中速輥式磨煤機振動大的原因分析及消除措施

杜小君

（中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司，內蒙古 鄂爾多斯 017209）

磨煤機在煤化工磨煤系統(tǒng)運行中發(fā)揮著重要的作用，經常出現(xiàn)振動情況，在降低出力的同時，也會削弱其耐久性，甚至對煤化工裝置的生產負荷形成阻礙。當前，大部分煤化工磨煤系統(tǒng)及煤化工廠使用中速輥式磨煤機，其振動問題影響面較廣，展開研究現(xiàn)實意義重大。本文針對ZGM133N型號的磨煤機進行研究，分析其出現(xiàn)振動的原因，并尋找相應對策。

一、ZGM133N中速輥式磨煤機工作原理

ZGM133N磨煤機屬于中速輥盤式磨煤機，這種磨煤機的碾磨部分是由三個磨輥和轉動磨環(huán)共同組成，其中，磨輥沿著磨環(huán)滾動，且進行自轉。將洗精煤通過磨煤機中央落煤管落入碾磨部件之間，經碾磨部件轉動，并借助離心力將洗精煤運送到碾磨輥道上，通過磨輥進行碾磨。碾磨力均勻作用至三個磨輥上，這個力經磨環(huán)、磨輥、壓架、拉桿、傳動盤、減速機、液壓缸后通過底板傳至基礎（見圖1＿1）。

圖1 ＿1磨煤機加載傳遞系統(tǒng)“受力狀態(tài)圖”

碾磨成的煤粉被拋至風環(huán)處，熱風以一定速度通過風環(huán)進入干燥空間，對煤粉干燥處理，并將處理好的煤粉送入碾磨區(qū)上部分的旋轉分離器當中進行分離。經過分離，將不合格的粗粉進行返回重磨。而合格的煤粉通過干燥處理后帶出磨外，在煤當中夾帶的雜物(如石塊、金屬塊、黃鐵礦塊等)全部拋至風環(huán)處，經風環(huán)刮板處刮落到雜物箱當中，定期人工排出。（見圖 1＿2）

圖1 ＿2磨煤機“沸騰區(qū)”示意圖

二、磨煤機出現(xiàn)振動的原因

1.設計因素

磨煤機設計過程中缺乏科學性考慮，對熱態(tài)形變問題在設計時欠缺考慮，導致磨煤機在運轉的過程中出現(xiàn)一定程度的形變問題。同時，設計人員也沒有對箱體承重方面考慮周全，機座和機殼剛度方面也欠缺考量，讓箱體的承重難以符合實際需求，設備運轉過程中容易出現(xiàn)過大幅度的形變。以上情況導致的形變一旦在設備實際運轉中出現(xiàn)，就會使原本的位置出現(xiàn)偏差，進而導致三腳架的中間部位也出現(xiàn)偏離，造成振動情況的發(fā)生。

2.制造因素

在進行中速輥式磨煤機的生產制造過程中，存在機殼焊接變形問題。變形嚴重的導致機座不平，機座底部受力不均，鑄造的磨盤襯板過于粗糙，安裝后容易出現(xiàn)波浪式弧面，磨盤轉動運行中導致磨煤機整體出現(xiàn)上下波浪式振動；磨盤、傳動盤和襯板鑄造的不夠規(guī)則和均勻，造成轉動時出現(xiàn)無法平衡的離心式運動，造成整機振動；磨輥的輪輥外緣為非機械加工制造，導致出現(xiàn)直徑偏差超出標準，輪輥橢圓度過大，運行過程中三角架與磨輥受加載力作用出現(xiàn)較大的振動。

3.安裝因素

在機座和機殼安裝找正時，中心偏差過大，機殼、機座的水平偏差較大，使機殼、機座中心與減速機回轉中心的偏差較大，導致運行不平穩(wěn)。

三角架及三個磨輥的中心沒有找正，導向板工作面不能同時接觸，造成中心偏差，致使運行中的三個磨輥工作面偏離固定位置，不沿磨盤滾道方向轉動，在嚴重磨損磨盤襯瓦上沿的同時引發(fā)振動。

減速機與電動機聯(lián)軸器找正不準確，減速機軸中心和電動機軸中心偏差較大，使減速機不能正常運行而產生過大的振動。

磨機內部各部分連接螺栓、地腳螺栓擰緊力矩不夠，造成運行過程中螺栓松動，出現(xiàn)磨煤機振動。

4.運行因素

4.1 風煤比失調

磨煤機在運行過程中，由于煤化工裝置總生產負荷波動，導致磨煤系統(tǒng)經常調整磨煤機的制粉量。要保證冷風、熱風和煤的比例之間的相互協(xié)調，根據(jù)磨煤系統(tǒng)的給煤量進行適時的調整。但是在磨煤機的實際運行過程中，經常出現(xiàn)風煤比失調情況，當磨煤機給煤量一定時，一次風量過小，不能將煤粉及時的從磨機里帶走，隨著給煤的不斷積累，磨煤機內堆積的煤粉越來越多；一次風量過大時，使得磨機內的煤粉越來越少，最后磨輥上下跳動幅度較大，一定程度時產生較大的振動，影響正常生產。

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4.2 碾磨件之間有異物，造成碾磨件磨損

在整個磨煤機的設計過程中，碾磨件是整個機器的重要組成部分，更是磨煤機運行的基本部件。由于洗精煤是通過皮帶輸送機送入精煤倉內，再提供給磨煤機。皮帶輸送機的除鐵器失靈或除鐵能力不足時，運行中有較大的鐵塊通過皮帶進磨煤機，在加載力的作用下，鐵塊不斷被碾壓造成負荷不規(guī)則變化，也增加碾磨件之間的磨損程度，甚至出現(xiàn)碾磨部件脫落，使磨煤機產生較大振動。

4.3 導向板磨損或間隙過大

由于導向板工作面為圓弧形狀，導向板對磨輥的水平位置進行固定，分三處固定在機殼的切向支撐板和下壓環(huán)下。磨煤機在運行過程中，導向塊和導向板接觸部位受到頻繁沖擊和上下移動磨擦。盡管導向塊及導向板由耐磨材料制造，但由于接觸磨損的原因，限位間隙逐漸變大，致使磨輥位置有所改變，造成磨輥在運行擺動中沖擊力加大而發(fā)生振動，這種振動將會引起切向支撐后移，甚至造成磨輥傾倒，最終促使磨輥運動軌跡的改變，磨煤機振動增大。

4.4 加載系統(tǒng)故障

加載系統(tǒng)是中速輥式磨煤機的重要工作系統(tǒng)，加載系統(tǒng)是磨煤機液壓系統(tǒng)重要組成部分。加載系統(tǒng)主要由電機、雙聯(lián)齒輪泵、比例溢流閥、單向節(jié)流閥、安全閥塊、油缸組件、蓄能器、冷卻器、回油過濾器及壓力變送器等組成。

磨煤系統(tǒng)正常運行中加載力出現(xiàn)故障時，加載力壓力波動較大時，使得磨煤機出力變化較大，煤層厚度太薄或太厚，磨輥上下跳動幅度過大，均能引起磨機振動。

4.5 磨機給煤量波動大

三、磨煤機振動問題改進建議

1.設計應符合科學理念

為了適應熱態(tài)情況下機殼不規(guī)則的變形，應適當增加機殼的厚度，并在導向板箱體增加加固筋板。同時，在剛度與強度方面強化機殼與機座，降低因設計原因造成的振動發(fā)生幾率。將支撐墊板安裝在三角架與機殼之間，提升三角架的標高。架高磨輥，使之與磨盤兩者間存在間隙，這樣即便出現(xiàn)斷煤現(xiàn)象，磨輥與磨盤中還存在煤層鋪墊，能夠降低兩者間的剛性接觸，從而減少振動情況出現(xiàn)。

2.制造改進措施

在進行機座與機殼的制造時，采用防變形的焊接工藝和施工工藝，在滿足設計要求的同時保證焊接件不發(fā)生變形。焊接完成后盡快將結構應力與焊接應力進行消除，提升磨煤機整體制造精度。對制造過程中的精度要求進行控制，保證控制直徑偏差在5mm以內，控制橢圓度在3mm以內。只有進度符合設計要求，才能保證設備運行正常。

3.合理安裝

安裝之前要對圖紙內容進行全面了解，通讀使用說明書，使用時要嚴格按照說明書的內容進行，做好技術交底工作，培養(yǎng)操作人員的責任意識，嚴格對機座和機殼進行調整，確保其水平狀態(tài)精準，記錄安裝信息，質檢人員要做好質量控制工作，保證安裝質量。

對機座和機殼進行合理調整。找到機座的垂直中心軸線，在其上添加兩個吊墜，和減速機垂直方向的中心軸線處于對正狀態(tài)。使用精密的測量設備測出其標高和水平偏離程度，讓偏差程度小于2mm，確定機殼和機座的正中位置，此過程需要在拉鋼絲法的輔助下得以實現(xiàn)，吊墜的線需從鋼絲的交叉點經過，和減速設備的輸出法蘭正中位置相對，偏離差距小于2mm。在完成上述工作中，讓地腳螺栓處于穩(wěn)固狀態(tài)。在安置減速機前，對其底面和臺板進行處理，讓臺板處于平整狀態(tài)，找準減速機的中心位置，確保緊固螺栓結合面處緊密狀態(tài)，才可開始工作，隨后使用專業(yè)測量設備對其輸出法蘭進行測定，保證其處于水平狀態(tài)，每個方向的水平偏離程度都要小于 0.2mm。

4.風煤比失調

磨煤機的給煤量和一次風量可根據(jù)一次風與煤粉出力變化曲線操作（見圖 1＿3）。

圖1 ＿3 磨煤機“標準空氣曲線”

建立正確的給煤量和一次風量比率是很重要的，如果標定的一次風量、給煤量不準，不但影響負荷調節(jié)，而且影響磨煤機運行。在磨煤機運行人員調節(jié)磨煤機出力時，應做到增加磨煤機出力時，先加風量，后加煤量。降低磨煤機出力時，先減煤量，后減風量，以防止一次風量調節(jié)過快或風量過小造成磨煤機煤層厚度變化較大，使磨煤機振動。

5.碾磨件之間有異物，造成碾磨件磨損處理

在磨煤機運行上煤時，要求上游操作人員經常檢查除鐵器的運行情況，并及時清理除鐵器上的鐵塊，避免其進入磨煤機。磨煤機運行出現(xiàn)振動時，對磨煤機排渣箱進行多次排渣檢查，看是否有異物或磨煤機內部部件脫落。磨煤機每運行1000小時，磨煤機停機應對碾磨件磨損情況進行檢查。磨輥耐磨件是高鉻鑄鐵制造，對溫度的急劇變化十分敏感，因此絕不能在磨機剛停下來，為盡快開始維修作業(yè)而用水或壓縮空氣來冷卻磨輥。

6.導向板磨損或間隙過大處理

經常檢查導向裝置（導向塊及導向板）的磨損和間隙，并保證壓架的垂向靈活運動。在磨煤機運行過程中，隨著時間的增加，即可與壓架上的導向塊和導向板間隙都會逐漸增加，從而引起磨煤機的不穩(wěn)定運轉。所以，在對磨煤機進行內部檢查時，需要對間隙進行檢查和測量，并做好記錄。如果間隙大于8mm，就需要增加墊片完成調整，使間隙保持原始狀態(tài)，墊片結構可以設計成上面或者側面插入形式。如果導向板與導向塊出現(xiàn)明顯的階梯型磨損，將會對壓架的自由運動造成妨礙，需要及時更換。

7.加載系統(tǒng)故障處理

經常檢查加載系統(tǒng)的蓄能器，有無異常情況，并及時處理。檢查加載系統(tǒng)的油路，在磨煤機停止運行時，應對磨煤機的磨輥升降和定變加載的切換進行檢查，發(fā)現(xiàn)加載油缸和電磁換向閥故障，及時清理和更換。保障3個加載油缸的加載能力同步及電磁換向閥的正常工作。

8.磨煤機給煤量波動大

經常關注洗精煤的分析化驗報告單，發(fā)現(xiàn)洗精煤水含量大時，注意磨煤機系統(tǒng)的調整及上游溜管的檢查。并在磨煤機系統(tǒng)運行一段時間后對磨煤機上游設備稱重給煤機的皮帶稱進行校驗，避免因磨煤機給煤量波動大，磨煤機振動強烈。同時也要在磨煤機下料溜管處增加氣錘，避免因洗精煤水分大讓溜管出現(xiàn)堵料現(xiàn)象。

四、結束語

當中速輥式磨煤機發(fā)生振動時，要全面分析問題出現(xiàn)的原因，以積極的手段改變振動狀況，讓磨煤機的運行效率達到一定水平，增加設備的耐久性，降低對電能等能源的消耗，讓整個磨煤系統(tǒng)的運轉處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)，為煤化工的健康發(fā)展做出貢獻，爭取創(chuàng)造更多的經濟效益。

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