双进双出钢球磨煤机运行中存在的问题及对策

摘　要：通过阳城国际发电有限公司双进双出钢球磨煤机的原理及结构特点介绍，特别是针对D-10D型双进双出钢球磨煤机在运行中出现的问题，详细分析了问题出现的原因及解决方法。
　　关键词：双进双出钢球磨煤机；磨煤机满煤；润滑油污染；措施

　　阳城发电厂一期工程安装六台美国福斯特-惠勒能源公司（FWEC）生产的亚临界、一次中间再热、双拱型单炉膛W型火焰、平衡通风、固态排渣、露天布置、自然循环汽包型燃煤锅炉。每台锅炉配套安装四台FWEC生产的D-10D型双进双出钢球磨煤机。磨煤机为单侧电机驱动，每台磨煤机配置两台NEPA重力式给煤机。磨制后的煤粉随干燥剂从磨煤机的两端经分离器分离，合格的煤粉通过六条一次风管道进入六只双旋风燃烧器。
　　双进双出钢球磨煤机自20世纪90年代中后期被中国大量引进应用，特别是对于磨制可磨性差、煤种多变的煤其优势非常明显。阳城发电厂地处山西东南部，燃用晋东南无烟煤。这种煤的特性是挥发份低、可磨性差、着火困难，故采用了这种双进双出钢球磨煤机正压直吹式制粉系统。经过近两年的运行实践证明，这种磨煤机对煤种的适应性强，出力稳定且煤粉细度高，尤其是在低负荷时煤粉更细，这对稳定燃烧有利，能适应大幅度负荷变化的需要。另外，磨煤机进口的螺旋输送装置可避免由于燃料水份过高而引起磨煤机进口的堵塞，增加了运行的可靠性。
　　然而，由于此种磨煤机引进时间不长，运行经验不足，其结构及系统布置、运行特性与其它型式的磨煤机又有很大不同。因此，自投运以来也发生过许多问题。为了更好的运行管理双进双出钢球磨煤机，以下就运行过程中发生的问题及解决方法进行分析和介绍。

1磨煤机的工作原理
　　双进双出钢球磨煤机即双侧进煤及干燥剂(一次风)、双侧出煤粉的钢球滚筒磨煤机。双进双出球磨机包括两个对称的研磨回路。磨煤机的两端为中空轴，分别由轴承支撑。中空轴内有一空心圆管，圆管外绕有弹性固定的螺旋输送装置，它连同空心圆管随磨煤机一起转动。
　　原煤从给煤机下煤管卸下后经混料箱落入空心轴底部，经螺旋输送装置的旋转运动，将原煤从两侧空心轴外端送入磨煤机内。温度较高的干燥剂（一次风）从设在空心轴两端的热风箱通过空心圆管进入磨煤机。磨细的煤粉随干燥剂通过空心轴上部进入分离器，粗颗粒的煤粉被分离下来回落到中空轴入口并与原煤混合后重新进入磨煤机研磨，合格的煤粉由分离器出口直接送至燃烧器。

2磨煤机的组成及参数
2.1组成
　　双进双出钢球磨煤机由干燥剂(一次风)入口管、原煤进口管、煤粉出口管、螺旋输送装置、中心管、主轴承、磨煤机筒体、钢球以及传动装置等组成。双进双出钢球磨煤机与单进单出磨煤机类似，其不同点是：空心轴既是热风和原煤的入口，同时也是磨制好的气粉混合物的出口，从两端进入的干燥介质(一次风)气流在球磨机筒体部位对冲后反向流动，携带煤粉从两个空心轴流出，进入煤粉分离器，形成两个相互对称的研磨回路。
2.2参数
　　阳城发电厂双进双出钢球磨煤机的相关参数见表1。

3运行中存在的问题分析及解决方法
3.1磨煤机满煤
　　磨煤机满煤极易发生在磨启动初期，大多是由于运行人员缺乏经验，调整失误引起。
3.1.1磨煤机满煤的现象
　　1) 磨煤机滚筒噪音沉闷，耳轴处有时有异音。
　　2）磨电流下降，完全满煤时电流将大幅度下降。
　　3）磨煤位指示迅速增至满量程，当基准料位管堵塞时料位为零。
　　4）启动初期建立的一次风量减少。
　　5）满煤初期密封腔室差压突增，然后下降，密封腔室向外喷粉。
3.1.2煤位控制原理
　　首先分析一下磨煤机(A磨煤机为例)子组启磨步序：
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　　S21　A磨煤机煤位控制A投自动；
　　　　 A磨煤机煤位控制B投自动；
　　　　 A磨煤机煤位控制选择最小；
　　S22　打开A1、A2给煤机下闸板；
　　S23　启动A1、A2给煤机；
　　S24　A给煤机冷风调节挡板投自动，A给煤机热风调节挡板投自动，A磨煤机出口温度控制投自动；
　　S25　监视25 min；
　　S26　A磨煤机煤位控制选择自动；
　　……
　　其中S21步将A磨煤位控制选择最小的目的是为了建立磨煤机的初始料位。因为磨煤机刚刚启动，料位暂时不能建立，特别是在空载启动磨煤机时，磨煤机不可能将原煤立即磨制成煤粉，必须以小的给煤量缓慢给入磨煤机，逐步建立起料位。此过程大约需要半小时。
　　磨煤机煤位控制选择最小值，即控制每台给煤机出力为8%。以最小给煤量出力建立磨煤机的初始料位。此过程用时大约25 min，故磨煤机子组S25设计等待25 min。初始料位建立以后，子组S26步将A磨煤位控制选择自动。
　　给煤机转速控制的原理是，给煤机转速跟踪磨煤机煤位。正常运行时，磨煤机煤位设定值为350 Pa，控制回路自动控制给煤机的转速以改变给煤量，保证磨煤机煤位在设定值附近。煤位下降，给煤机转速增加，给煤量增大；反之，给煤机转速下降，给煤量减小。
3.1.3启动过程中易造成满煤的原因
　　磨煤机启动初期，如果给煤机故障，特别是给煤机棚煤，此时，虽然给煤机已启动，煤位控制也选择最小，但在子组给定的25 min时间内并没有原煤进入给煤机，初始煤位无法建立。而在此期间，经过处理，给煤机往往恢复正常，但已经错过建立初始煤位的时机了。
　　磨煤机煤位控制选择自动后，因为初始煤位太低，有时甚至为零，而给煤机转速迅速增加（有时达到80%以上）。在原煤太湿、一次风温较低的情况下，煤位建立需要的时间更长。所以给煤机转速一直保持较大值工作，如果监视不到，未采取有效措施，磨煤机将出现满煤现象。
　　FWEC建议在磨煤机出口温度小于50 ℃时禁止启动给煤机，也是基于温度太低时难以建立初始料位的考虑。
3.1.4预防措施
　　基于以上原因，首先对磨煤机子组进行改进：取消S25步中“等待25 min”，将S26步改为“当A磨料位（低料位）接近350 Pa时，将A磨煤机料位控制选择自动”。同时，在启动过程中注意以下几点：
　　1）启动磨煤机后既对料位管吹扫一遍。
　　2）启动过程中必须注意建立磨煤机的初始料位。
　　3）启动过程中如给煤机工作不正常，应立即解除自动，在处理好后继续手动执行建立磨煤机初始料位的工作。
　　4）只有当磨煤机料位正常后，才可将煤位控制选择自动。
　　5）在增加磨负荷时必须注意给煤机煤流及分离器差压变化。
　　6）一旦发生满煤，如满煤不太严重，可停止部分给煤机运行，以较小的一次风量将产生的煤粉带走，直至磨料位恢复正常，这一过程应注意加强料位吹扫。如磨煤机严重满煤，应停运磨煤机，打开人孔门掏粉。
3.2磨煤机耳轴润滑油污染
　　自投产以来，曾发生多次由于润滑油污染而致使磨耳轴大瓦超温而被迫停磨的事故。原因是：磨煤机在启动、停机及正常运行中，如耳轴密封自动控制系统调节失灵、耳轴密封元件损坏或运行手动操作不当，极易使磨煤机筒体内的煤粉进入耳轴润滑油内，细小的煤粉颗粒随润滑油流动布满整个轴瓦表面，并且由于两侧耳轴共用一个油站，一侧润滑油的污染，虽然经过粗、细漏网的过滤，仍不可避免的影响到另一侧耳轴。煤粉细粒附着于耳轴大瓦表面，形成磨料造成耳轴不断磨损，使耳轴温度异常升高，甚至引起轴瓦烧坏。
3.2.1耳轴密封装置的结构设计
　　为了更好地从运行角度预防磨煤机耳轴润滑油的污染，有必要先了解一下其内部结构设计。
　　1)耳轴密封圈：由于磨煤机采用正压制粉，为了防止煤粉进入耳轴，在耳轴密封腔室与磨分离器之间设有一个石棉密封圈，紧压在磨煤机的空心轴上，阻断了煤粉进入耳轴的通道。正常的密封圈刚好压紧在耳轴上并产生一定的摩擦。如果压的太松，不能达到应有的密封效果；如果压的太紧，会造成密封圈与耳轴的过度磨擦。耳轴由于摩擦生热而导致温度过高，而且过度摩擦会使耳轴密封圈迅速失效又会引起润滑油污染。因而，耳轴密封圈应定期更换。
　　2)耳轴密封风：
　　磨耳轴与密封圈之间形成一个密封腔室，密封风（冷一次风）直接通入这一腔室，通过密封风调节挡板自动维持密封腔室风压大于磨筒体压力1.5 kPa，防止煤粉进入耳轴。在密封腔室上方有一耳轴吹扫管，引入分离器内部，用于将沉积在密封腔室内的煤粉通过分离器吹入炉膛。这些煤粉是由于磨煤机的启停或其它原因而偶然进入密封腔室内的。同时，在密封腔室内部设有一个刮煤板，它可以将沉积在密封腔室内的煤粉刮起，通过吹扫挡板将煤粉吹走。
3.2.2运行调整中防止耳轴润滑油污染的措施
　　虽然磨耳轴在结构设计上保证了正常情况下耳轴润滑油不被污染，而在运行中难免出现异常情况，加之运行经验不足或调整不当，耳轴润滑油极易被污染。以下就磨煤机在启动、正常运行及停机时如何防止耳轴润滑油污染进行简要介绍。
　　(1) 磨煤机启动时防止耳轴润滑油污染的措施
　　1）启动磨煤机前，检查密封风手动门在开启位，密封风调节挡板投自动。
　　2）启动一次风机以后，随着一次风压的逐渐建立，要及时开启各台磨煤机的燃烧器关断挡板（BSO）。一次风机启动以后，虽然各台磨的一次风关断挡板（PSO）处于关闭位，但由于风门挡板固有特性不可能彻底隔绝一次风的进入。一次风的进入会引起磨筒体压力的升高，煤粉在风压的作用下容易进入耳轴。为了防止筒体压力升高，要及时开启1～2个BSO挡板泄压。
　　3）磨煤机密封风必须在开PSO挡板前投入，提前建立密封风压，使密封风压力始终高于磨筒体压力，有效避免煤粉进入。
　　4）磨煤机的耳轴吹扫必须在磨煤机启动后进行。磨煤机启动后，所有进出风道打开，此时投入耳轴吹扫，不致因风粉无出路被迫进入而污染润滑油。
　　5）随着磨筒体压力的升高，要注意监视密封风压，观察密封风调节挡板的动作情况，始终保持密封风与筒体差压在1.25～1.75 kPa 之间。
　　(2) 磨煤机正常运行时防止润滑油污染的措施
　　1）在执行磨煤机料位吹扫时要严格按规定正确操作。磨煤机料位吹扫气源为压缩空气，当大量的压缩空气进入时，就会使煤粉穿过密封腔室而进入耳轴润滑油内。
　　2）定期对磨煤机筒体压力测量管路进行吹扫，防止测量信号误差造成调节偏差，使润滑油污染。
　　3）定期打开耳轴吹扫挡板进行吹扫，防止密封室内沉积过多的煤粉。在吹扫时应注意：①耳轴吹扫尽量在磨煤机低负荷时，即磨筒体压力较低时进行，防止在高负荷时由于耳轴吹扫挡板打开后，密封风调节跟不上，密封风压力下降，造成煤粉进入耳轴。
　　②高负荷下的耳轴吹扫应一侧一侧依次进行，正常运行时密切监视密封风挡板的自动情况，保持1.5 kPa左右的差压，防止由于挡板动作不正常，造成密封风差压太低。
　　(3) 停磨时防止润滑油污染的措施
　　1）磨事故跳闸后，要迅速开启1～2个BSO挡板进行泄压，防止磨筒体压力急剧升高。
　　2）磨煤机正常停运时，在停运磨密封风前，始终保持1～2个BSO挡板开启，防止磨筒体压力急剧升高。
　　3）停运一次风机前，磨煤机密封风保持运行。
　　注意BSO挡板不可开启过多，防止炉膛内燃料聚集发生爆燃。

4结论
　　分析介绍的防止磨煤机满煤和磨煤机运行调整中防止耳轴润滑油污染的措施在该厂六台锅炉配套安装的24台双进双出钢球磨机上运用后，取得了良好效果,从而确保了双进双出钢球磨煤机的安全可靠运行。