MPS型中速磨煤機產生振動的原因及消除方法

潘利

（中國電建集團長春發電設備有限公司，吉林長春，130033）

1 MPS 型中速磨煤機技術簡介

MPS 型中速磨煤機起源于德國BABCOCK 公司，上世紀八十年代以來我國引進了彈簧加載的MPS 型中速磨煤機，由于其結構合理、碾磨件壽命長、檢修維護簡單、設備運行電耗低等特點，在我國的燃煤火力發電廠等得到了廣泛的應用，MPS 型中速磨煤機的優異性能得到了充分的體現，MPS 型磨煤機的技術得到廣大用戶的認可。第一代MPS 型中速磨煤機是采用彈簧定加載方式的中速磨煤機、第二代MPS 型中速磨煤機是采用液壓變加載方式的中速磨煤機、第三代MPS 型中速磨煤機是采用液壓變加載阻尼減振控制技術的MPS-HP-II 型中速磨煤機。

目前，第一代MPS 型中速磨煤機已經退出了歷史的舞臺。在我國，正在應用的MPS 型中速磨煤機主要采用兩種技術，第一種MPS 型磨煤機是采用第一代液壓定加載方式的老式MPS 型中速磨煤機，第二種是采用液壓變加載阻尼減振控制技術的MPS-HP-II 型中速磨煤機。

2 老式MPS 型中速磨煤機產生振動的原因及消除方法

老式MPS 型中速磨煤機的加載系統采用液壓定加載方式，加載壓力最大只有450KN/m2。老式MPS 型中速磨煤機的液壓加載系統是通過一個比例溢流閥或電磁溢流閥控制油缸有桿腔的油壓，磨機工作時油缸無桿腔沒有壓力，有大塊物料經過碾磨區域時油缸活塞會突然上升，然后在有桿腔液壓油壓力作用下，磨輥快速下降，撞擊磨盤，產生振動。老式MPS 型中速磨煤機在運行中極易產生振動，這是受老式MPS 型中速磨煤機的液壓定加載方式的結構所限定的，特別是在磨煤機最初啟動運行初期，由于受到鍋爐點火等原因，磨煤機的出力通常是磨煤機的最小出力值（即磨煤機的最小穩定運行負荷是磨煤機最大出力的40%左右），由于磨煤機的煤層較薄，此時，如果通入磨煤機內部的一次熱風風量、磨煤機的碾磨壓力等調整的不合適，磨煤機的磨輥極易與磨盤瓦發生剛性接觸，從而引起磨煤機產生振動。因此，在磨煤機運行初期，磨煤機的一次熱風溫度、磨煤機的出口溫度、磨煤機的一次熱風風量、作用在磨輥上的磨煤機碾磨壓力等都是造成磨煤機易產生振動的因素。除了以上磨煤機自身及運行參數與磨煤機的振動有關外，原煤粒度也是造成磨煤機運行振動產生的另外一個重要因素，特別是當原煤的粒度極小時（即最大的原煤粒度≤5mm，最小的粒度為100μm，甚至比100μm 更小），此時，如果按照常規的磨煤機啟磨時的運行條件，則會造成磨煤機產生劇烈的振動，因此，通常情況是降低磨煤機的運行壓力值，同時為了保證磨煤機的穩定運行無振動，通常會在中架體的拉桿導槽位置增加一套限制加載架降低的裝置，保證磨輥輥套與磨盤瓦中間保留一定的間隙值，使磨煤機運行時，磨輥始終無法與磨盤接觸，從而不會引起磨煤機運行的振動。

老式的MPS 型中速磨煤機采用了液壓定加載方式，磨煤機的最大加載壓力等級僅為450KN/m2，磨煤機的出力較低。為了增加磨煤機的出力，提高碾磨壓力值是最直接、做有效的方法，但一直為找到有效解決老式磨煤機的振動問題，因此，老式的液壓定加載的MPS 型中速磨煤機的技術在幾十年內都沒有得到實質性的突破。

3 MPS-HP-II 型中速磨煤機產生振動的原因及消除方法

MPS-HP-II 型中速磨煤機是MPS 型中速磨煤機的最新產品，采用了液壓變加載阻尼減振控制系統，即在磨煤機的液壓油缸無桿腔增加了一套獨立的帶有一定壓力值的管路，使磨煤機在運行時，液壓油缸的有桿腔和無桿腔同時存在不同壓力值的壓力油。

圖1

當MPS-HP-II 型中速磨煤機運行中，磨輥遇到顆粒度較大的、硬度較高難以磨碎的物質（如鐵塊、木塊等物料）時，磨輥在運行中從物料表面碾過而被物料提升，磨煤機的液壓油缸的有桿腔的液壓活塞桿將向上移動，此時液壓油缸有桿腔內部的液壓油收到擠壓使壓力值升高，超過此時設定的工作壓力，多余的油通過溢流閥溢出，保持有桿腔內恒定的壓力；液壓油缸的無桿腔由于活塞上升，裝載液壓油的空間增大使液壓油的壓力值減小，通過比例溢流閥的開度增加和大流量的反作用力油泵及氮氣蓄能器快速對液壓油缸的無桿腔補油，使液壓油缸無桿腔的液壓油得到快速補充。當大塊物質通過碾磨區域后，磨煤機的磨輥收到自身重力和液壓油站提供磨煤機的加載壓力的雙重作用下會向下運動，液壓油缸的活塞向下運動，有桿腔液壓油的容積增大，液壓油的壓力減小，在比例溢流閥的控制和油缸蓄能器的作用下，向有桿腔增加的液壓油量多加，磨輥可以快速地向下運動落到原煤上。此時如果液壓油缸的無桿腔沒有液壓油，那就會像老式的定加載方式的MPS 型中速磨煤機一樣，磨輥會在有桿腔壓力油和蓄能器壓力油的作用下快速向下運動，以較大速度撞擊磨盤，引發一次振動。由于磨輥向下運動時，采用液壓變加載阻尼減振控制技術的MPS-HP-II 型中速磨煤機，會按以上描述的工作狀態，液壓油缸的無桿腔已經充滿了壓力油，液壓油缸的活塞向下運動時會受到無桿腔液壓油的阻礙（即產生阻尼力），磨輥向下的運動得到了緩沖，從而減小了向下的沖擊速度，避免了磨輥直接撞擊磨盤，從而使得磨煤機可以穩定運行，這就是采用液壓變加載阻尼減振控制技術的MPS-HP-II 型中速磨煤機在技術和設備的結構上避免了磨煤機在運行時產生振動的原因，解決了困擾老式磨煤機多年的振動問題，提高了磨煤機運行的穩定性。

作為國內唯一一家以研發設計、生產制造和售后服務為一體的MPS-HP-II 型中速磨煤機的專業廠家，中國電建集團長春發電設備有限公司已經在2008 年獲得了“一種中速磨煤機”的國家發明專利，其核心技術就是液壓變加載阻尼減振控制技術，這也是該企業加強了對關鍵設備核心技術的知識產權的保護。

采用液壓變加載阻尼減振控制技術的MPS-HP-II 型中速磨煤機，該系列磨煤機最大碾磨壓力等級達到了750kN/m2,比老式的MPS 型中速磨煤機的450kN/m2高出了近67%，可以有效的避免因加載力過大引起磨煤機的振動，同時對其結構進行了優化設計，使該磨煤機的結構更合理、控制更有效，磨煤機的出力提高35%以上。MPS-HP-II 型中速磨煤機的最小穩定運行負荷為磨煤機最大出力的15%，遠低于老式MPS 型中速磨煤機的40%，可以更好地滿足廣大用戶的等離子點火或少油點火的要求。該系列磨煤機具有煤質適用范圍廣、節能、高效、低耗和運行穩定的優點，自本系列產品推出以來，深受廣大設計院和燃煤火力發電廠、化工廠及鋼鐵冶煉廠等行業用戶的好評。

當然，作為目前技術最先進的MPS-HP-II 型中速磨煤機產品，在應用中，也要考慮到煤質、運行參數的調整及運行人員對MPS-HP-II 型中速磨煤機性能掌握的程度，否則不適當的操作也會引起磨煤機的振動。如磨煤機的煤質顆粒極小時，（即最大的原煤粒度≤5mm，最小的粒度為100μm，甚至比100μm 更小），此時，如果按照廠家提供常規的磨煤機的碾磨壓力曲線，可能就會因為磨煤機的煤層較薄而造成磨煤機產生的振動，因此，通常情況是降低磨煤機的作用力值并增加磨煤機的反作用力值（即阻尼力值），適當調整磨煤機的一次風量可以避免磨煤機的振動。

用戶使用MPS-HP-II 型中速磨煤機時會產生振動，多數是由于煤質變化較大（其中原煤水分與設計值差異較大）、或煤中存在鐵塊等不可被碾磨碎的物料時，或受到制粉系統的一次熱風溫度、風量等因素的影響，或部分運行人員對MPS-HP-II 型中速磨煤機的結構和性能掌握的不夠，因此會采用大風量的一次熱風運行、較大的作用力等對磨煤機運行操作，引起磨煤機的振動。因此，當磨煤機產生振動時，首先應對磨煤機產生的振動原因進行分析，并應從磨煤機的一次風量、液壓油的作用力值和反作用力值、液壓油的清潔度、蓄能器的壓力值、原煤中是否含有鐵塊等方面進行排查，以解決磨煤機的振動問題。

4 結論

MPS 型中速磨煤機在我國應用廣泛，磨煤機的穩定運行是機組穩定運行的重要保證，避免磨煤機出現振動是保證磨煤機穩定運行的重要因素，用戶應按照設備制造廠提供的說明書進行設備的操作。除了用戶檢修維護人員加強對磨煤機的日常檢修維護外，當用戶的實際煤質與設計煤種偏差較大時，建議用戶及時將實際煤質的煤質資料提供給磨煤機制造廠家，由廠家提供新的磨煤機一次風量曲線和液壓加載曲線，以保證設備的穩定運行。