秦軍毅

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261100)

齒索輸粉機常見故障原因分析及對策

秦軍毅

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261100)

某公司1期2臺330 MW機組的鍋爐制粉系統(tǒng)輸粉機因長周期的超時使用，造成設備故障頻繁發(fā)生。其常見的故障是內(nèi)部組件磨損嚴重、托輪出軌、鋼絲繩斷股等，直接威脅到機組的安全經(jīng)濟運行。通過對現(xiàn)場設備的維護，找出輸粉機常見故障的一些規(guī)律、原因及應對方法，較好地解決了輸粉機故障頻發(fā)的問題，提高了設備運行的安全性。

輸粉機；鋼絲繩斷裂；軌道脫開；聯(lián)軸器故障

0 概述

某公司1期2臺330 MW機組的鍋爐(1，2號)均采用東方鍋爐廠設計制造的DG-1025/18.2-Ⅱ4型亞臨界、中間再熱、自然循環(huán)汽包爐。每臺機組配置制粉系統(tǒng)為4臺DTM350/600型鋼球磨煤機，熱風送粉，2個粉倉，1套輸粉機。其配置的輸粉機是由寧波市鄞州發(fā)電設備附件廠生產(chǎn)的CS350型齒索輸粉機。該型輸粉機可根據(jù)鍋爐負荷的需要平衡粉倉粉位。當某制粉系統(tǒng)出現(xiàn)故障需要較長時間檢修時，該套輸粉機可保證機組安全、穩(wěn)發(fā)、滿發(fā)。

近年來，該公司出于節(jié)省廠用電的原因，單臺輸粉機每天使用時間經(jīng)常保持在22 h以上，輸粉機長周期的超時使用，造成設備故障頻繁發(fā)生。常見的故障有內(nèi)部組件磨損嚴重、托輪出軌、鋼絲繩斷股等，嚴重時鋼絲繩瞬間斷裂造成整機癱瘓，直接威脅到機組的安全經(jīng)濟運行。

1 輸粉機故障原因分析及對策

該公司1，2號爐輸粉機故障統(tǒng)計如表1所示。根據(jù)表1內(nèi)容將輸粉機故障原因進行歸納和分析，具體如下。

1.1 輸粉機鋼絲繩斷股

在運行中齒索輸粉機經(jīng)常出現(xiàn)鋼絲繩斷股問題。從表1中可以看出，在24個月的統(tǒng)計區(qū)間內(nèi)，鋼絲繩斷股故障居首位，占比25.8 %。由于處理鋼絲繩斷股需要擇機停運輸粉機，將斷股處的鋼絲繩全部截掉，并且要增加齒塊接頭用來更換一段鋼絲繩，處理時間較長且比較麻煩，較大地影響了輸粉機的可靠性。

1.1.1 原因分析

通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，鋼絲繩斷股現(xiàn)象多發(fā)生在齒塊卡緊鋼絲繩的地方。輸粉機鋼絲繩在使用過程中需要承受彎曲和拉伸的反復作用。查有關(guān)資料得知，輸粉機的鋼絲繩抗拉強度高達2 000 N/mm2，因此完好的鋼絲繩幾乎是無法被直接拉斷的。在帶動齒塊組件通過輸粉機兩端的鏈輪時，鋼絲繩會發(fā)生彎曲，由于齒塊組件較硬，邊緣部分又有棱角，鋼絲繩受到擠壓變形，在交變彎曲應力的作用以及外力擠壓與剪力作用下，造成外層鋼絲較為嚴重的磨損。輸粉機長期運行后，會逐漸造成鋼絲繩斷絲、斷股。

表1 1，2號爐輸粉機故障統(tǒng)計(2013—2014年)

1.1.2 解決措施

在現(xiàn)場維護過程中發(fā)現(xiàn)，如果能將大鏈輪、齒塊組件的外形進行改善，在與鋼絲繩接觸的地方墊上較軟的材料(如鋁皮)緩沖一下，就能較好地解決此問題。通過與輸粉機制造廠家聯(lián)系得知，制造廠家也通過眾多的用戶反饋，意識到此類問題，正在進行改造：

(1) 將鏈輪結(jié)構(gòu)卡槽由上凸下凹，改成上凹下凸的形式，使鋼絲繩在經(jīng)過鏈輪時，卡槽處鋼絲繩的彎曲度變小，受到的相應剪切力也減??；

(2) 將齒塊組件卡緊鋼絲繩的地方全部增加厚度為2 mm的鋁墊片。1號爐2014-06-18輸粉機斷繩后，進行了更換，至今未再發(fā)生斷繩故障。

1.2 輸粉機托輪軸與平衡托輪軸磨損

1.2.1 原因分析

輸粉機的托輪軸與平衡托輪軸的磨損問題較為突出，占比22.6 %，往往在較短的時間內(nèi)就導致軸與托輪之間的間隙嚴重超標，造成托輪組的頻繁更換，這是導致輸粉機維護費用居高不下的主要原因。要想降低輸粉機年維護費用及減輕維護工作量，就必須想辦法提高托輪組的耐磨性能。輸粉機的托輪組工作在煤粉環(huán)境下，煤粉的存在加劇了輪與軸的磨損。

在現(xiàn)場維護過程中發(fā)現(xiàn)，原輸粉機的托輪與軸的接觸長度只有25 mm。由于接觸長度較短，接觸面積較小，導致單位接觸面積的受力較大，而單位面積承受壓力的大小是影響磨損速度的一個十分重要的因素。

1.2.2 解決措施

通過查閱資料得知，影響磨損的因素包括:材質(zhì)、配合表面的加工質(zhì)量、潤滑劑的性質(zhì)和種類、承受壓力的大小、運動速度、工作條件和溫度。對于配合表面的加工質(zhì)量因素來說，已經(jīng)沒有改進的余地。運動速度因素基本上已為最佳值(在能滿足輸粉要求的前提下盡量慢);工作條件與溫度因素受客觀條件限制，不易改變;由于煤粉的流動性太好，不易實現(xiàn)密封，潤滑劑也無法添加。剩下的材質(zhì)與承受壓力這2個因素相對比較容易改變。改變托輪組的材質(zhì)，雖然能解決問題，但改變材質(zhì)將使托輪組的制造成本升高。

如果能夠增大原托輪組磨損部位的接觸面積，將使托輪組的耐磨性大幅提高。原托輪組件將托輪和防偏托輪設計在一起，裝在同一軸上，如圖1所示。這樣，因防偏輪占據(jù)了空間，托輪的軸承擋長度只有25 mm。如果將輪托與防偏輪分開放置，將騰出空間，使得托輪與軸的接觸長度成倍增加，其接觸面積也將成倍地增加，單位面積的承力減少，磨損速度也大大降低。這樣就較好地解決了磨損較快的問題，有效降低了檢修維護費用及工作量。

圖1 齒索輸粉機原有托輪組的結(jié)構(gòu)

1.3 輸粉機殼體、下粉管漏粉

1.3.1 原因分析

輸粉機殼體、下粉管漏粉故障在統(tǒng)計區(qū)間發(fā)生12次，占比19.7 %。齒索式輸粉機采用全封閉箱體，運行時，由于伯努利效應，是負壓運行。經(jīng)查閱缺陷記錄并結(jié)合現(xiàn)場查看，分析出輸粉機殼體、下粉管漏粉的原因主要有以下2點:

(1) 設備本身存在泄漏點；

(2) 操作原因，在輸粉機從一側(cè)向另一側(cè)輸粉時，由于下粉插板沒有打開或開不到位，致使下粉不暢，從而使輸送的煤粉積滿在箱體后，便會造成煤粉外溢。

1.3.2 解決措施

針對輸粉機殼體、下粉管漏粉的原因，可采取下列措施：

(1) 設備本身存在泄漏點的，針對泄漏點進行密封便可解決此類問題。

(2) 操作原因造成的漏粉，在輸粉機使用過程中如果能夠嚴格執(zhí)行操作規(guī)定，便可杜絕此類故障。

1.4 輸粉機軌道脫開

1.4.1 原因分析

輸粉機在統(tǒng)計區(qū)間發(fā)生軌道脫開的缺陷7次，占比11.3 %。此類缺陷發(fā)生后，如不及時發(fā)現(xiàn)會造成事故擴大，甚至造成整個輸粉機癱瘓，必須予以解決。經(jīng)過對現(xiàn)場情況觀察分析發(fā)現(xiàn)，輸粉機軌道和箱體之間的焊縫本應滿焊，但安裝人員在安裝時為了省事，很多部位采用了點焊。在運行中軌道受力，長時間后焊縫脫開，導致輸粉機無法運行。1.4.2 解決措施

利用設備停運的時機，將輸粉機所有箱體上蓋打開，檢查所有軌道焊縫并實施滿焊，基本杜絕了此類故障再次發(fā)生。

1.5 輸粉機減速機故障

1.5.1 原因分析

該公司CS350輸粉機采用擺線針輪減速機、電動機、主動軸三位一體，用聯(lián)軸器直接連接，結(jié)構(gòu)緊湊，并可正反運轉(zhuǎn)。2013—2014年，因減速機故障造成的輸粉機停運共有6次，占比9.7 %。通過解體故障減速機發(fā)現(xiàn)，減速機軸承室磨損3次，減速機齒輪軸軸徑磨損3次，主要磨損部位在軸頭、鍵槽。通過查閱相關(guān)資料以及結(jié)合現(xiàn)場查看，認為造成該故障的主要原因為短時承受過大載荷所造成的零件磨損。

1.5.2 解決措施

在使用過程中，如果能夠嚴格執(zhí)行操作規(guī)定，如保證空載啟動(使用中需要待機內(nèi)煤粉輸送完后方可停機)；在運行中正確判斷輸粉機的輸粉方向，防止開“倒車”等，將使減速機的故障得到減少。

1.6 輸粉機軸承座移位

1.6.1 原因分析

輸粉機原驅(qū)動裝置的張緊裝置采用槽鋼作為導軌，容易積粉，張緊比較困難，易出現(xiàn)齒索鏈爬鏈現(xiàn)象，進而造成輸粉機軸承座移位。

1.6.2 解決措施

經(jīng)與制造廠家協(xié)商，現(xiàn)將導軌改為2條三角型的軌道，由龍門銑二次加工成型。由于三角軌道不會積粉，所以張緊非常輕松，不會出現(xiàn)爬鏈現(xiàn)象，避免了輸粉機軸承座移位，防止故障再次發(fā)生。

1.7 輸粉機聯(lián)軸器故障

1.7.1 原因分析

該公司CS350輸粉機采用十字滑塊聯(lián)軸器，由2個在端面上開有凹槽的半聯(lián)軸器和1個兩面帶有凸牙的中間盤組成。因凸牙可在凹槽中滑動，故可補償安裝及運轉(zhuǎn)時2軸間的相對位移。通過查閱缺陷記錄以及結(jié)合現(xiàn)場查看，判斷造成聯(lián)軸器故障的主要原因為聯(lián)軸器受到了劇烈沖擊，短時承受過大載荷造成零件磨損。

1.7.2 解決措施

在使用過程中，如果能夠嚴格執(zhí)行正確的操作規(guī)定，如改變輸粉機的輸粉方向時，避免切換時間過短；保證空載啟動；在運行中正確判斷輸粉機的輸粉方向，防止開“倒車”等，將使輸粉機聯(lián)軸器故障大幅降低。

1.8 輸粉機鋼絲繩斷裂

1.8.1 原因分析

輸粉機鋼絲繩在使用過程中，不可避免的會有腐蝕、磨損、斷絲現(xiàn)象。如何準確判斷鋼絲繩的使用周期，是一個較為棘手的問題，過早更換不經(jīng)濟，過晚更換容易造成整機癱瘓。該公司齒索輸粉機原調(diào)節(jié)鋼絲繩張緊力的調(diào)節(jié)機構(gòu)是由制造廠家配備的一套自動張緊機構(gòu)，由底座導軌、滑動塊、千斤頂、頂桿螺絲、配重塊等組成。其功能是克服鋼絲繩長時間運行后的伸長。配重塊起到熱態(tài)運行時自動恒力拉緊的作用。由于該公司1期1，2號爐輸粉機輸送距離較大，長度均為85 m，鋼絲繩在長期使用過程中，承受彎曲和拉伸的復合應力，導致鋼絲繩多次發(fā)生疲勞失效。經(jīng)查閱相關(guān)資料以及結(jié)合現(xiàn)場查看，認為制造廠家配備的自動恒力拉緊裝置將會加劇鋼絲繩的疲勞失效(工作于約70 ℃的煤粉環(huán)境中，且長周期超時使用，該公司1號爐輸粉機鋼絲繩于2014-06-18T20:00瞬間斷裂，造成整機癱瘓)。

1.8.2 解決措施

根據(jù)實際情況綜合考慮，取消了輸粉機原自動張緊機構(gòu)中的配重塊，改用千斤頂進行調(diào)節(jié)。雖然用此方法張緊鋼絲繩需要較為頻繁的調(diào)節(jié)(每周1 次)，但減緩了鋼絲繩的受力。通過半年的跟蹤監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩的磨損現(xiàn)象得到有效的改善，估計可提高鋼絲繩的使用周期約1.5年。

2 結(jié)束語

在生產(chǎn)實際中，齒索輸粉機的故障原因較復雜，不同的故障往往需要使用多個方法才能消除。通過對現(xiàn)場設備的維護實踐和分析研究，找出輸粉機常見故障的一些規(guī)律、原因及應對方法，較好地解決了輸粉機故障頻發(fā)的問題，提高了設備長周期的安全運行。

1 鄧興威，康春宇．制粉系統(tǒng)皮帶給煤機跳閘原因分析及處理[J]．電力安全技術(shù)，2011，13(3)：72-73．

2 張林渠，郭伯春．給煤機斷鏈保護的完善與優(yōu)化[J]．電力安全技術(shù)，2013，15(6)：40-42．

3 劉 濤，劉興暉．雙進雙出鋼球磨煤機運行中的常見問題及分析[J]．電力安全技術(shù)，2011，13(4)：14-17．

南方電網(wǎng)西電東送完成送電1?944億kWh

2016年，南方電網(wǎng)西電東送完成送電1 944億kWh，超計劃145億kWh，同比增長3 %，連續(xù)5年創(chuàng)歷史新高。增送出云南電網(wǎng)電量(云電)165億kWh，有效減少云南水電棄水超過130 億kWh。

過去的一年，南方區(qū)域水電發(fā)電量大幅增加，南方電網(wǎng)充分發(fā)揮大電網(wǎng)資源優(yōu)化配置平臺作用，大力推進西電東送可持續(xù)發(fā)展。同時，南方電網(wǎng)充分利用省間市場化交易機制，累計組織開展10次云電送粵市場化交易，堅持電量日跟蹤、旬分析，想方設法做好云南電網(wǎng)的增送電工作。在能源供給側(cè)實施“清潔替代”方面，南方電網(wǎng)以水能、風能、太陽能等清潔能源替代化石能源。其中，西電東送輸送電量中清潔水電占比約75 %，相當于減少標煤燃燒0.5億t，減少CO2排放1.3 億t。

云南電網(wǎng)西電東送電量首次突破千億大關(guān)，全年送電量達到1 100億kWh，同比增長16 %。南方電網(wǎng)公司嚴格落實防范電網(wǎng)安全9大風險防控措施，發(fā)揮主網(wǎng)架大平臺資源優(yōu)化配置作用，在全力以赴做好設備運維，確保電網(wǎng)安全前提下，加快推進云電外送通道建設，提前1個月實現(xiàn)金中直流工程投產(chǎn)，按期建成魯西背靠背直流工程及武平至崇左第二回交流線路，提高云南外送能力約500萬kW，為最大限度消納云南富余水電，減少水電棄水提供可靠通道保障。

據(jù)統(tǒng)計，云南電網(wǎng)西電東送全年累計超協(xié)議增送云電達165億kWh，有效減少云南水電棄水超過130億kWh。云電占南方電網(wǎng)西電東送總電量比重達59 %，同比提高7 %，在優(yōu)化購電結(jié)構(gòu)的同時，為全網(wǎng)提高非化石能源占比，促進節(jié)能減排做出了卓越貢獻。

（來源：南方電網(wǎng)公司網(wǎng)站 2017-01-04）

2016-07-19。

秦軍毅(1974-)，男，工程師，主要從事火力發(fā)電廠鍋爐設備的檢修與維護及技術(shù)改造工作，email：13793606088@163.com。