ZGM123G-II型中速磨煤機振動問題的分析

劉思平，蔣有福

（華潤電力海豐有限公司,廣東汕尾516699）

ZGM123G-II型中速磨煤機振動問題的分析

劉思平，蔣有福

（華潤電力海豐有限公司,廣東汕尾516699）

磨煤機在運行過程中發生振動將會對機組設備運行造成嚴重影響。本文分析了某電廠1000MW機組ZGM123G-II型中速磨煤機頻繁發生振動的原因，并針對該問題提出了相應的改造方案與預防措施。機組實施上述改造方案后磨煤機振動得到有效控制，振動次數明顯降低，因磨煤機振動引起其他設備損壞及缺陷帶來的成本損失也顯著下降。

中速磨；煤種偏差；振動

0 引言

目前國內燃用煙煤的火力發電廠磨煤機均選用能耗較低的中速磨，依據設計煤種進行選型，但實際燃用的煤種多變，且與設計煤種偏差較大，因中速磨對煤種的適應性不如球磨機廣泛，當煤種變化、與設計煤種偏差較大時會造成中速磨頻繁振動，嚴重影響機組制粉系統安全穩定運行，且對設備運行環境也存在較大的污染。劉培忠與谷振宇詳細論述了轉速輥式磨煤機的振動機理[1]。朱麗華等[2]采用現場測試與有限元分析相結合的方法，研究了磨煤機的振動特性以及相應的減振方案。本文以某電廠ZGM123G-II型中速磨為研究對象，詳細分析了磨煤機振動的原因以及針對出現的問題所提出的建議與預防措施。

1 機組運行現狀

華潤海豐電廠2×1000 MW超超臨界燃煤機組磨煤機選用某公司ZGM123G-II型中速磨，液壓加載，動態分離器，單臺爐配置6臺磨煤機（5運1備），設計為山西晉北煙煤，校核煤種Ⅰ為內蒙古額爾多斯煙煤，校核煤種Ⅱ為煙煤與褐煤摻混煤種，煤質參數見表1。第一臺機組于2015年3月7日投產。機組投產后鍋爐燃用煤種變化較大，當磨煤機磨制大友、平山、同忻優煤時磨煤機振動大且頻繁，機組投產后至2015年10月份磨煤機振動帶來以下一系列問題：

（1）引起減速機地腳螺栓振松10多次，對輪彈性銷磨壞12次，減速箱噴油近10次，輥套振脫1次。如圖1所示，磨煤機出現減速機固定螺栓松動、電機與減速機聯軸器橡膠套及連接螺栓損壞、輥套脫落等問題。也會引起其他附屬系統出現問題，比如減速機上表面噴油、液壓油系統漏油。此外，也造成多次磨炭精環、分離器法蘭、拉桿密封箱、防爆門、油管接頭及加載油缸等發現泄漏。但磨煤機無在線測振裝置，不能盡快發現磨機振動情況并及時調整。因此，各電廠也急需能實時監測磨煤機振動特性的在線測試設備或便捷儀器，以實現及時預知磨煤機發生振動，能夠及時預防與解決。

（2）石子煤量大，磨煤機機座密封為兩道軸向密封形式的碳精密封環。碳精密封環與傳動軸頸有一定的間隙，密封效果不好，造成較多的漏風，尤其是有時發現堵磨情況，部分原煤從碳精環處泄漏，造成炭精環急

劇磨損，投產至11月份炭精環更換40多套。

表1 煤質資料

2 振動原因分析

2.1 負荷變化因素

華潤海豐電廠出線經東莞東縱站及深圳寶安站接入南方電網，南方電網公司將百萬機組作為調峰機組使用，負荷波動大且頻繁，要求機組負荷按不小于2MW/min的增減負荷。這種負荷波動下需要將磨煤機的煤量進行快速增減，容易造成風煤比失衡不匹配，從而引起磨煤機振動。

2.2 運行人員熟悉程度因素

海豐電廠為新建電廠，運行人員對磨煤機運行特性熟悉程度參差不齊，尚未熟練掌握磨煤機運行規律，按廠家提供的運行曲線調節不能滿足要求時，容易造成磨煤機振動。2.3煤質因素

機組投產后開始燃用大友煤，該煤雖煤質較好，但哈氏可磨性系數HGI較高，大友煤HGI約為86，偏離設計值61（校核煤種Ⅰ為55，校核煤種Ⅱ為53）較多，屬偏軟且易磨制煤種，在運行轉動的磨盤中，煤較難形成有一定硬度且穩定的煤層厚度。結合磨煤機振動時現場檢查及磨內部檢查的情況可以認定：煤種可磨系數高、偏軟、磨運行中形成煤層薄是磨煤機頻繁振動大的主要原因，而磨制該煤種時一次風量偏小、加載力偏高是石子煤排放過多且含較多細顆粒原煤的主要原因。

2.4 其他因素

投產初期輸煤系統的除鐵器使用效果不佳，有部分大鐵件進入磨煤機，也會引起磨煤機振動。

3 解決方案及效果

3.1 解決方案

（1）加強運行人員業務學習培訓，提高操盤水平，以最快的速度熟悉掌握磨煤機的運行規律，在變負荷工況時做到及時調整，避免磨煤機振動；

（2）運行人員要保證磨煤機運行期間各項參數的可靠。磨煤機液壓油站壓力表M2與壓力表M4的差值需在2MPa以內，差值超過2MPa由技術支持部與拓奇公司一起檢查處理。熱一次風母管與磨機入口差壓須控制在1kPa以內，磨煤機密封風與一次風差壓不得低于1.5kPa，正常運行時密封風與一次風差壓大于2kPa。機組運行過程中一次風量、加載油壓與分離器頻率在不同給煤量條件下對應的數值應該滿足相應的規律。圖2為給煤量與一次風量的關系，由圖可知一次風量與給煤量呈線性關系，運行人員需根據實時給煤量調整一次風量。運行過程還需要協調考慮磨煤機加載油壓即加載負荷，和分離器頻率。如圖3所示，當給煤量小于25t/h時，合理的加載油壓為4MPa；當大于該給煤量時，加載油壓隨給煤量呈線性增長趨勢設定。實際加載油壓可以存在與圖中對應加載值有一定偏置。分離器頻率直接決定了入爐煤的煤粉細度，圖4給出了分離器頻率隨給煤量的關系。當給煤量約為55t/h時，分離器頻率反饋基本維持在55%。分離器變頻反饋運行人員應控制在45%～55%（轉速54～66r/min）為宜。

（3）運行人員要在磨煤機不同的運行階段采取不同的措施來防止振動。磨煤機剛啟動時，運行人員須先鋪好煤，適當調低加載壓力，保證有20～50mm的煤層，確保磨煤機啟動初期不發生振動。磨煤機運行期間，一旦發生振動較大的情況，需立即將磨輥升起來，調低加載壓力及相關參數后再降磨輥，消除振動異常。如振動仍不能消除，運行人員須果斷停運磨煤機。磨煤機停磨前，減速機空轉一段時間，將刮板室的積煤刮干凈，待停磨后由維護人員及時將石子煤斗清干凈。磨煤機磨輥、襯瓦都已有少量磨損，停磨檢修時重新標定出煤層標尺的零位，便于準備判斷煤層厚度。磨煤機壓架導向板存在磨損、兩側間隙變大情況，停磨檢修時要加裝適當的墊片，將導向板承力側間隙調為零，非承力側間隙調到2～3mm。

（4）減小煤質對磨煤機振動的影響。到港后的煤均需及時送檢，化驗分析出各煤種的相關參數，并增加哈氏可磨系數分析。目前磨煤機出力80t時對應加載力16MPa。根據《大中型火力發電廠設計規范2002版》磨煤機最大加載力需根據HGI范圍來調整[3]：HGI: 50～60，對應最大加載力為16 MPa；HGI:60～70，對應最大加載力為15MPa；HGI:70～80，對應最大加載力為14MPa；HGI:80～90，對應最大加載力為13MPa。當磨制大友煤的磨煤機，運行人員需要將一次風量適當加大，加載力適當減少，確保現場煤層尺上顯示有20～50mm的煤層。

（5）對輸煤系統的除鐵器進行排查，確保均可靠投用，能將原煤中存在的鐵件清除，避免隨原煤進入磨煤機內造成磨煤機振動。

3.2 改造方案及預防措施

（1）加強磨煤機減速機的定位及固定，在每臺磨煤機減速機底板和對應的基礎臺板上沿對角方向鉆了2個直徑35mm的帶錐度圓孔，安裝定位銷，將減速機定好位，避免磨振動后減速機移位（上海磨減速機底板都安裝有定位銷）。

（2）在磨煤機減速機上增加振動在線監測系統，將信號傳至盤前，運行人員可及時發現磨煤機振動異常并盡快調整。

（3）原機座密封為兩道軸向密封形式的碳精密封環，安裝在機座上，對旋轉的傳動軸進行密封。碳精環直徑較大，進行分段加工，接口處為徑向接口。當碳精密封環或傳動盤有磨損時只能進行輕微補償。加上安裝上有一定的裝配裕度，碳精密封環與傳動軸頸有一定的間隙，密封效果不好，造成較多的漏風。使用新型機座密封產品，該新型機座密封在運行時，動密封槽內炭精在補償彈簧的頂托下緊密貼合靜密封下部端面的自潤滑面隨著主軸轉動而形成密封。炭精在磨損后，通過預留的壓縮緊力，補償彈簧將炭精上頂，自動補償磨損余量，在運行中可免維護，改造后運行至今穩定。

3.3 改造效果

磨煤機振動情況得到有效控制，振動次數明顯降低，因振動引起的設備損壞及缺陷顯著下降，11月至今未發生磨煤機振動引起的設備問題。

4 結語

磨煤機振動問題與煤質、負荷變化速率、運行人員操盤水平以及風煤配比、分離器轉速、磨輥液壓加載力等息息相關，經過鍋爐專業技術人員、運行人員及檢修維護人員一年的摸索與努力，華潤海豐電廠已解決磨煤機振動問題，機組安全穩定運行。

[1]劉培忠，谷振宇.中速磨煤機振動產生的機理及防振對策研究[J].電力技術，2010，（11）：45-52.

[2]朱麗華，白國良，彭奕亮，等.火力發電廠中速磨煤機振動測試與減振研究[J].建筑結構學報，2013，34（5）: 43-51.

[3]DL/T 5000-2002，火力發電廠設計技術規程[S].

Analysis on the Vibration Problem of ZGM123G-II Medium Speed Mill

LIU Si-ping，JIANG You-fu

（China Resources Power Haifeng Co.，Ltd，Shanwei 516699，China）

The vibration of mill could result in some serious effects of related equipments for power plant during operation.This paper aims to analyze the causes for the vibration of a ZGM123G-II medium speed mill in a coal-fired power plant with capacity of 1000MW.Some corresponding suggestions were proposed for resolving this issue.The vibration of this medium speed mill was effectively controlled by adapting reasonable suggestions.In addition,the vibration number was markedly declined and the cost of equipment damage that caused by vibration was also decreased.

medium speed mill；ZGM123G-II；vibration

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.04.010

TK223.25

B

2095-3429（2016）04-0042-04

2016-04-18

修回日期：2016-07-08

劉思平（1978-），男，廣東汕尾人，本科，助理工程師，主要從事電廠鍋爐、除塵設備及脫硫等裝置運行檢修工作。