螺旋推进器结构改进

MGS
螺旋推进器结构改进
上重设计研究所
MGS双进双出钢球磨煤螺旋推进器结构改进
一、创意背景
双进双出钢球磨煤机是国外在八十年代开始应用的一种用于电厂直吹式燃煤 制粉系统。该制粉系统因自动化程度高，煤种适应性广，煤粉细度高，便于维护， 符合现代化大型电厂要求高等特点，深受电厂用户青睐。 1995年，上重厂通过 引进法国阿尔斯通双进双 出磨煤机技术，已成功开 发出MGS4760、4360、 4060、5272等系列磨煤机， 使用业绩多达450台。使用 效果表明，双进双出钢球 磨煤机由于其独有的优势， 非常符合国内大、中型燃 煤电厂的使用，尤其是我 国的电厂用煤种类复杂、 煤质差，更适宜采用双进 双出钢球磨煤机。
与创造者共创未来 ——上海电气
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六、经济性分析
1、对于上重： 国内已安装运行的双进双出磨煤 机，进口福斯特.惠勒的有约1500台， 沈重业绩超过1000台，上重业绩约450 台，运行总量超过3000台。这几家公 司生产的磨机，结构和原理相似，运 行中易发问题也主要集中在螺旋输送 器和分离器方面。若上重公司可通过 技术开发有效解决该问题，不但在整 机合同的承接上可具备技术优势，在 现有磨煤机的改造市场上也将拥有足 够的竞争力，市场广阔。单台磨机改 造费用20万元，3000台磨机，改造市 场总额将达到6亿元。 另外，此技术的应用，可有效降低 磨煤机设备在质保期内的故障率，为 公司质保金的收回将起到积极作用。 2、对于用户： 在电厂日常发电中，据调查，约30%的螺旋 推进器由于轴承失效、撑杆断裂、叶片断裂等各 种问题，在检修期之前会被迫停机更换螺旋推进 器的部分零件，由此造成的非计划停机，直接维 修更换成本约为10万元，非计划停机成本约为50 万元；百万机组每年损失=(直接维修成本：10万 元+非计划停机成本：50万元)x2=120万元. 如果实施上述的改进方案，可以实现： 1、极大程度的提高轴承的使用寿命； 2、降低电厂运行中螺旋输送器出故障的风险， 从而减少非计划停机； 3、有效降低机组的非故障停机维修次数，维持 机组的稳定运行，每年为电厂节约≥100万RMB的 各种直接和间接损失； 4、减少客户投诉，赢得更好的客户口碑和更广 泛的市场。
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改进方案：
改进薄弱点，在保持原有焊接结构 的同时，在叶片冲刷面的焊缝处焊 一小块钢板保护焊缝，有效延长破 坏周期，使焊缝和叶片的磨损寿命 趋于一致。
改进后
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4、推进器端部堵煤磨穿壳体
原因分析：
当螺旋推进器旋转时，原煤从混煤箱 泻落后，一部分原煤堆积在螺旋推进 器端部与壳体的环行间隙里，并且越 积越多，久而久之易磨穿壳体和热风 盒的底部钢板。已有不少电厂出现此 类情况。 螺旋状挡板
3、在轴承座中央位置开轴承润滑孔， 以完成对自密封轴承的定期加油工作。
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2、螺旋推进器撑杆断裂 原因分析：
F1 支撑点1 断 裂 易 发 生 位 置
F1 支撑点1
采 用 高 保 护 套 F12 支撑点2
1 ）螺旋推进器制造以及安装的误差： 安装时整个推进器同心度没有调整到位， 导致磨机运行时径向跳动过大，撑杆受 力不均而加剧和衬板内孔的磨损，导致 四根撑杆无法均匀受力，极易导致撑杆 断裂。 2）螺旋推进器整体长度近4m，由于两 端部支撑，轴绕度大。 3）支撑点靠近下部，撑杆受力时力臂 长，剪切应力较大，因此支撑点2处为 应力集中部位易发生断裂。
轴承失效
端部易堵煤
撑杆断裂
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四、改进方案介绍
针对上述问题，首先对其产生具体原因展开分析， 然后对解决方案进行探讨：
1、螺旋输送器轴承部分损坏
原因分析：
1 ）螺旋推进器制造以及安装的误 差，导致磨机运行时径向跳动过 大。 2）螺旋推进器整体长度近4m，由 于两端部支撑，轴绕度大，轴承 受力大。 3)热风盒轴套处密封盘根磨损后漏 风，导致热风外泄，致使轴承处 温度过高，轴承润滑脂蒸发、碳 化。 4）轴承座处盘根密封因磨损导致 失去密封作用，导致热风携带粉 尘进入轴承座内部，使润滑环境 急速恶化。
MGS双进双出钢Байду номын сангаас磨煤螺旋推进器结构改进
二、创意介绍
螺旋输送器是双进双出磨煤机的核心部件，由螺旋推进器及输送器体组成， 它是磨煤机原煤、热风以及风粉混合物进出的唯一通道。螺旋推进器一端通过支 撑杆与筒体相连，另一端由输送器壳体外轴承支撑，当筒体旋转时带动螺旋推进 器旋转，将从给煤机落下的原煤强行推入筒体内碾磨。 由于双进双出钢球磨煤机 螺旋推进器为焊接件，由四根 撑杆联接到衬板孔里固定，筒 体旋转时带动推进器一起旋转 完成输煤功能。由于其结构特 点，轴向长度较长，且焊接件 加工精度难以控制，加之现场 安装误差的累积，容易造成推 进器运行时径向跳动过大，从 而导致一系列问题。
改进方案：
在螺旋推进器端部的环形钢板上焊接 一圈螺旋状小钢板，该小钢板旋转时 能推出环形间隙内的原煤，防止形成 死角，从而避免原煤堆积磨穿热风盒 和壳体钢板。现场照片和改进结构如 图所示 。
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五、可行性分析
1、本方案的2-4项已在近期整机项目（织金、白银项目）及部分已运行项 目改进中应用。
F22 支撑点2
改进方案：
加高了护套以更好的支撑撑杆，有 效改善撑杆受力情况 保护套可更好保护撑杆，防止磨损
支撑点3 改进前
支撑点3 改进后
改进前后支撑点2受力情况分析：
F12=F1 ×L1 ÷ L12；F22=F1 ×L1 ÷ L22 以MGS4766磨机为例：改前L1=600，L12=170，改后L1=600，L22=355 则F22=1.69F1，F12=3.61F1；F22=0.47F21
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三、解决的问题介绍
经过调研跟踪、结合各电厂 长期运行的实际情况，螺旋推进 器较易产生以下四个方面的破坏： 1）推进器轴承承失效 2）撑杆断裂 3）螺旋叶片磨损后断裂 4）推进器端部堵煤磨穿壳体 本项目针对以上问题展开研究 分析，提出了相应的解决方案。 叶片断裂
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3、螺旋叶片磨损后断裂
原因分析： 螺旋叶片一般采用进口耐磨钢板弯制、拼 焊而成，高硬度进口耐磨钢板对于焊接的要 求很高，但在制造过程中焊接质量往往不符 合要求。导致焊接处成为了叶片的薄弱环节。 由于此处焊缝焊接后进行磨平处理,过度打 磨使焊缝处厚度往往低于设计厚度，进一步 降低了焊缝处的寿命。 叶片用于磨煤机的原煤强制输送，在焊接 质量不达标、缺少保护、磨机运行时一直被 原煤磨损，当焊缝磨损至一定极限后，发生 断裂现象。 综合现场反馈，叶片焊缝处寿命远小于叶 片的整体寿命，断裂破坏位臵多为叶片拼焊 处。
2、成本：本方案没有明显增加设备制造成本，但在技术性能上，将对设 备有较大提升。 3、市场认可度：无论是法国ALSTOM、美国福斯特.惠勒还是上重、沈重， 该部分结构和原理基本相似，其多发问题也基本一致。螺旋输送器问题一 直是长期困扰用户，且无法有效解决的问题。本方案可有效解决这一系列 问题，大大延长螺旋推进器的使用寿命，本方案的推出，不仅可提高上重 公司在螺旋输送器技术的市场认可度，更可借此增加整机设备的技术竞争 力，拓宽在设备改造市场的核心竞争力。 4、适用性：本方案无论是对于新项目和已运行项目的改造中均很容易实 现。 5、风险性：本方案无任何不利风险。
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从整体上说，上重公司的双进双出磨煤机技术是成熟的、 先进的。但由于现阶段设备制造质量及多数电厂在安装、运 行、原煤质量的把控上均不过关，导致磨机在实际运行中容 易重复发生一系列影响设备运行的故障，给电厂的正常运行 造成了较大影响。 其中螺旋推输送器便是问题多发的环节。为增大上重双 进双出磨煤机的适应性，降低因制造、安装、运行不当等原 因造成的经济损失，增加上重公司产品的技术优势和竞争力， 项目组对原有螺旋输送器结构进行了进一步的调查、研究， 提出了一系列可以有效解决螺旋输送器多发问题的解决方案。
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改进方案：
1、采用自密封球面滚子轴承 自带密封,防水、防尘性能更好 降低轴承对外部润滑的要求 在外部润滑不良的情况下，大大加大 使用寿命
2、改进密封设计，将盘根密封改为主、 副密封唇口向外放置的骨架密封，并在 骨架密封和轴之间加装耐磨轴套。 提升密封能力 加强密封抗磨损和磨损后的持续密封 能力 解决轴需要热处理淬火的问题 解决密封处轴因长期磨损产生环沟后 无法正常密封且需要镀铬修复的问题