MPS-190磨煤機(jī)底部密封裝置改造 —— 文章正文2015-03-23

 摘  要: 文章針對(duì)引進(jìn)技術(shù)的磨煤機(jī)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(jì)效益十分顯著，可作同行們經(jīng)驗(yàn)交流。
關(guān)鍵詞：磨煤機(jī)  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(jī)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(yùn)行。設(shè)計(jì)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(tái)鍋爐配備5臺(tái)MPS-190磨煤機(jī)，前后墻對(duì)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(tái)三分倉(cāng)容克式空氣預(yù)熱器。
磨煤機(jī)是沈陽(yáng)重型機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司利用德國(guó)BABCOCK公司專利設(shè)計(jì)制造的MPS-190型磨煤機(jī)，底部密封裝置為石墨碳精密封。自磨煤機(jī)投運(yùn)以來(lái)，頻繁出現(xiàn)磨煤機(jī)傳動(dòng)盤(pán)部位漏風(fēng)、漏粉現(xiàn)象。情況嚴(yán)重時(shí)，有大量石子煤從傳動(dòng)盤(pán)底部噴出，甚至有火星冒出。減速機(jī)、液壓缸亦被大量石子煤掩埋，減速機(jī)米希爾軸承室油溫持續(xù)上升，直接威脅到了磨煤機(jī)液壓油系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)的安全，磨煤機(jī)無(wú)法維持正常運(yùn)行，且泄漏后難以徹底處理，多次造成因磨煤機(jī)底部漏粉嚴(yán)重而導(dǎo)致磨煤機(jī)提前解體大修，給公司正常生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響。為解決磨煤機(jī)底部泄漏問(wèn)題，對(duì)原石磨碳精密封進(jìn)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(dòng)盤(pán)上加裝保護(hù)罩等措施，徹底消除了磨煤機(jī)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(jī)主要參數(shù)
制造廠家：沈陽(yáng)重型機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司
磨煤機(jī)型號(hào)：MPS-190
減速機(jī)型號(hào)：KV2800
電機(jī)額定功率：450kW
電壓：6000V
電機(jī)轉(zhuǎn)速：990r/min
磨盤(pán)轉(zhuǎn)速：26.5r/min
分離器類型：動(dòng)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(jiàn)表1
表1   煤質(zhì)特性
項(xiàng)目 符號(hào) 單位 設(shè)計(jì)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(wú)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(jiǎn)介
改造前磨煤機(jī)底部密封型式采用機(jī)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(jìn)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(dòng)盤(pán)一周，保證浮動(dòng)碳精環(huán)與傳動(dòng)盤(pán)能自動(dòng)調(diào)心，同時(shí)也保證了每層碳精密封環(huán)內(nèi)側(cè)與傳動(dòng)盤(pán)表面隨時(shí)保持良好接觸。磨煤機(jī)在運(yùn)行中，由于最上層碳精密封環(huán)的下側(cè)開(kāi)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(kāi)很小的間隙，密封風(fēng)經(jīng)過(guò)該間隙，將穿過(guò)密封座圓環(huán)和傳動(dòng)盤(pán)之間的間隙通來(lái)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(dòng)碳精環(huán)用來(lái)防止密封風(fēng)從傳動(dòng)盤(pán)底部泄出。

圖1  改造前密封裝置簡(jiǎn)圖
3  磨煤機(jī)底部漏粉原因分析
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)磨煤機(jī)解體檢查的情況，磨煤機(jī)底部頻繁泄漏主要有以下幾個(gè)主要原因：
3.1  密封座圓環(huán)與傳動(dòng)盤(pán)之間間隙過(guò)大
該處間隙的設(shè)計(jì)值為4mm，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，由于加工、安裝的偏差，該處間隙實(shí)際達(dá)到了8～10mm。因?yàn)殚g隙過(guò)大，不但削弱了熱一次風(fēng)經(jīng)過(guò)該間隙時(shí)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(jìn)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(dòng)盤(pán)之間的狹小間隙內(nèi)，很快就會(huì)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(jìn)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(shí)間內(nèi)碳精密封全部損壞，傳動(dòng)盤(pán)一周嚴(yán)重磨損，出現(xiàn)深約5mm的環(huán)狀溝槽。由于各處密封位置嚴(yán)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(shí)也通過(guò)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(dòng)盤(pán)底部噴泄而出。
3.2  石子煤量過(guò)大
由于煤炭市場(chǎng)的變化，近年來(lái)鍋爐燃煤煤質(zhì)有所惡化，磨煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，石子煤量明顯增加，由于石子煤腔室空間有限，也無(wú)其他可靠的阻隔措施，石子煤若得不到及時(shí)排放，不可避免地就要進(jìn)入密封座圓環(huán)與傳動(dòng)盤(pán)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(guò)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(dòng)盤(pán)之間的間隙來(lái)防止石子煤穿越，且該處間隙無(wú)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(dòng)盤(pán)上、底部密封座上再作文章，設(shè)計(jì)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(hù)碳精密封環(huán)不致遭到破壞。
    另外，磨煤機(jī)在運(yùn)行當(dāng)中由于一次風(fēng)風(fēng)量配置的變化，也會(huì)直接影響密封效果，不過(guò)這一問(wèn)題在運(yùn)行當(dāng)中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行調(diào)整，不是造成磨煤機(jī)底部頻繁泄漏的主要原因。
磨煤機(jī)底部泄漏后，剛開(kāi)始是漏風(fēng)、漏粉，很快就會(huì)發(fā)展到大量石子煤直接從傳動(dòng)盤(pán)處向外噴泄?，F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境遭到嚴(yán)重污染。磨煤機(jī)內(nèi)部風(fēng)量、風(fēng)壓的控制受到很大影響，磨煤機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性變差。熱風(fēng)夾帶石子煤以較高速度從磨煤機(jī)內(nèi)部噴泄而出，導(dǎo)致工作人員無(wú)法接近磨煤機(jī)檢查清理，時(shí)間不長(zhǎng)就會(huì)造成液壓缸、減速機(jī)被石子煤掩埋，液壓缸漏油、減速機(jī)米希爾軸承油室溫度高等缺陷大量出現(xiàn)，磨煤機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行。
由于磨煤機(jī)底部密封裝置不可拆卸，密封僅靠四層碳精密封環(huán)來(lái)完成，密封型式單一。以前針對(duì)磨煤機(jī)底部泄漏后難以處理這一問(wèn)題，曾在底部密封座下方加裝了兩層聚四氟乙烯盤(pán)根密封，在泄漏后更換這兩層密封，但都堅(jiān)持不了多長(zhǎng)時(shí)間，只有進(jìn)行磨煤機(jī)解體大修才能徹底處理，磨煤機(jī)運(yùn)行的可靠性一直難以提高，同時(shí)因?yàn)?a href=http://zwbjp.com.cn target=_blank class=infotextkey>磨煤機(jī)被迫提前大修、頻繁進(jìn)行傳動(dòng)盤(pán)修復(fù)和更換破壞的碳精密封環(huán)，給公司也帶來(lái)了巨額經(jīng)濟(jì)損失，磨煤機(jī)底部漏粉一度成為制約制粉系統(tǒng)正常運(yùn)行的瓶頸問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，磨煤機(jī)部件漏粉是造成磨煤機(jī)非計(jì)劃停運(yùn)的首要因素，2004年全國(guó)磨煤機(jī)因漏粉造成的非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)占磨煤機(jī)非計(jì)劃停運(yùn)總數(shù)的17.4％［2］。對(duì)磨煤機(jī)底部密封進(jìn)行改造勢(shì)在必行，不僅解決我公司實(shí)際問(wèn)題，也可以給全國(guó)同行作以借鑒。

4  改造后密封型式簡(jiǎn)介
改造后的磨煤機(jī)底部密封除保留迷宮式碳精密封外，新加裝了傳動(dòng)盤(pán)保護(hù)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(hù)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(jiǎn)圖

圖3  可調(diào)銅片密封部位簡(jiǎn)圖
磨煤機(jī)在運(yùn)行中，由于傳動(dòng)盤(pán)保護(hù)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(dòng)盤(pán)保護(hù)罩以外的空間，熱一次風(fēng)在經(jīng)過(guò)該間隙時(shí)進(jìn)行節(jié)流降壓，這道密封對(duì)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(shí)進(jìn)行精密調(diào)整，可調(diào)銅片與傳動(dòng)盤(pán)之間的間隙調(diào)整為1.3～1.65mm，熱一次風(fēng)前進(jìn)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(dòng)碳精密封用來(lái)完成對(duì)密封風(fēng)的密封過(guò)程，防止密封風(fēng)外泄。
若傳動(dòng)盤(pán)保護(hù)罩在運(yùn)行中受到嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致部分石子煤從保護(hù)罩下方間隙竄入保護(hù)罩內(nèi)部，也會(huì)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(xiǎn)，這個(gè)時(shí)候可以通過(guò)修復(fù)傳動(dòng)盤(pán)保護(hù)罩和調(diào)整銅片間隙來(lái)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(wàn)一遇到因檢查處理不及時(shí)，碳精密封環(huán)遭到破壞的情況，不必再進(jìn)行磨煤機(jī)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(dòng)強(qiáng)度大為降低。我公司№4爐E磨經(jīng)過(guò)如此改造后，運(yùn)行情況非常好，磨煤機(jī)底部漏粉問(wèn)題得到了徹底解決。

5  改造過(guò)程
    2006年5月，結(jié)合№4爐E磨改造工作，對(duì)底部密封裝置進(jìn)行了徹底改造，具體過(guò)程如下：
5.1、修復(fù)磨損的傳動(dòng)盤(pán)，將磨損部位車掉，熱裝修復(fù)套，并將原密封座圓環(huán)對(duì)應(yīng)傳動(dòng)盤(pán)部位向上車40mm，裝配一個(gè)大法蘭。
5.2、將組裝好的密封環(huán)殼體與密封圈吊裝在機(jī)座頂板上,注意密封風(fēng)入口要與密封風(fēng)管角度對(duì)正。以減速機(jī)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(jī)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(shí)可在密封環(huán)殼體與機(jī)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(jī)座頂板焊接。焊接時(shí)采用小直徑焊條，小電流。在機(jī)座頂板兩側(cè)同時(shí)施焊，以防止焊接變形。焊縫要確保氣密性要求。同時(shí)檢測(cè)密封圈上緣可調(diào)整的密封銅片與傳動(dòng)盤(pán)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(dòng)槽內(nèi)，同時(shí)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(dòng)盤(pán)時(shí)不會(huì)損壞碳精密封環(huán)。
5.4、回裝傳動(dòng)盤(pán)，并在先前安裝的大法蘭上安裝保護(hù)罩，保護(hù)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(jī)投運(yùn)以后，底部幾乎看不見(jiàn)漏風(fēng)、漏粉現(xiàn)象，由于在二期磨煤機(jī)改造中，將噴嘴由靜態(tài)改為動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)型式，因?yàn)樾D(zhuǎn)噴嘴動(dòng)環(huán)葉片角度、型線、和喉口流速的改進(jìn)，改善了磨煤機(jī)內(nèi)部的空氣動(dòng)力場(chǎng)，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(jī)石子煤量大為減少，進(jìn)一步保證了密封效果。
改造一臺(tái)磨煤機(jī)的底部密封，需投資約15萬(wàn)元，而在一個(gè)磨煤機(jī)大修周期內(nèi)，僅減少傳動(dòng)盤(pán)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(wàn)元左右，底部密封改為可拆卸型式后，磨煤機(jī)大修工期可提前2天，非停時(shí)間減少4天，可以多發(fā)電1152萬(wàn)kWh，直接創(chuàng)造效益92.2萬(wàn)元?？梢钥吹?，底部密封改造后取得的經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

7  結(jié)論
磨煤機(jī)底部密封裝置改造后，從根本上解決了磨煤機(jī)底部漏風(fēng)、漏粉現(xiàn)象的發(fā)生，延長(zhǎng)了磨煤機(jī)大修間隔，縮短了大修工期，減輕了現(xiàn)場(chǎng)施工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且極大地改善了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，經(jīng)濟(jì)效益明顯，磨煤機(jī)運(yùn)行更加安全、可靠，改造取得了成功。

參考文獻(xiàn)：
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作者簡(jiǎn)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(chǎng)專工、生產(chǎn)技術(shù)部鍋爐檢修專工，。