不同類型中職磨煤機(jī)的引進(jìn)與運(yùn)行效果分析

不同類型中職磨煤機(jī)的引進(jìn)與運(yùn)行效果分析

0我國速度機(jī)的發(fā)展成就自20世紀(jì)80年代以來，中國在美國和德國引入了rp、hp、mps、mps-hp-a系列的低速驅(qū)煤機(jī)。上海重型機(jī)械廠、北京機(jī)械廠、沈陽重型機(jī)械廠和長春發(fā)電設(shè)備廠的設(shè)計(jì)、制造和安裝能力為5000臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用做出了重要貢獻(xiàn)。經(jīng)過30多年的努力,我國中速磨煤機(jī)的制造、選型和運(yùn)行可靠性都已達(dá)到一個(gè)較高的水平。本文通過對(duì)國產(chǎn)HP、ZGM、MPS、MPS-HP-Ⅱ型4種系列中速磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行效果的分析對(duì)比,確定有利于磨煤機(jī)運(yùn)行和維修的結(jié)構(gòu)形式,供磨煤機(jī)選型參考。1hp型系列磨煤機(jī)國產(chǎn)中速磨煤機(jī)按結(jié)構(gòu)分主要有從德國BABCOCK公司引進(jìn)的MPS型系列和從美國ABB-CE公司(現(xiàn)為ALSTOMPOWERINC)引進(jìn)的HP型系列磨煤機(jī),北京電力設(shè)備總廠、沈陽重型機(jī)器廠、長春發(fā)電設(shè)備總廠均生產(chǎn)的是MPS型系列磨煤機(jī),國內(nèi)僅上海重型機(jī)器廠生產(chǎn)的是HP型系列磨煤機(jī)。1.1基于hp系磨煤機(jī)的混凝土和動(dòng)態(tài)分離器上海重型機(jī)器廠于1980年從美國ABB-CE公司引進(jìn)全套R(shí)P型系列碗式磨煤機(jī)制造技術(shù),在20世紀(jì)末從美國ABB-CE公司引進(jìn)HP系列碗式中速磨煤機(jī)的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)。2004年8月從美國ALSTOM公司正式引進(jìn)HP1163~HP1303型磨煤機(jī)和動(dòng)態(tài)分離器的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)。HP型系列磨煤機(jī)的主要特點(diǎn)是采用動(dòng)態(tài)分離器、旋轉(zhuǎn)噴嘴環(huán)和彈簧變加載,由于碾磨部件之間沒有直接接觸,加載裝置又有限位裝置,所以震動(dòng)小、噪音低、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。1.2zgm型系列磨煤機(jī)北京電力設(shè)備總廠1985年引進(jìn)德國Babcock公司MPS225型磨煤機(jī)技術(shù),同時(shí)引進(jìn)MPS型磨煤機(jī)系列化設(shè)計(jì)核心技術(shù)——相似準(zhǔn)則和各分部軟件技術(shù),并通過開發(fā)形成了自己的ZGM型系列磨煤機(jī)。2009年通過技術(shù)攻關(guān),提高磨盤轉(zhuǎn)速和加載力并優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等,自主研制成功ZGM-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型中速輥式磨煤機(jī)系列產(chǎn)品,分檔提高轉(zhuǎn)速12%~33%、加載力20%~60%,研磨效率大幅提高,出力分別比基礎(chǔ)型產(chǎn)品提高12%、24%和33%。該磨煤機(jī)系列采用液壓變加載、旋轉(zhuǎn)噴嘴、動(dòng)靜組合旋轉(zhuǎn)分離器等多項(xiàng)新技術(shù)。1.3國內(nèi)最大的風(fēng)速煤機(jī)制造技術(shù)沈陽重型機(jī)器廠于1985年從德國Babcock公司引進(jìn)MPS系列190、225、255型3種磨煤機(jī)的制造技術(shù),該廠已制造了國內(nèi)最大的中速磨(MPS450型)。MPS型系列采用了動(dòng)態(tài)抬輥、外置式液壓加載、新式雙道氣動(dòng)排渣系統(tǒng)、新型便于拆卸的下架體密封環(huán)結(jié)構(gòu)等技術(shù),同時(shí)對(duì)動(dòng)靜組合旋轉(zhuǎn)分離器、旋轉(zhuǎn)噴嘴環(huán)、加載聯(lián)接形式、碾磨區(qū)域結(jié)構(gòu)包括磨輥裝置也都做了較大的技術(shù)改進(jìn)。1.4德國babcctor公司的最新研制長春發(fā)電設(shè)備總廠2003年2月引進(jìn)了德國BABCOCK公司MPS-HP-Ⅱ型磨煤機(jī)專有技術(shù)。該技術(shù)是德國MPS磨煤機(jī)第三代產(chǎn)品,是德國BABCOCK公司的最新技術(shù),采用了德國Babcock公司最新研制的新型煤粉分配器及動(dòng)靜分離器和旋轉(zhuǎn)噴嘴環(huán),具有反作用力變加載液壓系統(tǒng),能保證機(jī)組快速響應(yīng)負(fù)荷,磨煤機(jī)本體阻力較高;碾磨壓力大(最大達(dá)750kN/m2)、出力大(比老式同型號(hào)的磨煤機(jī)出力提高20%~50%)、實(shí)現(xiàn)無負(fù)荷啟動(dòng);配有液壓翻輥裝置,磨輥可以翻出檢修,使維護(hù)簡單化;磨盤由分體式改為一體式結(jié)構(gòu),增加了磨盤的強(qiáng)度。2采用分布式研磨機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)比分析2.1zgm型磨煤機(jī)的噴嘴動(dòng)環(huán)因數(shù)HP、MPS、MPS-HP-Ⅱ型3種磨煤機(jī)磨盤與噴嘴環(huán)均是分體結(jié)構(gòu)。分體結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是噴嘴環(huán)在磨損后可以很方便地進(jìn)行更換;缺點(diǎn)是固定部分如不牢固,極易造成脫落。ZGM型磨煤機(jī)的噴嘴動(dòng)環(huán)與磨盤鑄成一體,從根本上解決了噴嘴環(huán)脫落的問題。噴嘴動(dòng)環(huán)的葉片較厚,具備較長的耐磨壽命,動(dòng)環(huán)葉片頂部與靜環(huán)間隙在9mm左右,硬石子煤擠壓在葉片頂部與靜環(huán)之間時(shí),在動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)的帶動(dòng)下,會(huì)進(jìn)入葉片之間掉入一次風(fēng)室,防止了硬石子煤在動(dòng)靜之間長時(shí)間摩擦而導(dǎo)致磨煤機(jī)過載。而HP、MPS、MPS-HP-Ⅱ型磨煤機(jī)的噴嘴環(huán)外緣與固定靜止部件之間的間隙不僅會(huì)擠入硬石子煤,還會(huì)造成旁路漏風(fēng)。2.2磨煤機(jī)的密封HP型磨煤機(jī)在磨煤機(jī)分離器體上設(shè)置固定折向板。固定折向板具備初級(jí)分離的作用,可將研磨后的粗、細(xì)粉混合物中最重的煤粒分離出來,返回磨碗中進(jìn)行研磨,煤粉混合物對(duì)磨煤機(jī)分離器體壁沖刷很小。通過對(duì)運(yùn)行情況的觀察發(fā)現(xiàn),有固定折向板的HP型磨煤機(jī)外殼壁磨損輕微,分離器體壁在運(yùn)行中溫度也很低,磨煤機(jī)本體對(duì)外散熱很小。ZGM、MPS、MPS-HP-Ⅱ型3種磨煤機(jī)的機(jī)殼壁(中架體)上的噴嘴靜環(huán)只起到限制煤粉混合物流向的作用,外殼壁溫度很高,約為130℃。停運(yùn)后打開磨煤機(jī)檢查,磨煤機(jī)的機(jī)殼壁沖刷磨損很嚴(yán)重,部分磨輥檢查門板也受到了沖刷。2.3磨煤機(jī)的特點(diǎn)HP型磨煤機(jī)和部分ZGM型磨煤機(jī)說明書上要求磨輥與襯瓦(襯板)的研磨間隙為3~5mm,磨輥與磨碗襯板無直接金屬接觸,運(yùn)行時(shí)可空載起動(dòng)亦可帶負(fù)荷起動(dòng),起動(dòng)力矩小,運(yùn)行安全平穩(wěn),停機(jī)時(shí)磨碗中沒有存煤。大多數(shù)ZGM、MPS、MPS-HP-Ⅱ型磨煤機(jī)繼承了MPS型磨煤機(jī)的特點(diǎn),沒有研磨間隙,磨輥直接壓在磨盤襯板上。磨煤機(jī)剛啟磨時(shí)負(fù)荷較小,磨盤上存煤不多,磨煤機(jī)會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。這類磨煤機(jī)均采用了抬磨輥啟磨,再布煤,最后加載的啟動(dòng)方式,基本解決了啟動(dòng)初期振動(dòng)的問題。從運(yùn)行效果看,磨煤機(jī)磨輥與襯瓦之間有間隙運(yùn)行的安全、可靠性更高一些,但出力要受到損失。2.4自調(diào)節(jié)型ZGM型磨煤機(jī)的磨盤密封采用碳精密封環(huán)。碳精密封環(huán)共有2圈,每圈18根。碳精密封環(huán)外部設(shè)置彈簧緊固,有自調(diào)節(jié)性能,能夠保持適當(dāng)?shù)拿芊忾g隙。其他3種磨煤機(jī)均采用2道金屬環(huán)形成的梳形迷宮密封,無自調(diào)節(jié)功能,易使磨碗轂劃傷和磨損。在運(yùn)行時(shí),使用碳精密封環(huán)的磨煤機(jī)在磨盤下聽不到密封漏風(fēng)的聲音,而未使用碳精密封環(huán)的磨煤機(jī)磨盤下有較大的密封漏風(fēng)聲音,明顯有漏風(fēng)現(xiàn)象。2.5將液壓變加載于zgm25g型磨煤機(jī)ZGM、MPS、MPS-HP-Ⅱ型3種磨煤機(jī)均采用了液壓變加載技術(shù)。ZGM-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型磨煤機(jī)加載壓力在改進(jìn)中比ZGM型分別提高20%、40%、60%;MPS-HP-Ⅱ型采用了大直徑液壓缸,如MPS225-HP-Ⅱ型采用了活塞直徑270mm,活塞桿直徑130mm的液壓缸;同一級(jí)別的ZGM225G型采用了缸徑200mm,活塞桿直徑125mm的液壓缸;MPS225-HP-Ⅱ型加載壓力幾乎是ZGM225G型的2倍多。液壓變加載的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)整靈活,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抬輥功能;缺點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜,事故率較高。據(jù)ABB-CE公司統(tǒng)計(jì),RP型磨煤機(jī)故障中有60%是由液壓變加載引起的。HP型磨煤機(jī)采用彈簧變加載。彈簧加載系統(tǒng)具有荷載較低、運(yùn)行平穩(wěn)、檢修率較低、可靠性較高和附加動(dòng)力較少等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抬輥功能。所有HP型磨煤機(jī)加載形式都采用外置式彈簧加載裝置,彈簧組件不會(huì)腐蝕和磨損,外彈簧組件的部件比液壓加載系統(tǒng)的部件少得多,所以初期成本較低,更換部件的費(fèi)用較少,維修次數(shù)也相應(yīng)減少。2.6zgm13g型磨煤機(jī)轉(zhuǎn)速HP型磨煤機(jī)的轉(zhuǎn)速在各型中速磨煤機(jī)中是最高的,如HP1003Dyn型的轉(zhuǎn)速達(dá)到了33r/min。德國最新技術(shù)的MPS225-HP-Ⅱ型磨煤機(jī)的轉(zhuǎn)速為30r/min;ZGM113G型轉(zhuǎn)速為24.2r/min;ZGMⅠ、Ⅱ、Ⅲ型轉(zhuǎn)速在ZGM型基礎(chǔ)上分別提高了10%、20%、30%;MPS225型轉(zhuǎn)速為24.1r/min。通過提高磨煤機(jī)轉(zhuǎn)速,磨煤機(jī)出力得到了提高,電廠可選用煤種范圍變寬,煤種不太好的時(shí)候,現(xiàn)有的磨煤機(jī)仍能在有備用磨煤機(jī)的情況下滿足機(jī)組滿負(fù)荷發(fā)電的需求。2.7采用耐磨煤機(jī)表面織構(gòu)磨煤機(jī)轉(zhuǎn)速的提高必然帶來磨煤機(jī)內(nèi)部磨損加劇的問題。隨著防磨技術(shù)的發(fā)展,采用防磨新工藝完全能克服因轉(zhuǎn)速提高而引起的磨損過快的副作用,如磨輥與襯板全部采用耐磨合金堆焊工藝,表面硬度可達(dá)到HV700以上。磨煤機(jī)內(nèi)部的高溫環(huán)境,使粘貼防磨材料的效果受到了限制,故現(xiàn)在普遍推廣的是在磨煤機(jī)內(nèi)部的易磨損部位堆焊耐磨材料,或者焊接陶瓷片。在磨煤機(jī)排出部位因溫度相對(duì)較低(100℃左右),還可粘貼高溫耐磨膠泥防磨,耐磨膠泥施工極方便,不受粘貼形狀限制。這些耐磨材料的應(yīng)用,能確保磨煤機(jī)1個(gè)檢修期的安全、可靠運(yùn)行。2.8磨煤機(jī)的液壓翻輥裝置4種磨煤機(jī)均配帶了翻輥裝置,ZGM、MPS、MPS-HP-Ⅱ型3種磨煤機(jī)均采用液壓翻輥裝置,拆裝專用工具相對(duì)費(fèi)力,而HP型磨煤機(jī)采用起吊裝置輔助的翻輥裝置,不用額外安裝設(shè)備,操作簡單。2.9明顯下置的特點(diǎn)4種磨煤機(jī)均設(shè)計(jì)有動(dòng)、靜結(jié)合的旋轉(zhuǎn)分離器。HP型磨煤機(jī)的分離裝置包括安裝在分離器體上的固定折向板和動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器2個(gè)部分。固定折向板起初級(jí)分離的作用,動(dòng)態(tài)分離器是2個(gè)支承軸承位于最高端的立式懸吊籠體結(jié)構(gòu),具有靜撓度為0、設(shè)備重心明顯下置的二大特點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)分離器從下至上通流面積逐步遞減的結(jié)構(gòu),有利于風(fēng)粉混合物相對(duì)均勻地接近籠體的葉片,使機(jī)頂蓋上部的渦流流動(dòng)及其能量損失亦相應(yīng)減少。分離出來的粗粉沉降在吊籠下部小端之外,只參加了占輾磨全程不到三分之一的局部細(xì)研,防止了粗煤粉的重復(fù)輾碎。ZGM、MPS、MPS-HP-Ⅱ型3種磨煤機(jī)的分離裝置包括靜止的分離器葉片和旋轉(zhuǎn)分離器2個(gè)部分,靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的分離器結(jié)合在一起。煤粉先經(jīng)靜態(tài)葉片得到初次分離,而后再經(jīng)動(dòng)態(tài)葉片得到第2次分離,煤粉細(xì)度的調(diào)節(jié)靠改變動(dòng)態(tài)葉片轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。從結(jié)構(gòu)和效率上看,HP型磨煤機(jī)的分離裝置因固定折向板離磨盤很近,煤粉混合物中的最重的粗粉粒在最短時(shí)間和最小距離內(nèi)被分離出來送回磨盤內(nèi)重磨,并且動(dòng)態(tài)分離器的粗粉回粉位置防止了重復(fù)輾碎,顯然分離效率更高。2.10提高熱、熱應(yīng)力HP型磨煤機(jī)系列在磨煤機(jī)側(cè)機(jī)體上裝有厚的絕緣隔層。絕緣隔板的主要作用有:消除磨煤機(jī)的外部溫度對(duì)人身的危害,減少磨機(jī)的熱消耗,提高熱效率;進(jìn)一步減少傳導(dǎo)到齒輪裝置的熱量,并有效地防止有關(guān)的熱應(yīng)力問題。ZGM、MPS、MPS-HP-Ⅱ型3種磨煤機(jī)均沒有這種結(jié)構(gòu)。3運(yùn)行缺陷及改造情況HP型磨煤機(jī)由于噴嘴環(huán)的流通面積問題和研磨部件的能力有限,其排石子煤量較其他3種磨煤機(jī)要大,但其良好的分離裝置、彈簧加載裝置、磨盤運(yùn)行速度,在同一級(jí)別的磨煤機(jī)里出力比較高。運(yùn)行缺陷主要集中在石子煤排放系統(tǒng),噴嘴環(huán);由于葉片較薄,需經(jīng)常檢查磨損情況,排矸刮板因石子煤量大損壞較頻繁。ZGM、MPS型磨煤機(jī)最大的缺點(diǎn)是排石子煤能力有限,導(dǎo)致在原有基本型的轉(zhuǎn)速下,煤粉在機(jī)內(nèi)循環(huán)倍率較高,出力較低。目前在裝的ZGM基本型磨煤機(jī)正逐漸列入改造為ZGMⅠ、Ⅱ、Ⅲ型的計(jì)劃,最新引進(jìn)的MPS-HP-Ⅱ型磨煤機(jī)的加載力和轉(zhuǎn)速得到了較大的提升,磨煤機(jī)出力得到有效提高。運(yùn)行缺陷主要集中在液壓系統(tǒng)、加載拉桿密封裝置。4種磨煤機(jī)的煤粉排出口均無可靠的防磨措施,需在維修中進(jìn)行完善。4中小型煤機(jī)磨煤機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)MPS型和HP型系列磨煤機(jī)經(jīng)過多年的研究發(fā)展,設(shè)備結(jié)構(gòu)已形成