锅炉制粉系统故障原因分析及处理

时间：2020年10月30日分类：推荐论文次数：

[摘要]安徽晋煤中能化工股份有限公司二期热电工程2350MW循环流化床锅炉采用中速磨煤机(一次风机正压)直吹式制粉系统，每台锅炉配3台ZGM113K-II型磨煤机(两开一备)。热电机组自投运以来，锅炉制粉系统运行故障时有发生，严重影响锅炉制粉系统及热电机组的安全

　　[摘要]安徽晋煤中能化工股份有限公司二期热电工程2×350MW循环流化床锅炉采用中速磨煤机(一次风机正压)直吹式制粉系统，每台锅炉配3台ZGM113K-II型磨煤机(两开一备)。热电机组自投运以来，锅炉制粉系统运行故障时有发生，严重影响锅炉制粉系统及热电机组的安全、稳定运行。为此，中能化工对锅炉制粉系统故障问题进行详细梳理，并对可能造成磨煤机故障的原因逐一进行分析与排查，最终找到了问题的症结所在。采取在磨辊上部加装挡板和更换高强度锥形护板等技改措施后，磨煤机本体故障率及锅炉制粉系统故障率大大降低，保障了锅炉制粉系统的高效、稳定运行。

　　[关键词]锅炉制粉系统;磨煤机;故障率高;原因分析;改进措施;改进效果

锅炉设计

　　1锅炉制粉系统故障问题及原因

　　安徽晋煤中能化工股份有限公司二期热电工程2×350MW循环流化床锅炉(1#锅炉、2#锅炉)采用中速磨煤机(一次风机正压)直吹式制粉系统，每台锅炉配3台ZGM113K-II型磨煤机(两开一备)，单台磨煤机最大出力29.7t/h;1#热电机组于2013年12月17日正式投运，2#热电机组于2014年1月27日正式投运。热电机组自投运以来，由于锅炉制粉系统运行时常发生故障，导致磨煤机停运，严重影响热电机组的安全、稳定运行。2017年1—3月锅炉制粉系统故障时长及故障率(月故障率=故障停运时间/需要运行时间)。

　　可以看出，2017年1—3月锅炉制粉系统平均故障率达15.5%。鉴于锅炉制粉系统故障率高，公司决定对其进行优化改进。为摸清故障原因，对2017年1—3月锅炉制粉系统设备故障停运时长(小时数)进行统计。可以看出，磨煤机系统故障、给煤机系统故障、输粉系统故障、原煤仓系统故障4项影响锅炉制粉系统运行时长的主要因素中，磨煤机系统故障时长278h，占比达83.2%，是锅炉制粉系统故障率高的主要原因。

　　对2017年1—3月造成磨煤机系统故障时长278h的原因进行统计，结果显示:磨煤机本体故障、油系统故障、密封风系统故障、消防蒸汽系统故障、排渣系统故障时长分别为253h、15h、5h、3h、2h，上述5类故障在总故障时长278h中的占比分别为91%、5.3%、1.7%、1.07%、0.7%。

　　可以看出，磨煤机本体故障占比高达91%，是磨煤机系统存在的主要问题。继续对2017年1—3月造成磨煤机本体故障253h的原因进行统计，结果显示:磨煤机振动大、油系统故障、侧机体泄漏、分离器泄漏、拉杆箱泄漏故障时长分别为221h、16h、8h、5h、3h，上述5类故障在总故障时长253h中的占比分别为87.4%、6.3%、3.1%、1.9%、1.1%。

　　可以看出，磨煤机本体故障中，磨煤机振动大故障占比达87.4%，是磨煤机本体存在的主要问题。而经分析，磨煤机振动大可能是磨辊不转、煤层分布不均、导向装置间隙大、给煤量与加载力不匹配等原因所致。针对上述4项导致磨煤机振动大的可能原因一一进行分析与排查。

　　2主要故障的可能原因分析与排查

　　2.1磨辊不转

　　2.1.1轴承卡死

　　油封损坏导致润滑油泄漏是造成轴承卡死(磨辊不转)的最主要原因。而经现场调查确认，1#～5#磨煤机磨辊辊腔严密不漏、磨辊油位正常、DCS反馈磨辊油温满足要求(1#磨煤机65.05℃、2#磨煤机67.04℃、3#磨煤机63.25℃、4#磨煤机70.33℃、5#磨煤机68.45℃)，磨辊轴承运行正常，不影响磨辊的正常运转。

　　2.1.2磨辊与辊架间隙小

　　运行过程中发现磨煤机电流发生剧烈变化，就地检查发现磨煤机发出异响(磨煤机本体剧烈振动)，最大振值达0.32mm(技术标准要求振值<0.08mm)，停机检查发现，磨辊和辊架间隙小，磨辊和辊架间卡涩铁块。

　　2.2煤层分布不均

　　2.2.1风煤比控制不当

　　风煤比是通过一次风压测量值来判断与调控的，风压测量装置对风煤比控制准确与否至关重要。防堵阵列磨煤机一次风就地测得数据显示，磨煤机实测风量(循环风机给风量控制滑块的开度在45%～65%时，1#～3#磨煤机一次风总风量介于61.16～81.45m3/min之间)与DCS反馈风量修正系数基本一致(修正系数介于0.987～1.018之间)，风煤比控制准确无误。

　　2.2.2锥形护板失效

　　锥形护板在磨煤机中起部分来煤的作用，其强度、磨损情况对均布煤层至关重要。经拆检，磨煤机锥形护板强度较低，出现变形情况，锥形护板失效导致煤层分布不均，引发磨煤机振动。

　　2.3导向装置间隙不当

　　据使用维护说明书有关要求，压架与机壳导向装置的间隙应满足:机壳承载侧间隙为0mm，机壳非承载侧间隙为3～5mm，非承载侧间隙不得超过8mm。对1#热电机组1#～4#磨煤机导向装置(1#～3#导向装置)间隙进行测量，结果显示:非承载侧间隙12个实测值介于3.5～6.5mm之间，承载侧间隙实测值均为0mm。可以看出，机组非承载侧和承载侧导向间隙均满足有关要求。

　　2.4给煤量与加载力不匹配

　　磨煤机加载力主要由液压油站比例溢流阀进行调节，比例溢流阀受给煤量同步的4～20mA信号对磨辊实施变量加载，如果比例溢流阀故障，会造成无法调节加载力或加载力不准确，从而导致给煤量与加载力不匹配。对3台磨煤机运行参数进行查看发现，供油电磁换向阀开关正常，磨煤机的加载油压维持在4～15MPa，磨煤机加载压力(1#～3#磨煤机加载压力介于8.9～13.2MPa之间)与锅炉负荷(锅炉负荷介于260～350MW之间)、给煤量(给煤量介于39.5～50.5t/h之间)成正比，磨煤机加载压力随负荷和给煤量的增加而加大。由此表明，比例溢流阀动作正常，能满足设备运行需求。综合上述分析与排查可以得出如下结论:磨煤机振动大的主要原因在于“磨辊和辊架间隙小”和“锥形护板失效”。

　　3改进措施

　　3.1在磨辊上部加装挡板

　　加装挡板的目的是使磨辊不卡涩，磨煤机运行时电流平稳无异响，振值<0.08mm。具体实施步骤:准备1块1500mm(长)×500mm(宽)×20mm(厚)的长方形钢板，据设备图纸用钢板制作高400mm、长1300mm、圆弧半径600mm的弧形挡板，并在上部开20mm孔，将制作好的弧形钢板采用J507焊条满焊在磨辊上部辊架上，弧形板与磨辊间隙调整为5～10mm。

　　3.2更换高强度的锥形护板

　　将原锥形护板拆除，采用实芯铸造稀土高铬双相钢制作规格同原始尺寸的新锥形护板，并安装至磨煤机内部。磨煤机运行一段时间后，检查锥形护板，未出现变形及磨损、凹陷现象，其厚度大于磨损上限标准值10mm。

　　4改进效果

　　上述改进措施实施后，2017年6—8月对磨煤机本体故障原因进行统计，并与改进前(2017年1—3月)磨煤机本体故障原因进行对比。

　　可以看出，磨煤机本体故障主因———磨煤机振动大故障时长已由改进前的221h降为改进后的15h。对磨煤机系统运行故障原因进行统计，并与改进前(2017年1—3月)磨煤机系统运行故障原因进行对比。可以看出，磨煤机系统故障主因———磨煤机本体故障已由改进前的253h降为改进后的33h。对锅炉制粉系统故障时长进行统计，并与改进前(2017年1—3月)锅炉制粉系统故障时长进行对比。可以看出，锅炉制粉系统的平均故障率已经由改进前的15.5%降为改进后的4.2%。

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　　5结束语

　　磨煤机的有效运转对锅炉制粉系统的高效、稳定运行起着至关重要的作用，通过认真进行故障原因分析与排查，有针对性地进行优化改进———在磨辊上部加装挡板和更换高强度锥形护板，磨煤机振动大故障时长由改进前(2017年1—3月)的221h降为改进后(2017年6—8月)的15h，磨煤机本体故障时长由改进前(2017年1—3月)的253h降为改进后(2017年6—8月)的33h，锅炉制粉系统的平均故障率由改进前(2017年1—3月)的15.5%降为改进后(2017年6—8月)的4.2%，有效地降低了系统故障率，保障了系统在较好的工况下运行，节约了维护成本，助力了企业的降本增效。

　　作者：刘桂

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