MPS225中速磨煤机振动异常综合治理

牟宝岐

【摘 要】某电厂2×600MW亚临界燃煤空冷发电机组，锅炉采用正压直吹式制粉系统，配置MPS225型中速磨煤机12台，在2008年机组投产后，发生磨煤机振动异常，严重影响锅炉制粉系统安全、稳定运行，危及机组安全生产，并污染区域环境。结合电厂燃料运输、运行方式、安装质量等因素，深入分析磨煤机振动异常的原因，通过实施综合治理，消除了磨煤机振动异常故障，为同类型磨煤机的检修、维护工作提供了有价值的技术资料。

【关键词】中速磨煤机 振动异常 原因分析 综合治理

1 MPS225中速磨煤机概况

磨煤机设计参数如表1所示。

磨煤机典型故障：两台机组自2008年投运后，12台磨煤机陆续发生石子煤电动执行器损坏、拉杆关节轴承损坏，拉杆密封圈泄漏，传动盘密封环泄漏，液压缸轴封泄漏及磨煤机壳体振动异常等重大设备故障，综合故障特征可分为壳体振动异常和密封泄漏两大类型。

2 磨煤机振动异常分析及治理措施

2.1 磨盘、磨辊间落入难以碾磨的铁件、煤矸石等异物

2.1.1 原因分析

中速磨煤机能够把一定粒度的原煤碾磨成合格的煤粉，但是，煤粉中携带的铁块、石块外形尺寸较大，硬度远远高于煤的硬度，这些材料难以粉碎，进入磨煤机后，在磨辊与磨盘之间的研磨辊道形成障碍，引起磨辊上下剧烈跳动，导致磨煤机振动异常。电厂投产初期燃煤中携带大量铁件及煤矸石，虽然经过输煤系统皮带除铁器、圆盘除铁器及多道分离格栅，仍无法有效清除，随煤粉进入磨煤机后，发生磨煤机内有异常声响及壳体剧烈振动现象，经停磨检查，发现磨盘瓦上有采煤机截齿、螺栓、钢筋等外型较大的铁件，清除后，磨煤机运行正常、无异音、壳体振动无异常。

2.1.2 处理措施

（1）提高原煤质量。配套煤矿投产后，终止了矿建期间劣质工程煤供应，开采的煤质优良、稳定，煤矸石量显著降低，达到设计煤质标准；使用大采镐煤炭开采技术，采煤设备铁件脱落异常得到控制，煤粉中携带的大型铁件显著减少。

（2）调整除铁器位置，提高除铁效率。通过检查输煤系统，发现皮带式除铁器和圆盘除铁器与输送皮带设计间距偏大，造成除铁效果降低，采用降低除铁器安装位置的措施，间距由原设计450mm降低到400mm，提高除铁器对原煤中铁件的吸附能力；并在皮带除铁器下方加装落煤斗盖板，防止除铁器分离出的铁件掉入落煤斗，提高了输煤系统的除铁效率。

2.2 磨煤机断煤

2.2.1 原因分析

（1）磨煤机煤层厚度不足。根据磨煤机加载传递系统“受力状态图”，三个磨辊沿圆周方向均布于磨盘滚道上，每只磨辊的重量9.8吨，运行时，碾磨力则由液压加载系统产生，通过静定的三点系统，每只磨辊承载6.5-11MP的液压加载力，这些力全部作用在磨盘上，并经传动盘、减速机后通过底板传至混凝土基础。磨煤机磨盘、磨辊碾磨部件材质选用铬铸合金铁，硬度极高，在磨煤机断煤异常状况，磨盘和磨辊的碾磨轨道上煤层厚度小于20㎜，运行中产生振动异常现象。

（2）原煤仓落煤管道堵塞。2009年2月，#1炉B给煤机在1周内发生2次断煤故障，经检查，由于原煤在输送过程中携带水，落入原煤仓后，煤粉和水冻结形成大煤块，卡在原煤仓落煤口，堵塞落煤管，造成给煤中断；2009年4月，#1炉F给煤机发生2次断煤故障，经检查由于煤块卡塞落煤管，造成给煤中断。以上故障显示，在磨煤机断煤时，均发生磨煤机振动异常现象。

（3）给煤机卡塞。2009年2月、4月，#1炉B给煤机发生2次断煤故障，经检查，B原煤仓入口落煤槽部位存在格栅局部变形、栅架钢筋脱落缺陷，形成较大孔洞，大煤块落入原煤仓，卡在给煤机入口机壳与输送带（下部装有金属托架）部位，造成给煤机停运、磨煤机断煤故障，发生磨煤机振动异常。

2.2.2 处理措施

（1）完善制粉系统运行操作程序。沈重M225磨煤机启动顺序：启动密封风机—启动润滑油系统—启动液压油站—开启冷风调节挡板—开启热风调节挡板—调节冷风调节挡板—启动磨煤机—启动给煤机—磨煤机加载至正常运行—风煤调节。此程序先启动磨煤机，再启动给煤机，即无法顶升磨辊启磨，也无法提前向磨盘布煤，在启磨前磨辊与磨盘直接接触，碾磨区无煤层，启磨初期，会发生磨煤机振动异常现象。电厂组织磨煤机运行方式专题讨论会，制定磨煤机预布煤的技术措施，首先启动给煤机，以每小时20吨的给煤率供煤2分钟，约600-700Kg煤粉，启磨后可在磨辊与磨盘之间的碾磨轨道形成煤层，然后，按照沈重M225磨煤机启动程序操作磨煤机运行，减小了磨煤机启动初期由于碾磨区域无煤产生的振动异常，达到磨煤机启动、停止运行操作快捷的效果。

（2）提高输煤系统设备可靠性。输煤检修班定期检查落煤格栅，及时修补完善损坏的格栅；在#2胶带输送机头部增加大块煤粉分离器，有效分离原煤中携带的大煤块，防止大煤块进入原煤仓堵塞落煤管或卡塞给煤机；做好煤场的防冻措施，预防冰块、水流入原煤仓，做好煤场及输煤系统维护工作，提高输煤系统设备可靠性。

（3）加强设备监护，执行定期工作，及时消除故障。加强运行人员工作责任心，认真监护系统制粉系统运行状况，定期进行设备就地巡检，及时处理突发设备异情；维护班组每月定期检测除铁器的磁感应强度，数值不低于900高斯，提高除铁器的可靠性。

2.3 磨辊、磨盘、加载架不同心

2.3.1 原因分析

转动机械的同心度是确保设备正常运转的重要参数，转动速度越高，中心距离越大，径向、轴向跳动越显著，相应的振动数值增大。在磨煤机安装期间，同心度、装配间隙等施工质量极其重要，必须严格控制以下质量监督项目：

①磨煤机基框中心与基础中心线偏差小于2mm；②减速机台板面标高偏差0-10mm，水平偏差0.1 mm/m；③拉杆台板面标高偏差0-10mm，水平偏差0.1 mm/m；④减速机与基框中心偏差+0.4mm，减速机输出轴端面水平偏差小于0.2mm；⑤下架体支承环与减速机输出轴同心度偏差不大于0.3mm；⑥三个磨辊找正杆尖端相聚于一点，并与磨煤机中心重合，标高与中心偏差均不大于3mm；⑦导向板与限位板的间隙在3-5mm 范围。

以上每一项数据极为重要，必须测量、调整磨辊、磨盘、加载架的中心位置，装配数值超标均会影响磨煤机载荷分布，导致磨煤机运行振动数值增大。

2.3.2 处理措施

找正磨辊、磨盘、加载架同心度。在#1炉C磨检修中心找正项目中，控制以下工艺质量：

①检查加载球碗与调心钢球同心度，顶升磨辊，使用撬杠调整球碗位置，使其中心对中；②检查加载架中心与减速机输出轴中心同心，使用千斤顶调整加载架位置，同心偏差小于3mm；③检查调整3只磨辊中心与加载架中心同心度、减速机输出轴同心度，使用千斤顶调整磨辊位置，中心距偏差≤3mm；④检查磨辊摆动角度，使用楔形塞尺测量辊柱内侧、外侧上下辊窝间距，使用千斤顶调整磨辊，要求辊柱四周间隙均匀，间距偏差+2mm。#1炉C磨中心找正、运行记录如表2所示。

2.4 加载架限位板及中架体导向扳装配间隙磨损超标

2.4.1 原因分析

（1）限位板与导向扳硬度不符合设计要求。限位板材料为GP16，设计硬度500HB，导向扳采用Q235钢板表面堆焊耐磨层结构，耐磨层设计硬度400HB，在磨煤机检修时，测量限位板硬度420HB，导向扳硬度310HB，部件实际硬度未达到设计值，耐磨性能降低，达不到预期的使用寿命。

（2）未定期调整限位板与导向板间隙。由于制粉系统热一次风采用母管制结构，C磨煤机热一次风气动挡板存在关闭不严密缺陷，发生漏风缺陷，无法有效隔离系统，造成磨煤机内部温度70℃，在机组运行期间无法实施磨煤机内部检修工作。使磨煤机限位板与导向扳工作面间隙不断增大，发生设备运行时撞击力增大、加剧了限位板与导向扳磨损程度，造成磨煤机壳体振动值不断增大劣化趋势。大修检查发现B、C磨导向扳表面7mm的防磨堆焊层磨损，导向扳磨损厚度7mm，限位板磨损量12mm，总的磨损厚度26mm，配合间隙严重超标。

2.4.2 处理措施

（1）使用质量合格的限位板及导向扳，限位板硬度500HB，导向扳耐磨层硬度400HB；采购质量合格的限位板及导向扳，并做好备件材质、硬度等质量检测及验收，严格控制备件质量合格。

（2）调整限位板与导向扳间隙。在磨煤机检修中，检查调整限位板与导向扳间隙，调节导向扳底部调节垫片厚度，使其工作面间隙为0-1mm，非工作面间隙在3-5mm，紧固连接螺栓；检查3个导向板工作面、非工作面间隙均匀，偏差<2mm。

（3）定期校正热一次风气动插板门开度。在每年机组检修中，检查插板门开关位置及锁紧机构，调整限位块开、关位置，更换插板门密封盘根，检修后，插板门关闭严到位，密封严密，为磨煤机状态检修工作提供安全保障。

（4）认真做好设备定期维护工作。严格执行《磨煤机定期检查维护标准》，做好定期检查工作，检测非工作面间隙在8mm时，通过更换垫板厚度，调整间隙在3-5mm，提高设备的健康状况及可靠性能。

2.5 磨辊、磨盘磨损严重，各部位磨损不均匀

2.5.1 原因分析

磨辊和磨盘是中速磨的重要碾磨部件，在碾磨、粉碎煤粉的同时也受到磨损，长期运行，造成磨辊碾磨区域凸凹不规则的磨损，磨盘瓦也发生高低不均匀的磨损，这些缺陷增大了磨辊辊套的椭圆度和磨盘碾磨轨道的不平整度，在液压加载力得作用下，磨辊在磨盘上产生冲击振动。检查D磨发现，磨盘瓦的中间部位磨损严重，两块瓦连接部位磨损较轻，瓦两端与中间部位平整度偏差16mm，磨盘瓦平整度偏差大。

2.5.2 处理措施

补焊磨辊辊套及磨盘瓦。清理，磨辊、磨盘表面，检查各部位无裂纹，使用HCO￠2.8型焊丝补焊磨损部位，为提高焊接的平整度，先进行磨辊、磨盘表面找平焊接，减小磨辊滚套的椭圆度和磨盘碾磨轨道的不平整度，再实施整体堆焊作业。在补焊工作中，用磨辊、磨盘测量样规检查焊接表面，使磨辊、磨盘表面符合规定圆弧标准，偏差小于4mm，以提高磨辊与磨盘的表面平整度，增大碾磨接触面积，减小运行振动。在实施#1、#2炉磨煤机磨辊、磨盘堆焊后，磨煤机运行振动值显著减小。#1炉A磨煤机磨盘、磨辊堆焊后记录如表3所示。

2.6 下架体地脚螺栓松动或断裂

2.6.1 原因分析

下架体各地脚螺栓孔受力不均匀。磨煤机下架体承载着中架体、分离器的重量及运行时磨辊对导向架的冲击力，所有的静载荷与动载荷都通过下架体底脚螺承载。虽然，在下架体底部设计了23条￠24×400mm的地脚螺栓，但是，在电动机中心线两侧90°范围和石子煤排渣孔中心两侧44°范围下架体是中空结构，两个空腔之间的下架体只布置了2条底脚螺栓，在其上部的中架体布置着磨辊导向装置，承载较大的动载荷，此处的2条螺栓和电动机左侧的螺栓长期承受较大应力，发生材质疲劳，在应力超过螺栓的屈服极限时发生地脚螺栓断裂。这些部位机壳振动数值显著增大。

2.6.2 处理措施

重新安装地脚螺栓，加固下架体。将下架体壳体平均分布8点，在混凝土基础开凿￠200×800mm的圆孔，并凿平两侧基础麻面，安装￠42×800mm底脚螺栓并找正，向底脚螺栓孔内浇筑无收缩灌浆料；在下架体上焊接600×200×20mm支座，地脚螺栓布置在支座中心位置；待灌浆料凝固程度达70%后，调整垫铁，紧固底脚螺栓，使下架体固定牢固；点焊垫铁，进行支座二次灌浆，终紧地脚螺栓。经过磨煤机基础加固处理，下架体各部位固定牢固，下架体振动值小于50um，振动显著降低。

3 综合治理效果

通过加固磨煤机下架体、补焊辊套和磨盘瓦、执行磨煤机定期维护工作、完善磨煤机操作程序、提高磨煤机检修质量、控制原煤携带的“三块”、水及冰雪等治理措施，12台磨煤机壳体振动数值≤46um、减速机振动数值≤19um，因振动异常停磨现象显著减少，取得了预期振动异常治理效果，并减少了磨煤机和给煤机日常维护工作及维护成本。磨煤机下架体及减速机振动记录如表4所示。

4 结语

中速磨煤机振动异常的原因是多方面的，本文结合电厂燃料运输及制粉系统设备，从运行方式、安装质量、检修质量、定期维护工作、设备磨损趋势等方面深入分析原因，合理制动治理措施、控制施工质量，达到了预期治理效果，积累了可贵经验，为同类型磨煤机振动异常故障治理提供借鉴和参考。

参考文献：

[1]沈阳重型机械有限公司.《中速磨煤机安装使用说明书》.

[2]北京电力设备厂.《ZGM113G型中速辊式磨煤机使用和维护说明书》.