牟寶岐

【摘 要】某電廠2×600MW亞臨界燃煤空冷發(fā)電機組，鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配置MPS225型中速磨煤機12臺，在2008年機組投產后，發(fā)生磨煤機振動異常，嚴重影響鍋爐制粉系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，危及機組安全生產，并污染區(qū)域環(huán)境。結合電廠燃料運輸、運行方式、安裝質量等因素，深入分析磨煤機振動異常的原因，通過實施綜合治理，消除了磨煤機振動異常故障，為同類型磨煤機的檢修、維護工作提供了有價值的技術資料。

【關鍵詞】中速磨煤機 振動異常 原因分析 綜合治理

1 MPS225中速磨煤機概況

磨煤機設計參數如表1所示。

磨煤機典型故障：兩臺機組自2008年投運后，12臺磨煤機陸續(xù)發(fā)生石子煤電動執(zhí)行器損壞、拉桿關節(jié)軸承損壞，拉桿密封圈泄漏，傳動盤密封環(huán)泄漏，液壓缸軸封泄漏及磨煤機殼體振動異常等重大設備故障，綜合故障特征可分為殼體振動異常和密封泄漏兩大類型。

2 磨煤機振動異常分析及治理措施

2.1 磨盤、磨輥間落入難以碾磨的鐵件、煤矸石等異物

2.1.1 原因分析

中速磨煤機能夠把一定粒度的原煤碾磨成合格的煤粉，但是，煤粉中攜帶的鐵塊、石塊外形尺寸較大，硬度遠遠高于煤的硬度，這些材料難以粉碎，進入磨煤機后，在磨輥與磨盤之間的研磨輥道形成障礙，引起磨輥上下劇烈跳動，導致磨煤機振動異常。電廠投產初期燃煤中攜帶大量鐵件及煤矸石，雖然經過輸煤系統(tǒng)皮帶除鐵器、圓盤除鐵器及多道分離格柵，仍無法有效清除，隨煤粉進入磨煤機后，發(fā)生磨煤機內有異常聲響及殼體劇烈振動現象，經停磨檢查，發(fā)現磨盤瓦上有采煤機截齒、螺栓、鋼筋等外型較大的鐵件，清除后，磨煤機運行正常、無異音、殼體振動無異常。

2.1.2 處理措施

（1）提高原煤質量。配套煤礦投產后，終止了礦建期間劣質工程煤供應，開采的煤質優(yōu)良、穩(wěn)定，煤矸石量顯著降低，達到設計煤質標準；使用大采鎬煤炭開采技術，采煤設備鐵件脫落異常得到控制，煤粉中攜帶的大型鐵件顯著減少。

（2）調整除鐵器位置，提高除鐵效率。通過檢查輸煤系統(tǒng)，發(fā)現皮帶式除鐵器和圓盤除鐵器與輸送皮帶設計間距偏大，造成除鐵效果降低，采用降低除鐵器安裝位置的措施，間距由原設計450mm降低到400mm，提高除鐵器對原煤中鐵件的吸附能力；并在皮帶除鐵器下方加裝落煤斗蓋板，防止除鐵器分離出的鐵件掉入落煤斗，提高了輸煤系統(tǒng)的除鐵效率。

2.2 磨煤機斷煤

2.2.1 原因分析

（1）磨煤機煤層厚度不足。根據磨煤機加載傳遞系統(tǒng)“受力狀態(tài)圖”，三個磨輥沿圓周方向均布于磨盤滾道上，每只磨輥的重量9.8噸，運行時，碾磨力則由液壓加載系統(tǒng)產生，通過靜定的三點系統(tǒng)，每只磨輥承載6.5-11MP的液壓加載力，這些力全部作用在磨盤上，并經傳動盤、減速機后通過底板傳至混凝土基礎。磨煤機磨盤、磨輥碾磨部件材質選用鉻鑄合金鐵，硬度極高，在磨煤機斷煤異常狀況，磨盤和磨輥的碾磨軌道上煤層厚度小于20㎜，運行中產生振動異常現象。

（2）原煤倉落煤管道堵塞。2009年2月，#1爐B給煤機在1周內發(fā)生2次斷煤故障，經檢查，由于原煤在輸送過程中攜帶水，落入原煤倉后，煤粉和水凍結形成大煤塊，卡在原煤倉落煤口，堵塞落煤管，造成給煤中斷；2009年4月，#1爐F給煤機發(fā)生2次斷煤故障，經檢查由于煤塊卡塞落煤管，造成給煤中斷。以上故障顯示，在磨煤機斷煤時，均發(fā)生磨煤機振動異常現象。

（3）給煤機卡塞。2009年2月、4月，#1爐B給煤機發(fā)生2次斷煤故障，經檢查，B原煤倉入口落煤槽部位存在格柵局部變形、柵架鋼筋脫落缺陷，形成較大孔洞，大煤塊落入原煤倉，卡在給煤機入口機殼與輸送帶（下部裝有金屬托架）部位，造成給煤機停運、磨煤機斷煤故障，發(fā)生磨煤機振動異常。

2.2.2 處理措施

（1）完善制粉系統(tǒng)運行操作程序。沈重M225磨煤機啟動順序：啟動密封風機—啟動潤滑油系統(tǒng)—啟動液壓油站—開啟冷風調節(jié)擋板—開啟熱風調節(jié)擋板—調節(jié)冷風調節(jié)擋板—啟動磨煤機—啟動給煤機—磨煤機加載至正常運行—風煤調節(jié)。此程序先啟動磨煤機，再啟動給煤機，即無法頂升磨輥啟磨，也無法提前向磨盤布煤，在啟磨前磨輥與磨盤直接接觸，碾磨區(qū)無煤層，啟磨初期，會發(fā)生磨煤機振動異常現象。電廠組織磨煤機運行方式專題討論會，制定磨煤機預布煤的技術措施，首先啟動給煤機，以每小時20噸的給煤率供煤2分鐘，約600-700Kg煤粉，啟磨后可在磨輥與磨盤之間的碾磨軌道形成煤層，然后，按照沈重M225磨煤機啟動程序操作磨煤機運行，減小了磨煤機啟動初期由于碾磨區(qū)域無煤產生的振動異常，達到磨煤機啟動、停止運行操作快捷的效果。

（2）提高輸煤系統(tǒng)設備可靠性。輸煤檢修班定期檢查落煤格柵，及時修補完善損壞的格柵；在#2膠帶輸送機頭部增加大塊煤粉分離器，有效分離原煤中攜帶的大煤塊，防止大煤塊進入原煤倉堵塞落煤管或卡塞給煤機；做好煤場的防凍措施，預防冰塊、水流入原煤倉，做好煤場及輸煤系統(tǒng)維護工作，提高輸煤系統(tǒng)設備可靠性。

（3）加強設備監(jiān)護，執(zhí)行定期工作，及時消除故障。加強運行人員工作責任心，認真監(jiān)護系統(tǒng)制粉系統(tǒng)運行狀況，定期進行設備就地巡檢，及時處理突發(fā)設備異情；維護班組每月定期檢測除鐵器的磁感應強度，數值不低于900高斯，提高除鐵器的可靠性。

2.3 磨輥、磨盤、加載架不同心

2.3.1 原因分析

轉動機械的同心度是確保設備正常運轉的重要參數，轉動速度越高，中心距離越大，徑向、軸向跳動越顯著，相應的振動數值增大。在磨煤機安裝期間，同心度、裝配間隙等施工質量極其重要，必須嚴格控制以下質量監(jiān)督項目：

①磨煤機基框中心與基礎中心線偏差小于2mm；②減速機臺板面標高偏差0-10mm，水平偏差0.1 mm/m；③拉桿臺板面標高偏差0-10mm，水平偏差0.1 mm/m；④減速機與基框中心偏差+0.4mm，減速機輸出軸端面水平偏差小于0.2mm；⑤下架體支承環(huán)與減速機輸出軸同心度偏差不大于0.3mm；⑥三個磨輥找正桿尖端相聚于一點，并與磨煤機中心重合，標高與中心偏差均不大于3mm；⑦導向板與限位板的間隙在3-5mm 范圍。

以上每一項數據極為重要，必須測量、調整磨輥、磨盤、加載架的中心位置，裝配數值超標均會影響磨煤機載荷分布，導致磨煤機運行振動數值增大。

2.3.2 處理措施

找正磨輥、磨盤、加載架同心度。在#1爐C磨檢修中心找正項目中，控制以下工藝質量：

①檢查加載球碗與調心鋼球同心度，頂升磨輥，使用撬杠調整球碗位置，使其中心對中；②檢查加載架中心與減速機輸出軸中心同心，使用千斤頂調整加載架位置，同心偏差小于3mm；③檢查調整3只磨輥中心與加載架中心同心度、減速機輸出軸同心度，使用千斤頂調整磨輥位置，中心距偏差≤3mm；④檢查磨輥擺動角度，使用楔形塞尺測量輥柱內側、外側上下輥窩間距，使用千斤頂調整磨輥，要求輥柱四周間隙均勻，間距偏差+2mm。#1爐C磨中心找正、運行記錄如表2所示。

2.4 加載架限位板及中架體導向扳裝配間隙磨損超標

2.4.1 原因分析

（1）限位板與導向扳硬度不符合設計要求。限位板材料為GP16，設計硬度500HB，導向扳采用Q235鋼板表面堆焊耐磨層結構，耐磨層設計硬度400HB，在磨煤機檢修時，測量限位板硬度420HB，導向扳硬度310HB，部件實際硬度未達到設計值，耐磨性能降低，達不到預期的使用壽命。

（2）未定期調整限位板與導向板間隙。由于制粉系統(tǒng)熱一次風采用母管制結構，C磨煤機熱一次風氣動擋板存在關閉不嚴密缺陷，發(fā)生漏風缺陷，無法有效隔離系統(tǒng)，造成磨煤機內部溫度70℃，在機組運行期間無法實施磨煤機內部檢修工作。使磨煤機限位板與導向扳工作面間隙不斷增大，發(fā)生設備運行時撞擊力增大、加劇了限位板與導向扳磨損程度，造成磨煤機殼體振動值不斷增大劣化趨勢。大修檢查發(fā)現B、C磨導向扳表面7mm的防磨堆焊層磨損，導向扳磨損厚度7mm，限位板磨損量12mm，總的磨損厚度26mm，配合間隙嚴重超標。

2.4.2 處理措施

（1）使用質量合格的限位板及導向扳，限位板硬度500HB，導向扳耐磨層硬度400HB；采購質量合格的限位板及導向扳，并做好備件材質、硬度等質量檢測及驗收，嚴格控制備件質量合格。

（2）調整限位板與導向扳間隙。在磨煤機檢修中，檢查調整限位板與導向扳間隙，調節(jié)導向扳底部調節(jié)墊片厚度，使其工作面間隙為0-1mm，非工作面間隙在3-5mm，緊固連接螺栓；檢查3個導向板工作面、非工作面間隙均勻，偏差<2mm。

（3）定期校正熱一次風氣動插板門開度。在每年機組檢修中，檢查插板門開關位置及鎖緊機構，調整限位塊開、關位置，更換插板門密封盤根，檢修后，插板門關閉嚴到位，密封嚴密，為磨煤機狀態(tài)檢修工作提供安全保障。

（4）認真做好設備定期維護工作。嚴格執(zhí)行《磨煤機定期檢查維護標準》，做好定期檢查工作，檢測非工作面間隙在8mm時，通過更換墊板厚度，調整間隙在3-5mm，提高設備的健康狀況及可靠性能。

2.5 磨輥、磨盤磨損嚴重，各部位磨損不均勻

2.5.1 原因分析

磨輥和磨盤是中速磨的重要碾磨部件，在碾磨、粉碎煤粉的同時也受到磨損，長期運行，造成磨輥碾磨區(qū)域凸凹不規(guī)則的磨損，磨盤瓦也發(fā)生高低不均勻的磨損，這些缺陷增大了磨輥輥套的橢圓度和磨盤碾磨軌道的不平整度，在液壓加載力得作用下，磨輥在磨盤上產生沖擊振動。檢查D磨發(fā)現，磨盤瓦的中間部位磨損嚴重，兩塊瓦連接部位磨損較輕，瓦兩端與中間部位平整度偏差16mm，磨盤瓦平整度偏差大。

2.5.2 處理措施

補焊磨輥輥套及磨盤瓦。清理，磨輥、磨盤表面，檢查各部位無裂紋，使用HCO￠2.8型焊絲補焊磨損部位，為提高焊接的平整度，先進行磨輥、磨盤表面找平焊接，減小磨輥滾套的橢圓度和磨盤碾磨軌道的不平整度，再實施整體堆焊作業(yè)。在補焊工作中，用磨輥、磨盤測量樣規(guī)檢查焊接表面，使磨輥、磨盤表面符合規(guī)定圓弧標準，偏差小于4mm，以提高磨輥與磨盤的表面平整度，增大碾磨接觸面積，減小運行振動。在實施#1、#2爐磨煤機磨輥、磨盤堆焊后，磨煤機運行振動值顯著減小。#1爐A磨煤機磨盤、磨輥堆焊后記錄如表3所示。

2.6 下架體地腳螺栓松動或斷裂

2.6.1 原因分析

下架體各地腳螺栓孔受力不均勻。磨煤機下架體承載著中架體、分離器的重量及運行時磨輥對導向架的沖擊力，所有的靜載荷與動載荷都通過下架體底腳螺承載。雖然，在下架體底部設計了23條￠24×400mm的地腳螺栓，但是，在電動機中心線兩側90°范圍和石子煤排渣孔中心兩側44°范圍下架體是中空結構，兩個空腔之間的下架體只布置了2條底腳螺栓，在其上部的中架體布置著磨輥導向裝置，承載較大的動載荷，此處的2條螺栓和電動機左側的螺栓長期承受較大應力，發(fā)生材質疲勞，在應力超過螺栓的屈服極限時發(fā)生地腳螺栓斷裂。這些部位機殼振動數值顯著增大。

2.6.2 處理措施

重新安裝地腳螺栓，加固下架體。將下架體殼體平均分布8點，在混凝土基礎開鑿￠200×800mm的圓孔，并鑿平兩側基礎麻面，安裝￠42×800mm底腳螺栓并找正，向底腳螺栓孔內澆筑無收縮灌漿料；在下架體上焊接600×200×20mm支座，地腳螺栓布置在支座中心位置；待灌漿料凝固程度達70%后，調整墊鐵，緊固底腳螺栓，使下架體固定牢固；點焊墊鐵，進行支座二次灌漿，終緊地腳螺栓。經過磨煤機基礎加固處理，下架體各部位固定牢固，下架體振動值小于50um，振動顯著降低。

3 綜合治理效果

通過加固磨煤機下架體、補焊輥套和磨盤瓦、執(zhí)行磨煤機定期維護工作、完善磨煤機操作程序、提高磨煤機檢修質量、控制原煤攜帶的“三塊”、水及冰雪等治理措施，12臺磨煤機殼體振動數值≤46um、減速機振動數值≤19um，因振動異常停磨現象顯著減少，取得了預期振動異常治理效果，并減少了磨煤機和給煤機日常維護工作及維護成本。磨煤機下架體及減速機振動記錄如表4所示。

4 結語

中速磨煤機振動異常的原因是多方面的，本文結合電廠燃料運輸及制粉系統(tǒng)設備，從運行方式、安裝質量、檢修質量、定期維護工作、設備磨損趨勢等方面深入分析原因，合理制動治理措施、控制施工質量，達到了預期治理效果，積累了可貴經驗，為同類型磨煤機振動異常故障治理提供借鑒和參考。

參考文獻：

[1]沈陽重型機械有限公司.《中速磨煤機安裝使用說明書》.

[2]北京電力設備廠.《ZGM113G型中速輥式磨煤機使用和維護說明書》.