齒索輸粉機常見故障原因分析及對策

秦軍毅

(華電濰坊發電有限公司，山東 濰坊 261100)

齒索輸粉機常見故障原因分析及對策

秦軍毅

(華電濰坊發電有限公司，山東 濰坊 261100)

某公司1期2臺330 MW機組的鍋爐制粉系統輸粉機因長周期的超時使用，造成設備故障頻繁發生。其常見的故障是內部組件磨損嚴重、托輪出軌、鋼絲繩斷股等，直接威脅到機組的安全經濟運行。通過對現場設備的維護，找出輸粉機常見故障的一些規律、原因及應對方法，較好地解決了輸粉機故障頻發的問題，提高了設備運行的安全性。

輸粉機；鋼絲繩斷裂；軌道脫開；聯軸器故障

0 概述

某公司1期2臺330 MW機組的鍋爐(1，2號)均采用東方鍋爐廠設計制造的DG-1025/18.2-Ⅱ4型亞臨界、中間再熱、自然循環汽包爐。每臺機組配置制粉系統為4臺DTM350/600型鋼球磨煤機，熱風送粉，2個粉倉，1套輸粉機。其配置的輸粉機是由寧波市鄞州發電設備附件廠生產的CS350型齒索輸粉機。該型輸粉機可根據鍋爐負荷的需要平衡粉倉粉位。當某制粉系統出現故障需要較長時間檢修時，該套輸粉機可保證機組安全、穩發、滿發。

近年來，該公司出于節省廠用電的原因，單臺輸粉機每天使用時間經常保持在22 h以上，輸粉機長周期的超時使用，造成設備故障頻繁發生。常見的故障有內部組件磨損嚴重、托輪出軌、鋼絲繩斷股等，嚴重時鋼絲繩瞬間斷裂造成整機癱瘓，直接威脅到機組的安全經濟運行。

1 輸粉機故障原因分析及對策

該公司1，2號爐輸粉機故障統計如表1所示。根據表1內容將輸粉機故障原因進行歸納和分析，具體如下。

1.1 輸粉機鋼絲繩斷股

在運行中齒索輸粉機經常出現鋼絲繩斷股問題。從表1中可以看出，在24個月的統計區間內，鋼絲繩斷股故障居首位，占比25.8 %。由于處理鋼絲繩斷股需要擇機停運輸粉機，將斷股處的鋼絲繩全部截掉，并且要增加齒塊接頭用來更換一段鋼絲繩，處理時間較長且比較麻煩，較大地影響了輸粉機的可靠性。

1.1.1 原因分析

通過現場觀察發現，鋼絲繩斷股現象多發生在齒塊卡緊鋼絲繩的地方。輸粉機鋼絲繩在使用過程中需要承受彎曲和拉伸的反復作用。查有關資料得知，輸粉機的鋼絲繩抗拉強度高達2 000 N/mm2，因此完好的鋼絲繩幾乎是無法被直接拉斷的。在帶動齒塊組件通過輸粉機兩端的鏈輪時，鋼絲繩會發生彎曲，由于齒塊組件較硬，邊緣部分又有棱角，鋼絲繩受到擠壓變形，在交變彎曲應力的作用以及外力擠壓與剪力作用下，造成外層鋼絲較為嚴重的磨損。輸粉機長期運行后，會逐漸造成鋼絲繩斷絲、斷股。

表1 1，2號爐輸粉機故障統計(2013—2014年)

1.1.2 解決措施

在現場維護過程中發現，如果能將大鏈輪、齒塊組件的外形進行改善，在與鋼絲繩接觸的地方墊上較軟的材料(如鋁皮)緩沖一下，就能較好地解決此問題。通過與輸粉機制造廠家聯系得知，制造廠家也通過眾多的用戶反饋，意識到此類問題，正在進行改造：

(1) 將鏈輪結構卡槽由上凸下凹，改成上凹下凸的形式，使鋼絲繩在經過鏈輪時，卡槽處鋼絲繩的彎曲度變小，受到的相應剪切力也減小；

(2) 將齒塊組件卡緊鋼絲繩的地方全部增加厚度為2 mm的鋁墊片。1號爐2014-06-18輸粉機斷繩后，進行了更換，至今未再發生斷繩故障。

1.2 輸粉機托輪軸與平衡托輪軸磨損

1.2.1 原因分析

輸粉機的托輪軸與平衡托輪軸的磨損問題較為突出，占比22.6 %，往往在較短的時間內就導致軸與托輪之間的間隙嚴重超標，造成托輪組的頻繁更換，這是導致輸粉機維護費用居高不下的主要原因。要想降低輸粉機年維護費用及減輕維護工作量，就必須想辦法提高托輪組的耐磨性能。輸粉機的托輪組工作在煤粉環境下，煤粉的存在加劇了輪與軸的磨損。

在現場維護過程中發現，原輸粉機的托輪與軸的接觸長度只有25 mm。由于接觸長度較短，接觸面積較小，導致單位接觸面積的受力較大，而單位面積承受壓力的大小是影響磨損速度的一個十分重要的因素。

1.2.2 解決措施

通過查閱資料得知，影響磨損的因素包括:材質、配合表面的加工質量、潤滑劑的性質和種類、承受壓力的大小、運動速度、工作條件和溫度。對于配合表面的加工質量因素來說，已經沒有改進的余地。運動速度因素基本上已為最佳值(在能滿足輸粉要求的前提下盡量慢);工作條件與溫度因素受客觀條件限制，不易改變;由于煤粉的流動性太好，不易實現密封，潤滑劑也無法添加。剩下的材質與承受壓力這2個因素相對比較容易改變。改變托輪組的材質，雖然能解決問題，但改變材質將使托輪組的制造成本升高。

如果能夠增大原托輪組磨損部位的接觸面積，將使托輪組的耐磨性大幅提高。原托輪組件將托輪和防偏托輪設計在一起，裝在同一軸上，如圖1所示。這樣，因防偏輪占據了空間，托輪的軸承擋長度只有25 mm。如果將輪托與防偏輪分開放置，將騰出空間，使得托輪與軸的接觸長度成倍增加，其接觸面積也將成倍地增加，單位面積的承力減少，磨損速度也大大降低。這樣就較好地解決了磨損較快的問題，有效降低了檢修維護費用及工作量。

圖1 齒索輸粉機原有托輪組的結構

1.3 輸粉機殼體、下粉管漏粉

1.3.1 原因分析

輸粉機殼體、下粉管漏粉故障在統計區間發生12次，占比19.7 %。齒索式輸粉機采用全封閉箱體，運行時，由于伯努利效應，是負壓運行。經查閱缺陷記錄并結合現場查看，分析出輸粉機殼體、下粉管漏粉的原因主要有以下2點:

(1) 設備本身存在泄漏點；

(2) 操作原因，在輸粉機從一側向另一側輸粉時，由于下粉插板沒有打開或開不到位，致使下粉不暢，從而使輸送的煤粉積滿在箱體后，便會造成煤粉外溢。

1.3.2 解決措施

針對輸粉機殼體、下粉管漏粉的原因，可采取下列措施：

(1) 設備本身存在泄漏點的，針對泄漏點進行密封便可解決此類問題。

(2) 操作原因造成的漏粉，在輸粉機使用過程中如果能夠嚴格執行操作規定，便可杜絕此類故障。

1.4 輸粉機軌道脫開

1.4.1 原因分析

輸粉機在統計區間發生軌道脫開的缺陷7次，占比11.3 %。此類缺陷發生后，如不及時發現會造成事故擴大，甚至造成整個輸粉機癱瘓，必須予以解決。經過對現場情況觀察分析發現，輸粉機軌道和箱體之間的焊縫本應滿焊，但安裝人員在安裝時為了省事，很多部位采用了點焊。在運行中軌道受力，長時間后焊縫脫開，導致輸粉機無法運行。1.4.2 解決措施

利用設備停運的時機，將輸粉機所有箱體上蓋打開，檢查所有軌道焊縫并實施滿焊，基本杜絕了此類故障再次發生。

1.5 輸粉機減速機故障

1.5.1 原因分析

該公司CS350輸粉機采用擺線針輪減速機、電動機、主動軸三位一體，用聯軸器直接連接，結構緊湊，并可正反運轉。2013—2014年，因減速機故障造成的輸粉機停運共有6次，占比9.7 %。通過解體故障減速機發現，減速機軸承室磨損3次，減速機齒輪軸軸徑磨損3次，主要磨損部位在軸頭、鍵槽。通過查閱相關資料以及結合現場查看，認為造成該故障的主要原因為短時承受過大載荷所造成的零件磨損。

1.5.2 解決措施

在使用過程中，如果能夠嚴格執行操作規定，如保證空載啟動(使用中需要待機內煤粉輸送完后方可停機)；在運行中正確判斷輸粉機的輸粉方向，防止開“倒車”等，將使減速機的故障得到減少。

1.6 輸粉機軸承座移位

1.6.1 原因分析

輸粉機原驅動裝置的張緊裝置采用槽鋼作為導軌，容易積粉，張緊比較困難，易出現齒索鏈爬鏈現象，進而造成輸粉機軸承座移位。

1.6.2 解決措施

經與制造廠家協商，現將導軌改為2條三角型的軌道，由龍門銑二次加工成型。由于三角軌道不會積粉，所以張緊非常輕松，不會出現爬鏈現象，避免了輸粉機軸承座移位，防止故障再次發生。

1.7 輸粉機聯軸器故障

1.7.1 原因分析

該公司CS350輸粉機采用十字滑塊聯軸器，由2個在端面上開有凹槽的半聯軸器和1個兩面帶有凸牙的中間盤組成。因凸牙可在凹槽中滑動，故可補償安裝及運轉時2軸間的相對位移。通過查閱缺陷記錄以及結合現場查看，判斷造成聯軸器故障的主要原因為聯軸器受到了劇烈沖擊，短時承受過大載荷造成零件磨損。

1.7.2 解決措施

在使用過程中，如果能夠嚴格執行正確的操作規定，如改變輸粉機的輸粉方向時，避免切換時間過短；保證空載啟動；在運行中正確判斷輸粉機的輸粉方向，防止開“倒車”等，將使輸粉機聯軸器故障大幅降低。

1.8 輸粉機鋼絲繩斷裂

1.8.1 原因分析

輸粉機鋼絲繩在使用過程中，不可避免的會有腐蝕、磨損、斷絲現象。如何準確判斷鋼絲繩的使用周期，是一個較為棘手的問題，過早更換不經濟，過晚更換容易造成整機癱瘓。該公司齒索輸粉機原調節鋼絲繩張緊力的調節機構是由制造廠家配備的一套自動張緊機構，由底座導軌、滑動塊、千斤頂、頂桿螺絲、配重塊等組成。其功能是克服鋼絲繩長時間運行后的伸長。配重塊起到熱態運行時自動恒力拉緊的作用。由于該公司1期1，2號爐輸粉機輸送距離較大，長度均為85 m，鋼絲繩在長期使用過程中，承受彎曲和拉伸的復合應力，導致鋼絲繩多次發生疲勞失效。經查閱相關資料以及結合現場查看，認為制造廠家配備的自動恒力拉緊裝置將會加劇鋼絲繩的疲勞失效(工作于約70 ℃的煤粉環境中，且長周期超時使用，該公司1號爐輸粉機鋼絲繩于2014-06-18T20:00瞬間斷裂，造成整機癱瘓)。

1.8.2 解決措施

根據實際情況綜合考慮，取消了輸粉機原自動張緊機構中的配重塊，改用千斤頂進行調節。雖然用此方法張緊鋼絲繩需要較為頻繁的調節(每周1 次)，但減緩了鋼絲繩的受力。通過半年的跟蹤監測，發現鋼絲繩的磨損現象得到有效的改善，估計可提高鋼絲繩的使用周期約1.5年。

2 結束語

在生產實際中，齒索輸粉機的故障原因較復雜，不同的故障往往需要使用多個方法才能消除。通過對現場設備的維護實踐和分析研究，找出輸粉機常見故障的一些規律、原因及應對方法，較好地解決了輸粉機故障頻發的問題，提高了設備長周期的安全運行。

1 鄧興威，康春宇．制粉系統皮帶給煤機跳閘原因分析及處理[J]．電力安全技術，2011，13(3)：72-73．

2 張林渠，郭伯春．給煤機斷鏈保護的完善與優化[J]．電力安全技術，2013，15(6)：40-42．

3 劉 濤，劉興暉．雙進雙出鋼球磨煤機運行中的常見問題及分析[J]．電力安全技術，2011，13(4)：14-17．

南方電網西電東送完成送電1?944億kWh

2016年，南方電網西電東送完成送電1 944億kWh，超計劃145億kWh，同比增長3 %，連續5年創歷史新高。增送出云南電網電量(云電)165億kWh，有效減少云南水電棄水超過130 億kWh。

過去的一年，南方區域水電發電量大幅增加，南方電網充分發揮大電網資源優化配置平臺作用，大力推進西電東送可持續發展。同時，南方電網充分利用省間市場化交易機制，累計組織開展10次云電送粵市場化交易，堅持電量日跟蹤、旬分析，想方設法做好云南電網的增送電工作。在能源供給側實施“清潔替代”方面，南方電網以水能、風能、太陽能等清潔能源替代化石能源。其中，西電東送輸送電量中清潔水電占比約75 %，相當于減少標煤燃燒0.5億t，減少CO2排放1.3 億t。

云南電網西電東送電量首次突破千億大關，全年送電量達到1 100億kWh，同比增長16 %。南方電網公司嚴格落實防范電網安全9大風險防控措施，發揮主網架大平臺資源優化配置作用，在全力以赴做好設備運維，確保電網安全前提下，加快推進云電外送通道建設，提前1個月實現金中直流工程投產，按期建成魯西背靠背直流工程及武平至崇左第二回交流線路，提高云南外送能力約500萬kW，為最大限度消納云南富余水電，減少水電棄水提供可靠通道保障。

據統計，云南電網西電東送全年累計超協議增送云電達165億kWh，有效減少云南水電棄水超過130億kWh。云電占南方電網西電東送總電量比重達59 %，同比提高7 %，在優化購電結構的同時，為全網提高非化石能源占比，促進節能減排做出了卓越貢獻。

（來源：南方電網公司網站 2017-01-04）

2016-07-19。

秦軍毅(1974-)，男，工程師，主要從事火力發電廠鍋爐設備的檢修與維護及技術改造工作，email：13793606088@163.com。