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
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1、 总 第 9 6期 2 0 0 6年 3月第 1期 电 站 辅 机 Po we r S t a t i o n Au xi l i a r y Equ i pme nt Vo 1 9 6 Ma r 2 0 0 6,No 1 文章编号:1 6 7 2 0 2 1 0(2 0 0 6)0 1 0 0 2 0 0 5 1 0 0 0 MW 机组带旋转分离器的 HP l 1 6 3 D y n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 7 1 0 0 3 2)摘 要:用于我 国首台 1 0 0 0 MW 机组的 HP l 1 6 3 D y n型
2、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:T K 2 8 4 3 文献标识码:A Th e Fe a t u r e s o f Co ns t r u c t i o n De s i g n o f HP Pu l v e r i z e r wi t h Ro t a r y Se pa r a t e r l 1 6 3 Dy n B
3、 o wl T y p e Me d i u m s p e e d f 0 r 1 0 0 0 M W Po we r Uni t I U Zh i h o u (De p a r t me n t o f S u p e r v i s i o n a n d Op t i mi z a t i o n,Xi a n Th e r ma l P o we r Re s e a r c h I n s t i t u t e Co I t d,Xi a n,S h a a nx i,7 1 0 0 3 2 C h i n a)A b s t r a c t:Th e HP 1 1 6 3 D
4、 y n me d i u m-s p e e d p u l v e r i z e r f o r t h e f i r s t 1 0 0 0 Mw p o w e r u n i t i s t h e mo s t a d v a n c e d c o mt e m p e n a r y c o a l p u l v e r i z i n g e q u i p me n t i n t r o d u c e d i n o u r c o u n t r y Amo n g t h o s e i n s i g n i f i c a n t t e c h n o
5、l o g i c a l i n n o v a t i o n s,t h e a d o p t i o n o f t h e l e a d i n g t e c h n o l o g y o f r o t a r y c o a l p o wd e r s e p a r a t o r i s t h e mo s t s t r i k i n g o n e Th e f e a t u r e s o f t h e c o n s t r u c t i o n d e s ig n o f t h i s c o a l p u l v e r i z e r
6、h a v e b e e n e v a l u a t e d a n d a n a l y z e d i n t h e v i e w o f e q u i p me r t ma n u f a c t u r i n g s u p e r i nt e r d a nt Ke y wo r d s:b o wl t y p e me d i u m s p e e d p u l v e r i z e r r o t a r y s e p a r a t o r;c o n s t r u c t i o n d e s i g m r a t e o f r e p
7、e a t e d l o a d ,。!1 刖 吾 华能浙江玉环电厂新建 1 0 0 0 Mw 超超临界发 电机组为我国容量最大技术最先进的发电设备。其 直流锅炉 的最大连续蒸发量为 2 9 5 3 t h。锅炉设计 中采用 中速磨煤机冷一次风正压直吹式制粉系统,每台锅炉配置 6台 HP 1 1 6 3 Dy n型碗式 中速磨煤 机。5运 1 备。HP 1 1 6 3 Dy n中速磨的生产技术系 2 0 0 4年 由 美国 AI S TOM 公司引进。除属于核心技术 的旋转 分离器由 AI S O TM 制造和装配外,其余绝 大部分 均由上海重型机器厂承制和配套。笔者有幸最先参加我国首 台该
8、型中速磨的制造 监理和见证工作。由于外方提供 的资料奇缺,技术 数据 匮乏。一些理解认识 和分析意见,只能是现阶 段和粗线条的。收 稿 日期:2 0 0 5 1 00 8 作者简介:陆忠厚(1 9 3 7 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。2 O 维普资讯 http:/ 1 0 00MW g带旋转分离器的 HP 1 1 6 3 Dy n型碗式中速磨煤机的结构设计特征浅析 电站辅机总第 9 6期(2 0 0 6 No 1)2 HP 1 1 6 3 D y n的主要性 能 参数和 技术 参数 2 1 HP 1 1 6
9、3 D y n中速磨煤机主要性能参数 该型号中速磨煤机主要性能参数下主要技术参 数见表 1、表 2。表 1 主要性 能参数 项 目 内 容 单位 技 术 数 据 原煤 粒 度 3 O 要 求煤 粉 细 度 R9 o 1 5 3(5 3 5 )入 口干燥 介 质 温 度 l(:2 4 5(一 次风 温 3 2 5)出 口风温 7 6 石子煤量 0 1 出 口风粉 量 偏 差 各 5 磨煤机 最大出力 t h 9 5 1 2(B-MC R为 7 3 1)最 大 通 风 阻 力 k P a 4 5(MC R 为 4 2)旋 转 分 离转 速 3 0 9 0 表 2 主要技术参数 项目 单 位 数 据
10、 磨煤机型号 HP 1 1 6 3 D y n 磨碗 转速 r m1 n 2 7 7 磨煤机 高度 1 1 4 磨煤机 重量 k g 2 3 O 7 4 4 减 速 箱 型 号 KMP 3 7 0 变频 额 定功 率 k W 5 6 变频 器 功 率 k W 电动机 型号 YHP 6 3 0 6 3 HP 1 1 6 3 Dy n的外形结构 该型号中速磨煤机的核心构件布置及相对位置 见 图 1。图 1 磨煤机外形 结构简 图 4 HP 1 1 6 3 D y n中速磨 的结构 设计创新 及评价 4 1 采用 全新 的概 念旋 转分 离器 结构 为诸多技术创新 中的最大亮点(详 见后第 6条 内
11、容)。4 2 磨辊装置的改进:弹簧加载装置的改进:加载弹簧的外套(4 8 0 1 O钢管)上的法兰直接与磨辊】盖板单独螺栓连 接。外套不再有与门盖板 之间的相对 的轴 向位移,从 而彻底摆脱该处不易密封的问题。同时,加载弹簧承力螺栓 与磨辊头之间重要间 隙(1 0 5 mm),直接用其端部 的 8个螺栓 调整。其与 弹簧加 载力 的调 整 完全独,互不 干扰。两种调整工作直观、简单、便并与密封无涉的 新 特 点将受 到 电厂 的欢迎。磨辊头的改进:在磨辊头与加载弹簧承力螺栓 的问隙处,磨辊头承力点原为J J J J 工装配件,在热状态 和冲击力作用下,容易变形、失稳,甚至脱落 失效。HP 1
12、1 6 3 D y n磨机已将该承力点改为球形结构且与 磨辊头整体铸造。不但运行可靠性大大提高,而且 能保证其作用力方向沿着加载弹簧承 力螺栓的轴中 心方向,从而改善了弹簧的受力状态。磨辊耳轴部分的改进:取消了结构复杂制造要求 高,f 1+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 4 mm。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。4 3 侧机体(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
13、在空 中。HP 1 1 6 3 D y n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 2 mm),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(1 6 Mn)作为静止件,施工方便,运 行可靠,且间隙值很容易调整到位。取消了磨碗毅上下裙罩装置:原 HP的上下裙 维普资讯 http:/ 电站辅机总第 9 6期(2 0 0 6 No 1)罩结构复杂,制造要求高,装配工作繁琐。取消后,刮
14、煤板通过螺纹联结,直接生根于磨碗毂 的特制方 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 9 O度(最大)形成大尺 寸间隙,减少了磨损并增加其通过能力。取消 了下部的拼装衬板。刮板底部 1 0 I l l m 间 隙调整工作方便容 易,且石子煤容易刮净。侧机体 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,缺少将石
15、子煤 向外推移的分力(尤其是靠内侧处)。磨碗机密封装置的改进:下部密封由金属片密 封改为两条叠置的 Y1 0 6 1 3 3油浸石棉盘根密封,由于盘根内圈与磨碗毂之间为非接触 型设计,为防 止盘根的圆周方向和径 向移动,特设计有 均布的定 位针进行制动。技术优点为:(1)从根本上 克服 了金 属密封 片对磨碗毂(l 9 2 7 mm直径)的划伤和磨损。且安装找正工作亦 极方便。(2)因非接触状态减少了功率消耗。(3)经过滤的冷风从上密封处(间隙 0 5 I i l l i 1)向 上高速喷出。下密封处 的少量漏流,有利磨碗毂的 冷却,减少热传导,改善了减速机 的工作环境。从传统的观念看,盘根密
16、封属于最简单、最原始 的密封结构,似乎是一种技术上的倒退和复古,但这 种密封结构却有安装方便维修简单的优点。磨碗衬板 的改进:取 消了数量较少的衬 板上部 表面倾斜分布的筋条。其结构复杂但作用不大。且 运行几千小时后就被磨光。每个衬板单重达 3 8 k g,似嫌偏重。4 4 气动排密阀的改进 由传动结构异 常复杂,调整工作繁琐的翻板式 结构改为水平插板式,降低了高度尺寸。取消了内设 衬板,降低流通阻力,减少了维护工作量。5 旋转分离器结构 旋转分离器的结构示意图见图2。电机、减速 图 2 旋转分离器结构示意 图 6 旋转分 离器 的结构设计特征 的评价与 分 析 6 1 旋 转 分离器 的 支
17、承 结构 旋转分离器是两个支承轴承位于最高端的 式 悬吊笼体结构。其外伸部分长度尺寸约为 2个传动 轴承间距 的 3倍以上,属于稳定性极高的悬吊结构。笼体旋转中心为大直径尺寸 的空心钢管(直径 远大 于落煤管直径 6 1 0 mm)。静挠度为零以及设备重 心 明显 下 置的两 大 特 点,无 疑 为 悬 吊结 构在 旋转 中 创造了优越 的前提条件。6 2旋转分离器的转速范围 旋转分离器 的转速范围为 3 O 9 0 r mi n。随负 荷的大小而增 减其转速。传动 系统 通过 7 5 k W 的 变频器改变输 出频率从而实现 6 5 k W 电动 机的转 速调整。电动机后的减速箱传动 比为
18、7 4,三角皮 带轮的传 动 比为 2 2 3 6。以给 煤机转 速指令 为信 号,实现 自动或远程 的变频器频率控制(即分离器转 速控制)。6 3 旋转 分 离器 笼体 结构特 征 分离器笼体为上大下小的在外缘设置 7 2个直 板后倾 叶片(叶片长 1 0 0 mm、厚 l 2 mm、后倾角约 4 5。)的空心结构。上部大端外径约 3 5 3 5 mm,下 部小端外径约为 2 6 4 7 mm,高度约 1 3 0 0 I l l m。大 小两端尺寸使叶片布置的倾斜角约为 1 9。下部小 端进风环形截面宽度为 7 6 3 mm。显而易见,这种从 下向上,通流断面积逐递减少 的结构尺寸,有利于风
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