关于大容量机组磨煤机振动分析及运行参数建议

董红江

摘 要：文章对于大容量磨煤机振动提出相关的运行控制要点及解决方案，为其他工程提供借鉴。

关键词：大容量机组；磨煤机；振动分析；运行参数

某大容量机组（单机容量1000MW）磨煤机选用的是北京电力设备总厂有限公司生产的ZGM123G-Ⅱ型中速磨煤机，每台炉配备6台，满负荷运行时，5台运行，1台备用。

ZGM123G-Ⅱ型中速磨煤机输出转速为28.8r/min，属于快速磨，转速比基本型增大近30%（ZGM123G基本型转速为23.2r/min）。ZGM123G-Ⅱ型中速磨煤机是北京电力设备总厂在600MW机组配套的磨煤机基础上通过增加磨煤机转速、加载力、风量以及改变其他相关尺寸研制升级的新磨型，目前采用此磨型属于试运阶段，并且已开始试运的1000MW机组较少，无运行业绩，所以难以借鉴其他电厂的成熟运行经验。

1 磨煤机运行状况

在电厂锅炉吹管期间，试运的磨煤机均存在启动后振动较大大的问题，特别是在变频动态分离器频率大于10Hz以后运行时，多台磨煤机均本体振动很大，磨辊与磨盘撞击声明显，三个拉杆同时有较大幅度的上下摆动，磨煤机无法维持正常运行。由于磨煤机与给煤机是刚性连接，给煤机基础也跟着一起振动，影响制粉系统的安全运行。

而根据磨煤机变频分离器设计原则，磨煤机在正常运行时，对应变频器调节的频率应在20Hz-35Hz，方可满足锅炉燃烧对于煤粉细度的要求。

2 振动原因分析及处理

结合磨煤机运行及振动的实际情况，分析可能引起磨煤機振动的原因并进行处理：

（1）一般在煤量高时，磨煤机是不会振动的，煤量少，煤层厚度较小，煤在磨盘内分布不均匀或磨盘内煤层薄，磨辊与衬板碰撞，都会发生振动。针对此问题采用了以下处理方式：a.降低一次风量以增加磨煤机内部煤粉厚度；b.提高旋转分离器转速，以增加滞留在磨煤机内部的煤粉量，提高煤粉厚度；c.减小加载力，磨煤机设计加载力范围为50bar/4mA～150bar/20mA，将磨煤机B、E的液压变加载下限调整为：1.5MPa。磨煤机再次启动，振动没有减少的趋势，且石子煤量非常大。

（2）磨煤机的三角压架下无支承垫铁，磨辊的重量完全压在磨盘上，磨煤机启动负载大，刚启动时给煤量小，造成磨辊与磨盘直接接触，容易产生振动。

处理：在磨煤机E三个压架下加装支承垫铁，让磨辊与磨盘之间留有微小间隙。开启磨煤机振动仍大。

（3）磨煤机5个粉管内一次风不平衡，使磨煤机出口各粉管出力不一致，使磨煤机3个磨辊下的煤层厚度不一样，3个磨辊不同步，导致磨煤机振动大。

（4）多次检查磨煤机内部未发现大块的石块或铁块，且磨煤机振动是连续的，可以排除磨煤机振动大是由大块的石块或金属块引起的原因。

（5）磨煤机所用煤种可磨系数较高，在进入磨煤机以后很容易变成极细小的颗粒，无法建立正常的煤粉厚度，导致磨辊与磨盘之间发生频繁性的接触，导致磨煤机振动较大。但是本机组煤质可磨系数不高，排除此原因。

通过以上检查、处理，均未发现造成磨煤机振动大的根本原因。再后来尝试着将磨煤机旋转分离器停运或降低其转速，适当增大风量（煤量33T/h，风量110T/h）后，结果磨煤机振动正常，基本判断为磨煤机振动大与动态分离器转速、风煤比关系较大。

经分析，磨煤机振动大的原因可能是，煤量少时，磨内的粗煤、细煤掺杂分布在磨盘上，由于煤量少，细煤又托不住磨辊，这部分细煤在磨盘上基本得不到研磨，它们只会造成磨辊上下摆动，使磨煤机产生大幅振动。降低分离器转速后，细粉被直接吹走了，落不到磨盘上，磨盘上分布的全是均匀分布的较粗的煤粒，所以磨煤机很少有振动，增加一次风后效果也是相同的。这样带来的不利因素就是煤粉变粗，煤粉细度不能满足燃烧要求。随着磨煤机给煤量的增加，上述影响磨煤机因素就可以忽略。

3 磨煤机低负载运行方式的建议

（1）首先要重新对给煤机给煤量及磨煤机入口风量进行标定，只有准确地标定风量、煤量，才能给磨煤机振动分析判断工作提供依据，选择合适的风煤比。

（2）对磨煤机出口粉管进行调平，确保粉管风速偏差在合适范围内。

（3）磨煤机最小出力的确定：厂家建议磨煤机最低出力尽量不低于35t/h，但是考虑到启动初期实际运行的情况，单台磨煤机出力不可能太高，否则对后续磨煤机的启动有很大影响，会减少调节裕度，导致燃料变化过于剧烈。后经过多方调整，可保证磨煤机出力在25t/h时磨煤机基本无振动。

（4）在每次磨煤机启动之前，对磨煤机进行铺煤以建立初始煤层厚度，根据经验控制在40t/h给煤量铺煤维持1min效果较好。

（5）磨煤机风煤比：建议磨煤机低出力（煤量在30-40T/h）时，风煤比维持在3：1范围内，此后在增大煤量时慢慢减小风煤比，直至达到1.5：1范围。磨煤机大出力时，风量遵照锅炉燃烧要求和厂家提供的相关数据执行，低负荷时尽量不要超得太多，在调整过程中要确保煤粉管流速不得低于18m/s，以防止煤粉在煤粉管道中沉积，造成危险。

（6）磨煤机加载力：恢复到设计值32bar～130bar。并且在磨煤机低出力期间，保持最低加载力，同时观察磨煤机进出口差压的变化，若差压明显增长则可适当增加加载力以维持差压稳定。

（7）分离器转速：磨煤机启动时分离器初转速置于5-10Hz，在磨煤机不振动的情况下，缓慢增加分离器转速，并同时监测煤粉细度，直到满足锅炉燃烧煤粉细度的要求，需要的实际最佳转速以测得煤粉细度为准进行调节。

（8）其他运行参数可参照厂家提供的各计算和运行曲线。在后续启动过程中，根据以上各项调节措施对制粉系统进行了调节。磨煤机基本上未再发生明显振动，同时逐步摸索出风煤配比原则及出力变化阶段磨的调整原则，做出动态分离器转速与煤粉细度、电流之间的关系曲线，跟踪石子煤量与风量、加载力关系，做好磨煤机的调试工作，保证了磨煤机能够长期安全稳定运行。