磨煤机喷嘴环改造

1、600MW机组ZGM-113型中速磨煤机喷嘴环扩容改造摘要：褐煤内水分大，大量掺烧会导致磨煤机干燥出力不足，严重影响制粉系统 的安全稳定运行。通过对磨煤机喷嘴环进行改造，增大热一次风通流面积，不仅 可以提高磨煤机干燥出力，同时磨煤机碾磨出力也明显增加，在满足锅炉大比例 掺烧褐煤要求的同时还可降低制粉系统电耗，可为使用中速磨煤机掺烧褐煤的火 电厂提供一定的借鉴。关键词：ZGM113G型中速磨煤机；磨煤机出力；喷嘴环改造内蒙古京隆发电公司2X600MW亚临界直接空冷机组，采用中速磨煤机 冷一次风正压直吹式制粉系统，磨煤机为北京电力设备总厂制造的ZGM113G中速 辊式磨煤机，最大通风量为100.8

2、7 t/h，使用设计煤种标准出力为64.66 t/h (R =20% HGI=50, Wy=10%)，每台炉配6台磨煤机，燃烧设计煤种时，5台运行，1台备用。锅炉设计煤种为准格尔矿煤，校核煤种为晋北代表煤。表1设计和校核煤种的煤质及灰成分分析项目符号单位设计煤种校核煤种全水分Mt%8.0010.0空气干燥基水分Mad%1.321.68收到基灰分Aar%23.7028.01干燥无灰基挥发份Vdaf%19.5615.04收到基碳Car%61.6456.04收到基氢Har%2.972.65收到基氧Oar%0.990.90收到基氮Nar%1.991.65收到基全硫St.ar%0.710.75收到基低位

3、发热量QMJ/kg23.41721.188变形温度DTC12801190软化温度STC14001290流动温度FTC14501360哈氏可磨指数HGI90901概述ZGM113G磨煤机是一种中速辊盘式磨煤机，主要由减速机、筒体、磨盘、 磨辊、分离器、液压加载装置、耐磨衬板等组成。原煤从磨煤机落煤管落到磨盘 上，在离心力作用下甩至碾磨滚道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊沿圆周方向 均布于磨盘滚道上，碾磨力由液压加载系统产生，是经磨环、磨辊、压架、拉杆、传动盘、减速机、液压缸后通过台板传至基础的。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，将从磨环上切向甩出的煤粉吹送至磨机上 部的

4、分离器，在分离器中进行分离，被分离出来粗粉返回磨环重磨，合格的细粉 被一次风带出分离器。难以粉碎且一次风吹不起的较重的石子煤、黄铁矿、铁块 等通过喷嘴环落到一次风室，被刮进排渣箱，由人工定时清理。受燃煤短缺及价格上涨等因素的影响，京隆发电公司于2009年底开始掺 烧低成本、低热值的褐煤。由于褐煤热值低、内水分大，大量掺烧褐煤使锅炉制 粉系统干燥出力不足，磨出口温度在50C左右，易发生煤粉管堵塞、爆炸等严重 事故。即使通过提高一次风压、一次风速，增加磨煤机风煤比以及开大磨煤机出 口分离器挡板等手段最大限度地增加磨煤机出力，也会加剧磨煤机内部磨辊辊 架、筒体、喷嘴环、静环和外部输粉管的磨损，同时磨

5、煤机及一次风机电耗也会 增加。因此，有必要根据褐煤特性对磨煤机进行适当改造，在制粉系统安全稳定 经济运行的前提下满足大比例掺烧褐煤的要求。2磨煤机喷嘴环扩容改造方案传统的ZGM113G型磨煤机喷嘴环为铸件式，由于喷嘴环厚度较厚，热一 次风通流面积小，通风阻力大，喷嘴环磨损严重，每隔半年左右就需定期进行堆 焊。原静环也为铸件式，直接焊在磨煤机筒体上，且不能更换，长期运行一次风 会将静环吹穿，而且补焊非常困难，有可能会导致动静环之间的摩擦，影响磨煤 机正常运行，甚至发生严重事故。图1改造前喷嘴环吹损图图2改造前静环吹损区域图新型旋转喷嘴环，喷嘴环与磨盘采用分体式结构。动静间隙、喷嘴环型 线及厚度根

6、据磨煤机运行参数重新了进行了设计计算，静环采用可更换式安装的 方法，通过螺栓与焊接在筒体的法兰连接紧固，如果磨损严重的话不用调整磨盘 及喷嘴环即可直接更换。动环、静环均采用耐磨、耐高温的特殊材料铸造而成， 使用寿命达18000小时以上。其改造部位具体如下：1、静环由原来的铸件变为铆焊件，不影响衬板、喷嘴的更换。静环沿垂直方向 向外倾斜15。角，便于形成旋转风，减少机壳磨损。静环外壁贴UP板耐磨材料， 可以有效延长静环的使用寿命。2、旋转喷嘴由原来的铸件变为焊接件，喷嘴叶片的厚度由原来的65mm减为18mm， 通流面积由0.56m2增大到1.01 m2，可有效增大热一次风通流面积。叶片内倾斜角

7、度40，冲刷磨损区考虑耐磨设计。材质采用16Mn淬火，硬度达到HB330以上。 除衬板外的动环静环等设备使用寿命18000小时（KeW2.5）以上。3、辊套和衬板型线进行了改进，辊套直径为破1810,辊套外圆为R440,衬板弧线为R540。此种改进增大了碾磨面积，同时便于石子煤的顺畅排出。静环、动环（包括磨盘）全部更换时，主要更换部件有：磨环托盘、防磨衬板、 旋转喷嘴环、静环、分段法兰、内六角圆柱头螺钉，支架等。图3改造后的喷嘴环示意图图7静环、喷嘴环更换、磨盘不图6静环、喷嘴环、磨盘全部更换更换表2磨煤机喷嘴环改造前后数据对比改造前改造后项目符号单位原设计风量100t/h风量100t/h入口

8、气体体积流量Vm3/s41.4046.8055.10叶片宽度（调整即间隙）Wmm909090叶片厚度（切向）Tmm656518叶片数量n个404036圆角rmm10105单个叶片截面积Amm2589358935893喷嘴内径bladeDmm312031203220喷嘴外径1Dmm330033003400倾斜角度20454545导流环内径Dmm331633163400整圈喷嘴口通风面积3Am20.4060.4060.870间隙通风面积ringAm20.0830.0830.030总通风面积gapAm20.4890.561.01100%风量时喷嘴流速totalVm/s84.695.761.23改造后

9、效果评价新型喷嘴环角度、型线及喉口流速的改进，有效地改善了磨煤机内部的 空气动力场，可以较大幅度地降低通风流速，通风阻力也相应降低；进入机壳内 部的一次风分配更为合理，致使进入煤粉分离器的风粉混合物更趋于均匀，可有 效提高煤粉分离器的效率，提高磨煤机的出力特性；由于改造后的静环与喷嘴环 都采用了耐磨材料，因此磨损情况与改造前相比效果非常明显。增大通流面积使 得喷嘴环喉口部位流速较大幅度降低，减小了喉口部位的冲刷磨损，连续3000 小时运行后静环及喷嘴环壁厚磨损几乎为零。由于采用改造后的旋转喷嘴环，热 一次风通流面积增大，通风阻力大大下降，一次风机电耗也明显下将，而且煤粉 管磨损情况也有所减轻，

10、不会频繁地发生漏粉现象，不仅使检修周期大大延长， 而且还减少了维护费用，使生产现场的安全文明水平得到进一步提高。图8改造后静环及喷嘴环磨损情况#2炉C磨原煤取样分析（准褐：1:1）：全水分25%；固有水分9.5%；空 干基灰分21%；空干基挥发分29%；固定碳40%；硫0.98%；低位发热量3855Cal； 分离器挡板56%, #2炉C磨煤粉管道风速3334m/s。通过改造完成后的性能试验 表明：改造后#2炉C磨煤机性能发生很大变化，通风阻力降低、磨煤机电耗明显 减少，与未改造的F磨煤机运行参数相比：在入口一次风温相近，出口温度相同 的前提下，改造后的磨煤机出力增加510t/h，风量增加15t

11、/h。同时，煤粉均 匀性提高、煤粉分配性有所改善。磨煤机改造后，改造至今已连续运行超过3000 小时，设备状况良好，定检时发现喷嘴环、磨盘等易磨损部件的磨损情况要优于 其它磨煤机，不光延长了检修周期、降低了维护费用，还消除了磨煤机运行中的 安全隐患，至改造后未发生任何由于磨煤机性能原因造成的异常现象。表3不同工况下改造与未改造磨煤机运行参数对比序号项目单位工况一工况二C磨煤机F磨煤机C磨煤机F磨煤机1磨煤机出力t/h51.846.855.545.72磨煤机电流A86.8101.485.293.33磨煤机入口风温C2732632622684磨煤机出口风温C535357555入口一次风量t/h94

12、.079.097.688.96入口一次风压KPa7.2947.5948.4988.9804改造的经济性分析#2炉C磨煤机喷嘴环改造费用共64万元。由于静环、喷嘴环、磨盘等全 部进行更换，材料费用共58万元，人工费用约8万。如在旧磨盘的基础上改造， 磨盘不用更换，只更换喷嘴环及静环，总费用约54万元。将准煤与褐煤按1： 1比例掺烧，C磨的平均磨煤电耗为8.767 kWh/t， F磨的平均磨煤电耗为11.258 kW-h/t，以平均出力45 t/h、每年运行8000h计 算，C磨每年可节约厂用电约125.676万kWh。按公司上网电价0.285元/千瓦时 计算，每年可节约35.8176万元。同时，

13、燃用低成本褐煤，与标煤单价比褐煤高 48.08元/吨、热值为4670 kcal/kg的乌海煤相比，一年还可节约燃料成本 48.08X14.35X8000=51.92万元(其中14.35吨为22.5 t/h掺烧的褐煤按发热量 折合成乌海煤的量)。两项一年可节约费用87.74万元，只需9个月即可收回成本。 动静环设备寿命按18000小时算，一个更换周期内可节约费用为 87.74X18000：8000-64=133.415 万元。5结论通过对中速磨煤机喷嘴环改造，改变喷嘴环线型及结构，增大热一次风 通流面积，一来满足了锅炉设备大比例掺烧褐煤的需要；二来大量掺烧低成本褐 煤还可解决燃料紧缺、煤价过高等问题，有效降低发电成本；最后还可以增加磨 煤机易磨部件的使用寿命，减少维护次数与费用，提高制粉系统稳定运行水平。 最后通过分析计算得