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1000MW机组带旋转分离器的HP1163/Dyn型碗式中速磨煤机的结构设计特征.pdf


文档分类:汽车/机械/制造 | 页数:约6页 举报非法文档有奖
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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..,:1672—0210(2006)01—0020—051000MW机组带旋转分离器的HPl163/Dyn型碗式中速磨煤机的结构设计特征浅析陆志厚(西安热工研究院有限公司监检优化部,陕西西安710032)摘要:用于我国首台1000MW机组的HPl163/Dyn型中速磨煤机是我国最新引进的当代最先进的制粉设备。在诸多重大技术创新中,以率先采用旋转式煤粉分离器的前沿技术最为醒目。该文以设备制造监理工程师的视角对其结构设计特征进行了评介和分析。关键词:碗式中速磨煤机;旋转分离器;结构设计;重复负荷率中图分类号::ATheFeaturesofConstructionDesignofHPl163/DynBowlTypeMedium—speedPulverizerwithRotarySeparaterf0r1000MWPowerUnitIUZhihou(DepartmentofSupervisionandOptimization,Xi’anThermalPowerResearchInstituteCo..Itd,Xi’an,Shaanxi,710032China)Abstract:TheHP1163/Dynmedium-tem—,—structiondesignofthiscoalpulverizerhavebeenevaluatedandanalyzedintheviewofequipmertmanufacturingsuper—:bowltypemediumspeedpulverizer~rotaryseparator;constructiondesigmrateofrepeatedloadHP1163/Dyn中速磨的生产技术系2004年由·1—刖^‘,。!吾美国AISTOM公司引进。除属于核心技术的旋转华能浙江玉环电厂新建1000Mw超超临界发分离器由AISOTM制造和装配外,其余绝大部分电机组为我国容量最大技术最先进的发电设备。其均由上海重型机器厂承制和配套。直流锅炉的最大连续蒸发量为2953t/h。锅炉设计笔者有幸最先参加我国首台该型中速磨的制造中采用中速磨煤机冷一次风正压直吹式制粉系统,监理和见证工作。由于外方提供的资料奇缺,技术每台锅炉配置6台HP1163/Dyn型碗式中速磨煤数据匮乏。一些理解认识和分析意见,只能是现阶机。5运1备。段和粗线条的。收稿日期:2005—10—08作者简介:陆忠厚(1937一),男,毕业于西安交大锅炉制造专业,教授级高级工程师,长期从事电站风机实验研究和产品开发工作。2O:..维普资讯1—1—000M—W~g带旋转分离器的HP1163/Dyn型碗式中速磨煤机的结构设计特征浅析电站辅机总第96期()2HP1163/Dyn的主要性能参数和技术4HP1163/(详见后第6条数见表1、表2。内容)。:项目内容单位技术数据原煤粒度≤3O弹簧加载装置的改进:加载弹簧的外套(480要求煤粉细度R9o<(5~35)×1O钢管)上的法兰直接与磨辊『】盖板单独螺栓连入口干燥介质温度l(:245(一次风温325℃)接。外套不再有与门盖板之间的相对的轴向位移,。出口风粉量偏差各5同时,加载弹簧承力螺栓与磨辊头之间重要间磨煤机最大出力t/(B-)()隙(1±),直接用其端部的8个螺栓调整。旋转分离转速30—90其与弹簧加载力的调整完全独,互不干扰。表2主要技术参数两种调整工作直观、简单、便并与密封无涉的项目单位数据新特点将受到电厂的欢迎。磨煤机型号HP1163/Dyn磨碗转速r/:,磨辊头承力点原为JJJJ工装配件,在热状态磨煤机重量kg23O744和冲击力作用下,容易变形、失稳,甚至脱落失效。减速箱型号KMP370变频额定功率kW56HP1163/Dyn磨机已将该承力点改为球形结构且与变频器功率kW磨辊头整体铸造。不但运行可靠性大大提高,而且电动机型号YHP6306能保证其作用力方向沿着加载弹簧承力螺栓的轴中3HP1163/Dyn的外形结构心方向,从而改善了弹簧的受力状态。该型号中速磨煤机的核心构件布置及相对位置磨辊耳轴部分的改进:见图1。取消了结构复杂制造要求高,f1+无很大作用的耳轴偏心设计(现场很少有人去进行调整)。同时耳轴小端(在内部方向)的径向定心轴段的轴向尺寸减少了4mm。组装中,施人员反映,组装上作异常轻便。该项改进体现r“以人为本”设计理念。(下段机壳)内的改进:叶轮装置的改进:原HP磨煤机叶轮装置叶片卜部,分别被内外环形简圈焊接固定一个整体。而叶片下半部两侧则裸露在空中。HP1163/Dyn磨煤机则将内外环形简圈尺寸延长,并与叶片下半部焊接在一体。这样无疑使叶片扇风的作月】大大加强,有利于一级分离过程的加强和石子煤量的减少以及煤粉干燥与混合过程路径的延长。叶轮装置与侧机体之间动静{蕲封间隙(9±2mm),原用另一个焊接在侧机体的环形筒圈作静止件。现改用方钢(16Mn)作为静止件,施工方便,运行可靠,且间隙值很容易调整到位。图1磨煤机外形结构简图取消了磨碗毅上下裙罩装置:原HP的上下裙:..维普资讯电站辅机总第96期()罩结构复杂,制造要求高,装配工作繁琐。取消后,刮煤板通过螺纹联结,直接生根于磨碗毂的特制方电机、减速形凸台上。装配和检修非常简便。石子煤刮板的改进:原4个刮煤板改为2个。其实一个已够(刮板约每2秒转一圈)。考虑平衡和损坏,改成两个是适当的,减少了功率消耗。刮煤板径向尺寸减少,有利于延长使用寿命。刮煤板增设了扭转弹簧设计。当遇有大块石子煤时,下部的耐磨刮板会自动向后并向上翻转9O度(最大)形成大尺寸间隙,减少了磨损并增加其通过能力。图2旋转分离器结构示意图取消了下部的拼装衬板。刮板底部10Illm间6旋转分离器的结构设计特征的评价与隙调整工作方便容易,且石子煤容易刮净。侧机体分析内原本不易磨损的周向衬板也被取消,十分合理。不足之处是:刮板为全径向布置,(尤其是靠内侧处)。旋转分离器是两个支承轴承位于最高端的式磨碗机密封装置的改进:下部密封由金属片密悬吊笼体结构。其外伸部分长度尺寸约为2个传动封改为两条叠置的Y10×6133油浸石棉盘根密封,轴承间距的3倍以上,属于稳定性极高的悬吊结构。由于盘根内圈与磨碗毂之间为非接触型设计,为防笼体旋转中心为大直径尺寸的空心钢管(直径远大止盘根的圆周方向和径向移动,特设计有均布的定于落煤管直径610mm)。静挠度为零以及设备重位针进行制动。技术优点为:心明显下置的两大特点,无疑为悬吊结构在旋转中(1)从根本上克服了金属密封片对磨碗毂(创造了优越的前提条件。l927mm直径)的划伤和磨损。。旋转分离器的转速范围为3O~90r/min。随负(2)因非接触状态减少了功率消耗。荷的大小而增减其转速。传动系统通过75kW的(3)经过滤的冷风从上密封处()向变频器改变输出频率从而实现65kW电动机的转上高速喷出。下密封处的少量漏流,有利磨碗毂的速调整。,三角皮冷却,减少热传导,改善了减速机的工作环境。。以给煤机转速指令为信从传统的观念看,盘根密封属于最简单、最原始号,实现自动或远程的变频器频率控制(即分离器转的密封结构,似乎是一种技术上的倒退和复古,但这速控制)。种密封结构却有安装方便维修简单的优点。:取消了数量较少的衬板上部分离器笼体为上大下小的在外缘设置72个直表面倾斜分布的筋条。其结构复杂但作用不大。且板后倾叶片(叶片长100mm、厚l2mm、后倾角约运行几千小时后就被磨光。每个衬板单重达38kg,45。)的空心结构。上部大端外径约3535mm,下似嫌偏重。部小端外径约为2647mm,高度约1300Illm。。。下部小由传动结构异常复杂,调整工作繁琐的翻板式端进风环形截面宽度为763mm。显而易见,这种从结构改为水平插板式,降低了高度尺寸。取消了内设下向上,通流断面积逐递减少的结构尺寸,有利于风衬板,降低流通阻力,减少了维护工作量。粉混合物相对比较均匀的接近笼体的叶片,使机顶盖上部的涡流流动及其能量损失亦相应减少。。旋转分离器大端外缘与机顶盖间动静密封间隙(3±)。机顶盖为组焊件,其制造公差一般:..维普资讯塑堂篮堡坌离器的HP幽/Dyn型碗式中速磨煤机的结构设计特征浅析电站辅机总第96期()%o-3%。。机顶盖外径为3655mm,一般制程依序为空心轴、小端底板、72个叶片到部大端造的公差范围为9~11mm。而旋转分离器要求动外缘呈U形受力路线。如有间隙碰摩问题出现,可静间隙为3±,似乎难以达到。通过底板上的联接螺栓进行微量调节,使间隙恢复HPI163/Dyn采用r非常巧妙的结构设计(见到正常值。图3)通过监造发现其不足之处为:(1)间隙3±,带有小手工作坊操作的原始性质(见图3)。组装质量受制于施1二人员的技能、敬业精神和情绪等不确定因素的影响。(2)动静间隙碰摩后产乍的火花是一种潜在威胁。从组焊施工过程观察分析,密封环采用普通钢板的可能性极大。在碰摩后产乍火花的条件下,易发生燃烧甚至爆炸等意外事故。作为静止件的密封环,应采用碰摩后不会产l牛火星,并具有可焊性较好的特殊材料。图3转于密封局部放大图(3)笼体尺寸相对较大,只能从机顶盖下部吊在旋转分离器笼体上部大端外缘,特殊设计了入。电厂检修条件较差。笼体下部小端与底板的多一个尺寸精度较高的密封环(厚度约12mm,高度约次螺栓拆装和运输会降低原有笼体的装配和动平衡为45mm)。为保证其间隙(3±),在大端外精度水平缘与密封环间,。密封环在安装时焊接在机顶盖的45旋转分离器是个送风方向与主气流方向相逆的度斜度的外壳之内,可通过密封环的上下位移来调风扇叶轮。整组焊缝隙的大小。在旋转分离器低速试时(转速30r/min,频率在监造工作中,),分离器内的杂物沙尘即被有力地甩出。点或特点:现场见证了分离器的分离能力是存在的,能有效地(1)径向摆动量较小。密封间隙设置在上部大再次分离出混入分离器内的粒度较粗的煤粉,这是端,其与下轴承的垂直距离较短,故径向摆动量较我们所希望的。与此同时,我们也发现分离器存在小。在试车中观察,其下部小端径向摆动量高达】0着从上向下流动的气流这种逆向气流的存在而形rnm,而上部大端的3±,在客观上,使该磨煤机诸多改保证。进的减阻措施得到不同程度地抵消。甚至会出现增(2)热态问隙的变化量几乎为零。计算结果令阻大于降阻的结果,在分离器高速旋转时更是如此。人满意。热态运行中,吊笼因热膨胀而位置下移,正我们知道,普通HP磨煤机系列的气流阻力标好与机顶盖上部受热后引起吊笼的同向下移抵f肖。。而本磨煤机在保证出力通风量与此同时,吊笼受热后外径增大,与机顶盖的外径加(),在最大出大方向相同。力时(),(3)分离器的外缘旋转部分高度只有12Film,不kPa。在今后旋转分离器技术的扩展虚用中,要充易与较高的45mill密封环相碰摩。厚度为12mm分估计这种阻力。不然,这种阻力将成为应门』中的旋转外缘,制成特殊的锯齿形结构,不但增加了穿过制约因素。密封间隙处气固两相流的阻力,减少了其短路泄漏在某种意义上,旋转分离器足一个多叶式(72量。并且在旋转中万一发生碰摩,突出的锯齿会首片均布的后倾角为45。的直板叶片)的混流型(径向先被磨掉而恢复正常运行。流动和轴向流动)立式单叶轮风扇。(4),笼体上部结构弹性增强。动力传递过旋转分离器传动轴承的密封问题与转速远程监:..维普资讯电站辅机总第96期(?,)视。静态分离器上部的4o个外伸转动轴取消后,向实际上,主气流中煤粉的运动和分离是上述两外漏粉的密封问题,从根本上得到解决,顶部卫生状种运动的综合结果。分离后沉降回落的粗粉的份额态改观。静止的落煤管外径与旋转的皮带轮轴之间越大,则分离效果越高,也即出El煤粉细度更趋均隙密封,采用径向布置的迷宫结构,以高压空气密匀。我们理解的旋转分离器粗粉重复负荷率小的优封。点,并不是表现在分离器本身。严格地说,应该指的旋转分离器传动轴承的下部密封,用间隙值为只是沉降在磨碗E的粗粉重复研磨过程。~。。在不通冷风的情况下试车4小时后,该静我们知道,静态分离器的粗粒煤粉,通过内锥体动间隙因发热膨胀而咬合卡死,旋转分离器停止转的下部环形断面,同原煤管的下落原煤(粒度3O动这种故障引起皮带轮打滑和电动机噪音增大,ram)一起降落在磨碗中心。同时,与原煤混成一体在现场特具现象下及时判断和处理的。在电厂运行并进入原煤之间的空隙之中。其缺点和不足分析如过程中,依靠集控室内的远程判断是困难且滞后的。下:已经进行的现场改进,是将上述间隙加大到原煤问空隙率减少,使热风不易进入原煤之间。~.,运转6小时后一切情况正常。还未弱化了原煤干燥的过程和能力。进行的重要改进工作是:在旋转分离器上,应及时加原煤进入锥形磨辊小端时,由于粗粉在空隙中装必要的转速表或计数装置,并将其指示引到控制的“软垫”作用,吸收冲击能量降低破碎效果。盘上。粗粒煤粉是原煤之问产生相对移动的“”。使原煤在被辗碎过程中产生不希望存在的沿来自磨碗水平面上的风粉混合物两相流,可以圆周方向和半径减少(下坡)方向的滑移,须重复辗大致简化分解为垂直上升和周向旋转的两个不同方碎。向,有助于我们的分析和讨论。沉降粗粉不但有害地占用了极其有限辗磨空垂直上升气流:在BMCR条件下,每台磨机的间,并且粗粉本身得到重复研磨和过度研细。,在分离器体内的气流上升导致过细的煤粉的份额无益的增大,增大了煤粉的速度为2。68m/s。进入笼体下部小端的环形断面不均匀性(从过细方向)。(4340/(/)2647mm)(见图2)在吊笼下m/s,(26Pa)。经计部小端(,51TI)之外。离心力的作用使算,进入长度为l375mm的倾斜19。的叶片时转向粗粉向外运动和沉降的内侧位置,。。这个内侧位置距锥形磨辊大端端面56m/s()的叶片工作面撞击下,气(下部)很近,水平距离约175mm。重复回落粗粉,流中的粗粒煤粉获得了新的能量,并沿着向下和向只参加辗磨令程中的最后不到三分之一的局部细研外的两个方向运动而被分离出来并向下沉降到磨辊作业。大端附近。合格的较细的煤粉,因其惯性小易转向不难看出,吊笼下部小端外径尺寸一约而进入叶片的内部。2650Into,确属颇费匠心的相应最佳选定值。旋周向旋转气流:旋转的气流中的粗粒煤粉,在离转分离器使磨煤机的辗磨和干燥出力提高,耗电减心力作用下趋向机壳的内壁面方向。旋转分离器的少,煤粉细度级配分布趋向更均匀的诸多突出优点周向旋转加快了气流旋转速度,从而强化了该离心均大致根源于此。分离过程。,推力不足。且因惯性较大,加速过程比较旋转上升的风粉混合物的细度级配和浓度都是困难,更不易完成转向过程后进人叶片之内。数量很不均匀的,进入不断旋转的分离器的各个叶片内较小的粗粉进入叶片中部后也将被叶片表面撞击后的机率是不断变化而且不能确定的。这种不确定弹向朝外和朝下方向再次被分离。旋转分离器转速性,使4个排出管的风粉分配,在某一瞬间有可能是越高,则进入叶片内的煤粉细度越细。各不相同的,但总体来说则是分布(下转第27页)24:..维普资讯核能发电与我国梭电事业之路电站辅机总第96期()组2003年7月24H投运。田湾两台VVER机组笔者所在公司就承接了岭澳二期核岛的108台不锈从俄罗斯引进,计划在2O05年底投运。大亚湾机组钢核容器;9月7日,,1994年2月和5月分别投入运行。9O年代扩建两套650MW机组核岛和常规岛没备合同,包中期,在大亚湾附近的岭澳建设了与大亚湾相同的括发电机,蒸汽发生器,反应堆堆内构件,控制棒驱压水堆l000MW机组,已于2002年和2003年分动机构等主要设备。展望不远的将来,到2020年,别投入运行。笔者所在公司为其提供了核岛内的三核电装机容量将达36000Mw,我同核电事业将迎十多台不锈钢核容器。米引进吸收、消化和独立掌握第代百万千瓦级大根据困家发改委的规划,到2020年,国内核电型压水堆核电设汁、制造、施工的黄金时期。,具体说来在参考文献:2006年~2015年就要建造3O套1000Mw机组。针对我国电力严重短缺的局晰,国家的电力发展方[1],2005,(8).针现为大力发展第三代大型先进的压水堆核电站,[2],推进核电设备国产化rJ].,(3).以及研发更先进的第四代快堆核电站。目前,国家[:{]金瑜,:春天咀走向辉煌[·,20()~,包括秦L【J二期扩建、三门新建、岭澳二期、阳江新建等一系列项目。2005年8月,(上接第24页)均匀的。每个排出口气流水平旋转速度约为4~12们知道,上述两种速度值在数量级卜远比普通Jx【扇m/s。4个排出管内垂直上升的风粉混合物的分配要低得很多。均匀性,无疑更优于叶片处的风粉均匀性。出口安装角为后倾45。的直板式叶片,‘型。。据用给煤机转速大小作为旋转分离器调速指令,介绍,该叶片材质为某种而寸磨钢。45。后倾角使其获似乎不属最佳。当燃用煤种质量变化、给煤机上部得较大的径向刚度和周向刚度。堵管、磨碗上存煤过多或过少时、锅炉负荷升降时给预计叶片磨损点是均匀分布的。对其动平衡精煤机转速大小并不能代表和反映磨煤机实际出力,度无显著影响。旋转分离叶片下部小端的煤粉进入表现出其非直接性和滞后性的不足。如以风量大小量将略大于叶片上部大端,但因下部小端的旋转线作为控制指令似乎更接近实际一些。速度相对较低,。旋转分离器因不断旋转和碰撞反击煤粉,叶片※※※※※※※※※※※※※※的磨损问题随之H{现。现略试综合分析一下其中的最后的话:本文评介了HP1163/Dyn中速磨的有利因素:结构设计特征。有些问题尚期待在今后运行实践中叶片宽度长(13751111"11).径向进入平均流速低得到修正。对上海重型机器厂沈光明付总师、滕曼(),且比较均匀。周向旋转的气流速度远谷高工、任伟斌工程师和西安热工研究院检监优化低于叶片旋转的同向线速度,对撞能量较小。按斯部雷请计高工给予的帮助和支持,在此谨敛谢意。托斯克方程式,磨损量与速度的三次方成正比。我

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