钢球磨煤机振动原因分析与治理

贝国民

(国电河北龙山发电有限责任公司，河北 邯郸 056400)

0 引言

国电河北龙山发电有限责任公司为2×600MW亚临界空冷燃煤供热机组。锅炉制粉系统采用正压直吹式制粉系统，2台炉配置12台上海重型机器厂生产的BBD4054双进双出钢球磨煤机。大齿轮齿数226、材质35CrMo、表面硬度HRC24左右，小齿轮齿数26、材质为40CrMnMo、表面硬度为HRC30左右，模数26。

磨煤机运行3～4a后， 磨煤机减速机和磨煤机小齿轮轴承相继出现振动超标，减速机伴随“嗒嗒”敲击声或“轰轰”异常响声，2010年-2011年发生多次减速机传动齿打齿和烧轴承等事故，影响重要辅机的投入率，同时影响负荷。因此找到磨煤机振动根源、确保设备运行安全势在必行。

1 原因分析

当发生减速机传动齿打齿和烧轴承等事故，我厂通常用1台新减速机替换损坏的减速机，在找正等各项指标合格后投运，但振动和响声未见好转，因此可排除是减速机本身的问题。后来检查磨煤机大小传动齿轮发现：磨煤机传动大小齿轮都出现了啮合面磨损的情况，大小齿轮齿面上出现点蚀、麻坑现象，麻坑平均深度为0.5～1mm，齿面左右两侧20cm磨损尤为严重。

由于齿轮啮合面变得凹凸不平，由面接触变成线接触或点接触，接触率大大降低，因此大小齿轮磨损后啮合变差是导致振动超标和响声异常的根本原因，不是减速机本身问题。

2009年我厂由于2E、2F磨煤机由于大小齿轮磨损严重，敲击声十分严重，检修期间对大齿轮进行翻面、小齿轮更换，但运行不到3a，减速机振动又出现振动偏大和异常响声，经检查大小齿轮又发现大麻坑，因此大齿轮翻面效果不理想，运行时间太短，要防止大小齿轮齿面短时间出现麻坑，必须提高齿面硬度。因此要想从根本上解决问题，必须采用齿面修复和大小齿轮提高硬度的综合方法。

2 治理方案

基于上述分析，我们认为解决磨煤机振动的关键在于保证磨煤机大小齿轮的正常啮合，磨煤机大小齿轮振动下来了，减速机、电机的振动等一系列问题也就能得到解决。我厂采用的治理方式为小齿轮热处理、大齿轮齿面修复后进行热处理，小齿轮齿面硬度由原来的HRC30左右提高到HRC45左右，大齿轮HRC24左右提高到HRC40左右。

2.1 小齿轮更换或翻面前准备

当磨损小于5mm，可对小齿轮进行翻面，当磨损大于5mm，更换新小齿轮；由于小齿轮直径只有667mm，可将备好小齿轮进行整体电加热的热处理的方式，处理后齿面硬度达到HRC45左右，每个齿面3个点进行硬度检测，硬度范围在HRC45±4为合格。由于小齿轮材质碳当量偏高，需要将热处理好的小齿轮进行表面探伤，检查是否有表面裂纹，有表面裂纹的不能使用，需要改善热处理工艺。

2.2 小齿轮更换或翻面

将热处理后的小齿轮安装到齿轮轴上，确保锁母所紧，然后安装小齿轮轴承。

2.3 小齿轮组件定位

将装配好的小齿轮组件吊装到轴承座上，轴向定位按照检修规程即可。 重点是径向定位，定位前检查大小齿轮平行度，确保小齿轮齿顶与大齿轮齿根的间隙9～10mm为佳，例如小齿轮齿顶与大齿轮齿根最小间隙取9.5mm，可事先做好2个9.5mm宽的标准顶块，塞到齿顶齿根间隙中，然后顶小齿轮轴承座顶丝，顶到位后再进行测量，最后开启慢盘车对9.5mm间隙值进行校核，并确保左右两侧间隙值偏差小于0.05mm。

2.4 大齿轮齿面打磨修复

具体措施：清洗大齿面、露出金属光泽；以小齿轮新啮合面为基准；在大小齿轮内合面上均匀涂上红丹粉，检查压痕，明确目前的啮合状况；用角磨机对大面积的麻坑粗略的打磨掉，然后细磨；尽可能将大齿轮的渐开线修磨出来，大小齿轮的接触率达到60%以上。

2.5 大齿轮热处理

采用火焰加热和水冷的热处理方式，水内含淬火剂；大齿轮热处理后，齿面硬度HRC40左右，每10个，进行硬度抽查，每个齿面3个点进行硬度检测，硬度范围在HRC40±4为合格。大齿轮硬度比小齿轮硬度低HRC3左右；由于大齿轮材质碳当量偏低，一般不会出现表面裂纹，可将热处好的大齿轮每10个齿进行表面探伤，检查是否有表面裂纹。

2.6 设备投运

投运前做好减速机高速端、低速端找正工作；开始投运时，大齿轮喷油连续喷油30min，保证齿轮润滑，提高油在齿面的挂油性，随后改为正常的间断喷油；投运后新啮合面要有一个磨合过程，减速机仍有“轰轰”响声，但振动明显降低，7～10d后，响声逐渐减小直到正常。

3 效果分析

我厂从2012年开始对1、2号炉共11台磨煤机大齿轮进行了修复处理，现磨煤机运行情况十分良好；磨煤机在水平、垂直、轴向三个方向振动值降低。由于振动的减小，减速机运行平稳，噪音、撞击声消除；大齿轮热处理后硬度增加。由于大齿轮硬度的提高，大大增加了大齿轮修磨出来新渐开线的使用寿命，从而保证了磨煤机长久有效的正常平稳运行。

磨煤机大、小齿轮经修复、淬火处理后，损坏的大齿面得以继续使用，且大齿轮齿面硬度得以提高到HRC40左右，使用寿命延长。

同时可避免由于磨煤机振动引起的磨煤机轴承损坏、大小齿轮折断、减速机大小齿轮齿面点蚀、磨损和齿轮折断、减速机轴承磨损快和烧轴承、振动传导引起电机振动，造成电机电流不稳定等造成设备停运的损失，具有一定的经济效益。

4 结语

磨煤机大小齿轮热处理技术能够从根本上解决磨煤机振动，消除减速机异常响声，提高磨煤机大小齿轮使用寿命，提高设备的可靠性。此项技术已经过我厂实践检验，值得推广。

目前我国塑料管道已普及应用到建筑给排水，供暖，城市中低压燃气输送，农村沼气燃气输送，市政给水、排水、排污，农村饮用水安全，新农村建设等项目，以及农业灌排、电力、通信、工业、矿山、渔业、造船等许多领域。市政及建筑给排水管道和农用(饮用水、灌排)管道仍是塑料管道的主要应用方向，污水处理、燃气、供暖、城市非开挖施工、工业、通信、电力、矿山等行业的应用比例也在不断提高。

参考文献：

[1]DL/T5434-2009,电力建设工程监理规范[S].

[2]DL/T819-2010,火力发电厂焊接热处理技术规程[S].

[3]NB/47013-2012,承压设备无损检测[S].

[4]DL/438-2016,火力发电厂金属技术监督规程[S].

[5]GB/T13298-2015, 金属显微组织检验方法[S].

[6]GB/T4457.4-2002,机械制图国家标准[S].

[7]DL/T5210.2-2009,火电施工质量检验及评定标准(锅炉篇)[S].

[8]杨 易,刘国东.电力建设运行中的水土流失预测与水土保持设计[J].电力科技与环保 ,2013,29(6):56-59.

[9]张 振,宫 杰,尹晓天.火电厂狭窄场所及受限空间作业危害源辨识与防范[J].电力科技与环保 ,2016,32(2):60-62.