双进双出磨煤机的结构及自动控制精.docx

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双进双出磨煤机的结构及自动控制精

第27卷　第2期

2006年2月

电　力　建　设

ElectricPowerConstruction

Vol.27　No.2Feb,2006　

双进双出磨煤机的结构及自动控制

解　武,范朝峰

（山西漳泽电力股份有限公司河津分公司,山西省河津市,043300

[摘　要]　山西华泽铝电机组配有3台双进双出磨煤机。

磨煤机由磨煤机筒体、分离器、传动系统、润滑系统、风煤系

统等组成。

磨煤机的自动控制系统有燃料量控制系统、煤位控制系统、辅助风控制系统、磨煤机出口温度控制系统、密封风差压控制系统及各种保护。

目前,2台机组均已完成168h试运,正式移交投产发电。

[关键词]　磨煤机　结构　自动控制系统

中图分类号:

TK264.9　文献标识码:

B　文章编号:

1000-7229（200602-0058-04

StructureandAutomaticControlforDoubleIn/OutMill

XieWu,FanChaofeng

（ShanxiZhangzeElectricPowerLtd.Com.,HejingCityShanxiProvince,043300

[Keywords]　mill;structure;automaticcontrolsystem

　　山西华泽铝电有限公司2×300MW锅炉为哈

尔滨锅炉厂引进美国ABB-CE燃烧工程公司技术设计制造。

锅炉为HG-1056/17.5-YM21型亚临界参数、一次中间再热、自然循环、全钢架悬吊结构、半露天布置、固态排渣汽包炉,燃用山西烟煤。

锅炉采用单炉膛、平衡通风、直流燃烧器、四角布置切向燃烧方式。

制粉系统为正压直吹式,配3台双进双出福斯特惠勒D-11-D钢球磨煤机,每台磨煤机带2层燃烧器。

每台磨煤机2层燃烧器中间设1层油枪,共3层油枪。

给煤机为CS2024-HP型无级变速电子称重皮带式给煤机,每台磨煤机配2台给煤机,每炉共6台。

它利用变频器调节转速来改变出力,维持磨煤机的煤位正常。

1　双进双出磨煤机的结构及特点

1.1　磨煤机筒体‘

磨煤机筒体由2个端盖用螺栓固定在卷制钢板圆筒上,端盖和耳轴铸成一体,整个筒体由在两端的2个自调心水冷巴氏合金轴承支撑。

筒体内表面衬有合金防护衬板,衬板为规则的波形表面。

表面高起部分在筒体转动时提升钢球,通过减小钢球与旋

转筒体间的滑移来达到良好的研磨作用。

筒体端盖的内侧也衬有挡球衬板。

筒体还有一装有单块衬板的人孔门。

转动筒体耳轴和静止的分离器耳轴管间有间隙,用装在耳轴内与端盖交界处的“挡条”来阻止外来物或破碎的钢球进入此间隙,保护筒体免遭损坏。

筒体和螺旋带输送器组由一通过齿轮减速系统的定速电机驱动,驱动大齿轮用螺栓固定在筒体驱动端端盖法兰上。

驱动小齿轮通过减速系统使筒体按照要求的转速转动。

磨煤机包封在一个衬有吸音材料的坚固钢罩内,以降低噪音水平。

每台磨煤机最大设计装球量77.7t。

在磨制设计煤种（山西烟煤时,煤粉细度为200目筛通过量80%（相当R90=15%。

锅炉燃烧设计煤种时,2台磨煤机出力可满足锅炉额定蒸发量（BRL工况;锅炉燃烧低值校核煤种时,3台磨煤机出力可满足锅炉最大连续蒸发量（B-MCR工况并有余量。

每台磨煤机设计出力74.6t/h。

1.2　磨煤机分离器分离器位于磨煤机两端,由分离器、分离器耳轴、螺旋带输送器和一次风入口弯管组成,由其自身台板支撑。

分离器目的是将离开筒体的风粉混合物中粗粉颗粒分离出来,从而使细颗粒煤粉进入燃烧

收稿日期:

2005-09-20

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85・

第2期双进双出磨煤机的结构及自动控制

器。

被分离出的粗粉颗粒再返回筒体进一步研磨。

这些返回的粗粉颗粒与送入的原煤混合,然后被螺旋带输送器通过耳轴管送回筒体。

一次风入口弯管位于磨煤机两端,由螺栓将其连接在分离器壳和一次风管之间。

空气从一次风管通过此弯管和空气管组件进入磨煤机筒体。

输送器的轴端延伸经由一次风入口弯管支撑在固定于一次风弯管外面的轴承上。

对该轴承供应少量的密封空气使之冷却并防止煤粉进入。

一次风入口弯管有一清理口以清除任何进入的燃料和其他外来物。

在磨煤机每一端静止的分离器和转动的磨煤机耳轴之间装有密封装置,每个密封风室内均有一与筒体端部相连接的转动刮板,它可确保搅动起可能聚集在耳轴密封风室的煤粉。

此外还有可调的密封风流进筒体以防止一次风和煤粉外流。

还有1根吹扫风管持续向分离器排出少量密封风以将可能悬浮在密封室的燃料吹走。

该风管上的自动运行吹扫阀在磨煤机启动时开启5min,向分离器吹入大量的密封风,确保在此时快速吹扫以减少泄露。

空气管组件包括1根位于中心的空气管,在其空气入口端由角板支撑并罩有罩网。

为了直接将燃料供入磨煤机筒体,空气管上装有4条输送器螺旋带,该螺旋带的一端固定在外侧端的环形密封板上,另一端由内侧端弹簧支撑。

该输送器将原煤和由分离器返回的粗粉沿着耳轴管的底部送入筒体。

钢球的翻滚会使某些钢球进入空气管,为使进入空气管的钢球返回筒体,在空气管中装有随空气管一起转动的挡球螺旋带。

空气管外侧的网罩可防止钢球进入一次风入口弯管。

空气管在磨煤机筒体侧由辐条支撑,位于耳轴管中心,辐条由空气管径向插入筒体端盖衬板的孔中。

热一次风进入筒体,干燥在筒体中被研磨的燃料。

部分处于悬浮状态的煤粉通过输送器螺旋带和空气管之间的环形空间被一次风带出。

然后煤粉空气流进入分离器并强行绕过导流板,利用离心力的作用将大颗粒煤粉分离出来并返回到分离器底部,被运回筒体进一步研磨。

细的煤粉颗粒通过分离器出口管道被送至燃烧器。

在分离器涡形导流板的回粉开口处安装有可调挡板。

经过调节这些挡板,可以减少未经分离器流程而从此位置直接短路的煤粉气流量,并可以补偿因输送器转动而对煤粉颗粒流造成的影响。

位于加球管位置的那个挡板在添加钢球时必须全开。

分离器耳轴管是分离器外壳的一部分,它通过耳轴延伸进入筒体。

在静止的分离器耳轴管和转动的耳轴间有一窄间隙,密封风保持该区域的清洁。

为防止钢球碎片和其他杂物进入该间隙,在耳轴的筒体端部装有挡条以将碎片杂物等挡回筒体中去。

如未能保持好挡条,通常会导致耳轴的磨损,从而使磨损区域断裂。

至少每年需对挡条检查1次。

耳轴管内部下面部分采用可更换的钢衬板以防止磨损。

在耳轴管中装有压力传感管线用来控制煤位。

1.3　磨煤机传动系统

每台磨煤机采用6.3kV电动机作为主电机。

正常运行时,主电机通过高速联轴器、主传动减速器、低速联轴器、开式小齿轮轴,开式大齿轮带动磨煤机工作,转速为16.7r/min。

每台磨煤机还配置1台盘车电机。

检修时,盘车电机通过辅助传动减速机、传动链条、主传动减速机、低速联轴器、开式小齿轮、开式大齿轮带动磨煤机工作,用于盘动磨煤机筒体。

盘车转速为7.2r/min。

辅助传动装置安装在主传动齿轮箱顶部,使用主传动时,传动链条应拆下,使用辅助传动装置时,主电机禁止启动。

1.4　磨煤机润滑系统

主传动减速机用循环喷油润滑,减速机油箱装有减速机油泵,为减速机提供润滑油。

启动主电机时,减速机油泵应运行,油压正常时应大于0.8MPa,油温正常时应低于55℃,其高Ⅰ值为70℃,为高Ⅱ值80℃时联跳磨煤机。

辅助传动减速器采用油池飞溅润滑。

磨煤机配置1套喷淋油系统,供大、小齿轮润滑。

新投运磨煤机喷油周期设定为5min,然后根据大、小齿轮运行情况,延长喷油周期,每次增加2.5min,最终增加至15min。

开式小齿轮轴承采用脂润滑。

磨煤机小齿轮轴承温最高不超过90℃。

每台磨煤机有1个润滑油站,装有2台顶轴润滑油泵（一用一备,为主轴承（耳轴提供顶轴润滑油。

启动前,为磨煤机提供顶轴油;启动后,为磨煤机提供润滑油。

附属设备有2个高压油过滤器、2个低压油过滤器、油箱电加热器等。

油泵正常出口油流量7.56~15.12L/min;油流量小于3.29L/min时报警,延时5s跳油泵,延时15s跳磨。

油泵正常出口压力大于2500kPa,如油泵出口油压低于2500kPa,延时5s跳运行油泵,备用泵联启。

当油箱油位正常,油温低于32℃时油箱电加热自动启动;当油温高于43℃或油位低时,油箱电加热自动切除。

1.5　磨煤机风煤系统

磨煤机两端均具备进煤和出粉功能。

原煤由煤

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电　力　建　设第27卷

仓→入口电动煤闸门→给煤机→出口电动煤闸门→落煤管→分离器耳轴管→螺旋带输送器→磨煤机筒体。

为防止煤仓篷煤,每座煤仓配置4台高能破拱助流器（空气炮代替传统的煤仓振打装置,安装在煤斗下部不同的高度上,运行效果比振打装置好。

供给磨煤机的热一次风和冷一次风从各自母管抽取,经各自调节挡板后合并为1根混合风母管,母管上设有一次风调节挡板和一次风关断挡板,再分叉为2根混合风管分别进入磨煤机两端。

热风进入筒体,干燥筒体中被研磨的燃料。

部分处于悬浮状态的煤粉通过输送器螺旋带和空气管之间的环形空间被一次风带出。

然后煤粉空气流进入分离器并强行绕过导流板,利用离心力的作用将大颗粒煤粉分离出来并返回到分离器底部,运回筒体进一步研磨。

细煤粉颗粒通过分离器出口管道送至燃烧器。

分离器上引出的4根送粉管道上均装有气动隔离阀门,该阀门后部接辅助风电动挡板（辅助风源为冷一次风,用于送粉管停运后吹扫和防止磨煤机低出力时送粉管道一次风速过低,正常运行时保证粉管流速大于18m/s。

为防止轴颈动、静结合部向外漏粉,在磨煤机每一端分离器与转动的磨煤机耳轴之间装有密封装置,旋转密封。

3台磨煤机配置2台密封风机,压力为13.87kPa,容量为6.15m3/s。

正常运行一用一备。

密封风机为分离器与耳轴之间旋转密封装置、螺旋带输送器轴承、热一次风调节挡板、混合一次风调节挡板、一次风关断挡板提供密封风。

运行中补加钢球是通过设在12.5m运转层的带手动密封盖的专用加球斗,再经过加球管道进入分离器耳轴管,然后经过螺旋带输送器进入磨煤机。

加球管道上设有手动加球阀,以防止加球过程中煤粉外泄。

加球时该侧分离器上的可调回粉挡板必须完全打开以使钢球进入磨煤机。

在磨煤机入口一次风总管、磨煤机两侧分别设置1个惰化蒸汽关断门,汽源来自中压辅汽。

在磨煤机启动时、停运后对磨煤机惰化,每次惰化20s,防止煤粉自燃。

磨煤机发生火灾时,可打开灭火。

2　磨煤机的运行方式

磨煤机出口有4根出粉管,每根出粉管上有1块关断挡板,每根出粉管在关断挡板后经过1个分配器后分成2根粉管,分配器两侧各有3块挡板,通过调节挡板来平衡2根分管的出粉量,在磨煤机每根粉管上装有可动喷嘴来平衡各根粉管的阻力,每块关断挡板控制1层燃烧器的2个相邻的角,为了保证最佳的磨煤机运行工况及煤粉分配均匀性,锅炉每一层燃烧器由来自磨煤机两端的煤粉管道供应。

磨煤机驱动端与非驱动端的各1块关断挡板分别控制同一层燃烧器的2个角,每台磨煤机带2层煤粉燃烧器,3台磨共带6层煤粉燃烧器。

磨煤机正常运行时,分带单层燃烧器运行和带2层燃烧器层运行2种方式。

在制粉系统调试阶段及启动以后,暴露出各送粉管的流速普遍较低的问题,容易发生粉管堵塞、喷燃器结焦烧损。

现主要根据锅炉负荷、磨煤机出力和磨煤机筒体压力进行磨煤机单层和双层运行方式切换,保证磨煤机筒体压力大于5kPa。

当磨煤机出力较小,无法保证磨煤机筒体压力时,将磨煤机切为单层运行;当磨煤机负荷增大单层无法满足带负荷要求时,将磨煤机切为双层运行。

切换时通过关闭或开启控制同一层燃烧器的2块磨煤机出口关断挡板进行切换。

同一层2块关断挡板互相联动,关闭或开启其中一块时,另一块挡板联锁开启或关闭。

磨煤机在单台给煤机运行时,也能正常运行,但磨煤机两侧出口温度相差很大,进煤侧出口温度达不到设定温度,而另一侧容易超温,同时也影响锅炉的经济性,一般只在给煤机检修或故障时采用。

3　磨煤机的自动控制系统及保护

3.1　磨煤机燃料量调节

一次风流量信号与煤流量成正比,用一次风流量信号来代表磨煤机燃料量。

机组燃料量需求指令信号与经温度补偿的总风量进行比较,取低值作为总燃料需求指令。

将该指令信号与实际总燃料量进行比较（总燃料量是油枪燃料量加上每台磨经温度补偿的一次风流量信号,然后根据磨煤机的一次风流量（燃料量与机组燃料需求指令的偏差,对磨煤机一次风流量控制挡板开度进行调整,增加或减少进入磨煤机的一次风流量（燃料量,从而改变磨煤机出力,满足机组负荷要求。

3.2　磨煤机煤位控制系统

磨煤机两端对称布置,每端有4条管线。

1条参考压力管线;1条低煤位管线;1条高煤位管线及1条压力管线。

参考压力和筒体压力探头位于分离器耳轴管外侧接近磨机中心线的地方。

高、低煤位管线与磨机内部的压力测量探头相连,探头位于分离器耳轴管刚伸入筒体的外侧正下方。

煤位探头由焊在耳轴管上特殊的煤位块组成,其中低煤位块长76.2mm,高煤位块长25.4mm。

低煤位块伸入煤层较深,高煤位块伸入较浅。

低煤位块测出的煤位值

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第2期双进双出磨煤机的结构及自动控制

要高于高煤位块测出的煤位值（通常,高、低煤位指示相差约0.15kPa。

。

为测量煤位差压和防止测量管线堵塞,在磨煤机两侧各设有1个吹扫盘,吹扫盘的有2路气源,一路为低压吹扫空气,空气经压缩空气减压站而来,压力为35~42kPa,一路为高压吹扫空气,来自压缩空气母管,压力为0.6~0.65MPa。

正常运行时,吹扫盘为测量管线提供持续的低压吹扫空气,如果由于煤质条件特别差导致测量管线被堵,用高压吹扫空气来吹扫管线。

参考压力探头测量筒体压力与高、低煤位测量管线联合分别测出它们之间的差压作为高、低煤位指示送至DCS。

正常运行时,选低煤位信号做控制信号;当煤较湿时,切换为高煤位信号,提高磨内的存煤量,增加煤在筒体的驻留时间,延长煤粉干燥时间。

磨煤机煤位控制是通过调节给煤机转速,改变进入磨煤机的煤量,使磨筒内的煤量保持恒定。

磨煤机的给煤量由低煤位信号控制,或由高煤位信号控制,不能用2个信号同时控制。

选低煤位信号时,煤位控制为0.37kPa左右;选高煤位时,煤位控制为0.25kPa左右,以保证磨煤机为最佳研磨状态。

3.3　磨煤机辅助风的调节

磨煤机辅助风调节的主要任务是在磨煤机负荷变化时,保证煤粉管道内风粉输送速度,磨煤机出口的4根出粉管上各设1个辅助风调节挡板,通过调整挡板开度,保持送粉管道内风粉流速大于最小速度18m/s,防止送粉管道被煤粉堵塞。

未投运煤粉管道的辅助风挡板开度为30%,以保护燃烧器。

3.4　磨煤机出口温度调节

磨煤机出口温度调节,是通过调节磨煤机冷、热一次风调节挡板的开度,来控制磨煤机出口温度为85℃。

热一次风调节挡板开度小于65%时,冷一次风调节挡板不参与调节;当热一次风调节挡板开度大于65%时,冷一次风调节挡板参与调节。

为防止磨煤机出口温度过高,磨煤机出口温度为120℃时,发报警信号。

3.5　磨煤机密封风差压调节

通过改变磨煤机密封风调节挡板的开度,维持密封风与磨煤机筒体差压为1.25~1.7kPa,当密封风与磨煤机筒体差压低于0.75kPa时,发报警信号,以防止煤粉泄漏。

3.6　磨煤机保护

磨煤机有如下保护:

（1润滑油流量低于5.29L/min,延时5s;磨煤机运行中,如2台润滑油泵均停,延时15s,磨煤机跳闸。

（2磨煤机运行中,采用四取三逻辑判断燃烧器无火,当该层燃烧器有3个角无火,则判断该层燃烧器无火。

对应磨煤机上、下2层燃烧器都检测不到火焰,延时2s,磨煤机跳闸。

（3事故按钮急停。

（4磨煤机润滑油站控制盘可电源跳闸。

（5磨煤机驱动端、非驱动端轴承各设1个温度测点,温度高于57℃时报警,达68℃,延时3s,磨煤机跳闸。

（6磨煤机电机驱动端、非驱动端轴承各设2个温度测点,当驱动端任一轴承温度高于90℃时,延时2s,跳磨煤机。

（7磨煤机电机每相绕组设2个温度测点,当任一绕组温度高于135℃,延时3s,跳磨煤机。

（8MFT动作。

（92台一次风机全停,跳磨煤机。

（10为控制磨煤机出口温度为85℃,在分离器出口处每侧设2个温度测点,取两侧温度的高、低或平均值来控制一次风流量。

当驱动端入口一次风流量低于40%,且磨煤机不允许点火,跳磨煤机。

磨煤机点火允许条件为主蒸汽流量大于50t/h或对应层油枪运行。

即对应层油枪运行信号采用四取三逻辑,对应层油枪有3支及以上运行时,认为该层油枪运行。

（112台密封风机均停,磨煤机跳闸。

（12就地喷淋油系统故障,延时30min,磨煤机跳闸。

（13减速机润滑油压低于0.05MPa,延时2min磨煤机跳闸。

（14减速机润滑油温高于80℃,延时2min磨煤机跳闸。

4　磨煤机目前的运行情况

在2套制粉系统调试完毕及启动以后,由于磨煤机粉管较长,阻力大,而且水平管段较多,暴露出各送粉管的流速普遍较低。

在调试和运行中,曾发生过煤粉罐堵塞现象,燃烧器附近也出现过小面积结焦。

现在在磨煤机出口送粉管道上安装了靠背管差压计和静压U形管,对各粉管运行情况进行监视（一般靠背管的差压应保持在2943Pa以上,各静压U形管指示应接近。

设计情况下,在磨煤机出力达到一定时,关闭辅助风挡板能保证煤粉管的流速,而现在磨煤机运行时,辅助风挡板一直处于开启状态。

现正在寻求更好的处理方法。

目前华泽铝电2台机组均已完成168h试运,正式移交投产发电。

（责任编辑:

王苹志

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