶更多的石子煤繼續(xù)破壞下三層碳精密封，導(dǎo)致很短時間內(nèi)碳精密封全部損壞，傳動盤一周嚴重磨損，出現(xiàn)深約5mm的環(huán)狀溝槽。由于各處密封位置嚴重磨損，間隙增大。密封風(fēng)不僅抵擋不住熱一次風(fēng)，而且同時也通過已經(jīng)遭到破壞的下三層碳精密封向外泄漏，根本起不到密封效果，最終結(jié)果是大量的石子煤從傳動盤底部噴泄而出。
3.2  石子煤量過大
由于煤炭市場的變化，近年來鍋爐燃煤煤質(zhì)有所惡化，磨煤機在運行過程中，石子煤量明顯增加，由于石子煤腔室空間有限，也無其他可靠的阻隔措施，石子煤若得不到及時排放，不可避免地就要進入密封座圓環(huán)與傳動盤之間的間隙，造成密封破壞。
3.3  迷宮式碳精密封這一密封型式過于脆弱
    由于最上層碳精密封環(huán)以前，僅靠密封座圓環(huán)與傳動盤之間的間隙來防止石子煤穿越，且該處間隙無法調(diào)整，這種密封型式結(jié)構(gòu)單一，安全性能差，一旦遭到石子煤顆粒的破壞，就是毀滅性的后果。應(yīng)該在石子煤腔室內(nèi)、傳動盤上、底部密封座上再作文章，設(shè)計并安裝更多、更合理的密封型式，提前產(chǎn)生一定的密封作用，最大可能的保護碳精密封環(huán)不致遭到破壞。
    另外，磨煤機在運行當(dāng)中由于一次風(fēng)風(fēng)量配置的變化，也會直接影響密封效果，不過這一問題在運行當(dāng)中能及時發(fā)現(xiàn)并進行調(diào)整，不是造成磨煤機底部頻繁泄漏的主要原因。
磨煤機底部泄漏后，剛開始是漏風(fēng)、漏粉，很快就會發(fā)展到大量石子煤直接從傳動盤處向外噴泄?，F(xiàn)場環(huán)境遭到嚴重污染。磨煤機內(nèi)部風(fēng)量、風(fēng)壓的控制受到很大影響，磨煤機運行經(jīng)濟性變差。熱風(fēng)夾帶石子煤以較高速度從磨煤機內(nèi)部噴泄而出，導(dǎo)致工作人員無法接近磨煤機檢查清理，時間不長就會造成液壓缸、減速機被石子煤掩埋，液壓缸漏油、減速機米希爾軸承油室溫度高等缺陷大量出現(xiàn)，磨煤機無法正常運行。
由于磨煤機底部密封裝置不可拆卸，密封僅靠四層碳精密封環(huán)來完成，密封型式單一。以前針對磨煤機底部泄漏后難以處理這一問題，曾在底部密封座下方加裝了兩層聚四氟乙烯盤根密封，在泄漏后更換這兩層密封，但都堅持不了多長時間，只有進行磨煤機解體大修才能徹底處理，磨煤機運行的可靠性一直難以提高，同時因為磨煤機被迫提前大修、頻繁進行傳動盤修復(fù)和更換破壞的碳精密封環(huán)，給公司也帶來了巨額經(jīng)濟損失，磨煤機底部漏粉一度成為制約制粉系統(tǒng)正常運行的瓶頸問題。據(jù)統(tǒng)計，磨煤機部件漏粉是造成磨煤機非計劃停運的首要因素，2004年全國磨煤機因漏粉造成的非計劃停運次數(shù)占磨煤機非計劃停運總數(shù)的17.4％［2］。對磨煤機底部密封進行改造勢在必行，不僅解決我公司實際問題，也可以給全國同行作以借鑒。

4  改造后密封型式簡介
改造后的磨煤機底部密封除保留迷宮式碳精密封外，新加裝了傳動盤保護罩、可調(diào)銅片密封，并將底部密封座改造為可拆卸式，考慮到檢修空間，碳精密封環(huán)由四層改為三層。改造后的密封裝置由保護罩、可調(diào)銅片密封、碳精密封環(huán)、氣封室等組成，如圖2、圖3所示。

圖2  改造后密封裝置簡圖

圖3  可調(diào)銅片密封部位簡圖
磨煤機在運行中，由于傳動盤保護罩與石子煤腔室的間隙僅為3mm左右，石子煤腔室被一分為二。石子煤被阻擋在傳動盤保護罩以外的空間，熱一次風(fēng)在經(jīng)過該間隙時進行節(jié)流降壓，這道密封對阻礙石子煤起到很關(guān)鍵的作用?？烧{(diào)銅片密封裝置用一圈螺栓固定在密封座上，螺栓孔為橢圓形，可以在安裝時進行精密調(diào)整，可調(diào)銅片與傳動盤之間的間隙調(diào)整為1.3～1.65mm，熱一次風(fēng)前進的步伐在該間隙處被氣封室的密封風(fēng)徹底阻擋。氣封室下方的三層浮動碳精密封用來完成對密封風(fēng)的密封過程，防止密封風(fēng)外泄。
若傳動盤保護罩在運行中受到嚴重磨損，導(dǎo)致部分石子煤從保護罩下方間隙竄入保護罩內(nèi)部，也會在銅片密封部位遇到阻擋，相當(dāng)于在石墨碳精密封環(huán)前方加裝了兩道保險，這個時候可以通過修復(fù)傳動盤保護罩和調(diào)整銅片間隙來恢復(fù)密封結(jié)構(gòu)，而且由于底部密封裝置已經(jīng)改造為可拆卸型式，萬一遇到因檢查處理不及時，碳精密封環(huán)遭到破壞的情況，不必再進行磨煤機解體大修，半天內(nèi)即可完成舊碳精環(huán)的拆除和新碳精環(huán)的安裝，勞動強度大為降低。我公司№4爐E磨經(jīng)過如此改造后，運行情況非常好，磨煤機底部漏粉問題得到了徹底解決。

5  改造過程
    2006年5月，結(jié)合№4爐E磨改造工作，對底部密封裝置進行了徹底改造，具體過程如下：
5.1、修復(fù)磨損的傳動盤，將磨損部位車掉，熱裝修復(fù)套，并將原密封座圓環(huán)對應(yīng)傳動盤部位向上車40mm，裝配一個大法蘭。
5.2、將組裝好的密封環(huán)殼體與密封圈吊裝在機座頂板上,注意密封風(fēng)入口要與密封風(fēng)管角度對正。以減速機輸出法蘭止口為基準(zhǔn)，檢查碳精密封環(huán)殼體中心孔內(nèi)表面與減速機輸出法蘭旋轉(zhuǎn)中心同心度，同心度允差小于0.3mm，檢查密封環(huán)殼體上加工平面的水平度，水平度允差0.2mm/m，必要時可在密封環(huán)殼體與機座頂板間結(jié)合面上加裝墊片。完成找正后將密封環(huán)殼體與機座頂板焊接。焊接時采用小直徑焊條，小電流。在機座頂板兩側(cè)同時施焊，以防止焊接變形。焊縫要確保氣密性要求。同時檢測密封圈上緣可調(diào)整的密封銅片與傳動盤外表面的間隙應(yīng)為1.3～1.65mm。密封環(huán)殼體與支承環(huán)之間涂抹601密封膠。
5.3、把碳精密封塊裝入密封裝置碳精環(huán)滑動槽內(nèi)，同時用塑料膠紙粘在外殼的內(nèi)壁上及殼體外，限制碳精環(huán)滑出槽外。這樣做的目的，是為了下一步安裝傳動盤時不會損壞碳精密封環(huán)。
5.4、回裝傳動盤，并在先前安裝的大法蘭上安裝保護罩，保護罩的喇叭口下緣與石子煤腔室下表面間隙保持在3mm左右。

6  改造效果
改造后的磨煤機投運以后，底部幾乎看不見漏風(fēng)、漏粉現(xiàn)象，由于在二期磨煤機改造中，將噴嘴由靜態(tài)改為動態(tài)旋轉(zhuǎn)型式，因為旋轉(zhuǎn)噴嘴動環(huán)葉片角度、型線、和喉口流速的改進，改善了磨煤機內(nèi)部的空氣動力場，通風(fēng)阻力相應(yīng)降低20％左右［3］，熱一次風(fēng)分配更加合理，所以磨煤機石子煤量大為減少，進一步保證了密封效果。
改造一臺磨煤機的底部密封，需投資約15萬元，而在一個磨煤機大修周期內(nèi)，僅減少傳動盤修復(fù)、更換碳精密封環(huán)、液壓缸修復(fù)各一次就可節(jié)約12.5萬元左右，底部密封改為可拆卸型式后，磨煤機大修工期可提前2天，非停時間減少4天，可以多發(fā)電1152萬kWh，直接創(chuàng)造效益92.2萬元?？梢钥吹?，底部密封改造后取得的經(jīng)濟效益十分明顯。

7  結(jié)論
磨煤機底部密封裝置改造后，從根本上解決了磨煤機底部漏風(fēng)、漏粉現(xiàn)象的發(fā)生，延長了磨煤機大修間隔，縮短了大修工期，減輕了現(xiàn)場施工的勞動強度，而且極大地改善了現(xiàn)場環(huán)境，經(jīng)濟效益明顯，磨煤機運行更加安全、可靠，改造取得了成功。

參考文獻：
［1］ 陳兆兵、張衛(wèi).中速磨煤機迷宮密封裝置改造.華東電力[J].2003（3）：17～19.
［2］ 2005年電力可靠性指標(biāo). 2004年20萬千瓦及以上容量火電機組主要輔助設(shè)備運行可靠性指標(biāo)[M]. 中電聯(lián)電力可靠性管理中心，2005.
［3］ 鄧賢東、王振根、吳寶富.提高ZGM95G型磨煤機性能的途徑. 中國電廠設(shè)備網(wǎng).

作者簡介：
黨龍，（1976—），男，工程師，碩士學(xué)位，華電蒲城發(fā)電有限責(zé)任公司鍋爐分場專工、生產(chǎn)技術(shù)部鍋爐檢修專工，。