燃煤電廠中速磨煤機(jī)液壓加載裝置的改進(jìn)

車凌云 黃 群

上海上電漕涇發(fā)電有限公司

1 前言

上海上電漕涇發(fā)電有限公司的2×1 000 MW火電工程采用上海鍋爐廠制造的超超臨界變壓運(yùn)行一次再熱、露天布置、全懸吊鋼結(jié)構(gòu)燃煤直流塔式爐。制粉系統(tǒng)使用的是北京電力設(shè)備總廠生產(chǎn)的ZGM133G中速輥式磨煤機(jī)，每臺(tái)鍋爐配備6臺(tái)磨煤機(jī)。鍋爐燃燒設(shè)計(jì)煤種時(shí)，磨煤機(jī)5臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。

自機(jī)組投用以來，磨煤機(jī)啟停階段頻繁振動(dòng)，經(jīng)設(shè)備檢修后也無法完全消除振動(dòng)情況的發(fā)生。磨煤機(jī)運(yùn)行中的振動(dòng)易造成以下危害：（1）磨煤機(jī)磨盤襯板、磨輥、減速箱等部件損壞，磨煤機(jī)的使用壽命縮短，增加了生產(chǎn)成本的支出；（2）磨煤機(jī)振動(dòng)導(dǎo)致磨輥被動(dòng)提升，不僅降低了磨煤機(jī)的出力，同時(shí)也影響了機(jī)組的安全運(yùn)行；（3）磨煤機(jī)的振動(dòng)同時(shí)造成了磨煤機(jī)附屬油管和輸粉管道的振動(dòng)，頻繁出現(xiàn)了漏油、漏粉的情況；（4）磨煤機(jī)振動(dòng)頻繁，不僅增加了設(shè)備的維護(hù)工作量，同時(shí)降低了設(shè)備的安全可靠性。

2 磨煤機(jī)工作原理及故障原因分析

磨煤機(jī)液壓加載裝置改進(jìn)，主要是通過更改裝置中的拉桿結(jié)構(gòu)，加裝蝶形彈簧來吸收能量，緩沖振動(dòng)對磨煤機(jī)的影響，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，此項(xiàng)改造對設(shè)備結(jié)構(gòu)改動(dòng)小、投資費(fèi)用少，有效降低設(shè)備的振動(dòng)，提升了運(yùn)行可靠性。

2.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理

ZGM133G磨煤機(jī)是一種中速輥盤式磨煤機(jī)，其碾磨部分是由轉(zhuǎn)動(dòng)的磨環(huán)和3個(gè)沿磨環(huán)滾動(dòng)的固定且可自轉(zhuǎn)的磨輥組成。原煤從磨機(jī)的中央落煤管落到磨環(huán)上，旋轉(zhuǎn)磨環(huán)借助于離心力將原煤運(yùn)動(dòng)至碾磨滾道上，通過磨輥進(jìn)行碾磨。3個(gè)磨輥沿圓周方向均勻布置于磨盤滾道上，碾磨力則由液壓加載系統(tǒng)產(chǎn)生，通過靜定的三點(diǎn)系統(tǒng)，碾磨力均勻作用至3個(gè)磨輥上，這個(gè)力是經(jīng)磨環(huán)、磨輥、壓架、拉桿、傳動(dòng)盤、齒輪箱、液壓缸后通過底板傳至基礎(chǔ)（見圖1）。原煤的碾磨和干燥同時(shí)進(jìn)行，一次風(fēng)（熱風(fēng)）通過噴嘴環(huán)均勻進(jìn)入磨環(huán)周圍，將經(jīng)過碾磨從磨環(huán)上切向甩出的煤粉混合物烘干并輸送至磨機(jī)上部的分離器，在分離器中進(jìn)行分離，粗粉被分離出來返回磨環(huán)重磨，合格的細(xì)粉被一次風(fēng)帶出分離器。難以粉碎且一次風(fēng)吹不起的較重石子煤、黃鐵礦、鐵塊等通過噴嘴環(huán)落到一次風(fēng)室，被刮板刮進(jìn)排渣箱，由自動(dòng)排渣裝置排出。

2.2 振動(dòng)原因分析

ZGM型磨煤機(jī)工作動(dòng)力傳遞程序是：電動(dòng)機(jī)（反作用于地基）→減速機(jī)（反作用于地基）→傳動(dòng)支架→磨盤→（原煤層）→磨輥→磨輥支架→磨輥壓架（加載拉桿→液壓缸→地基）→導(dǎo)向板→外筒體→底座→地基。

在動(dòng)力過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件有電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、傳動(dòng)支架、磨盤、磨輥、渣物刮板，這些部件的振動(dòng)特性屬旋轉(zhuǎn)機(jī)械特性，振動(dòng)的測量部位在電動(dòng)機(jī)或減速機(jī)的基礎(chǔ)和軸承處。減速機(jī)屬于低速重載設(shè)備，振動(dòng)一般不會(huì)超標(biāo)。磨煤機(jī)振動(dòng)往往指的是外筒體和底座的振動(dòng)。外筒體和底座的振動(dòng)動(dòng)力一是磨輥通過磨輥壓架作用在外筒體導(dǎo)向架上的反作用力，二是通過風(fēng)道、落煤管、送粉管道等的振動(dòng)傳遞。

影響磨煤機(jī)動(dòng)靜間作用力傳遞的部件有：磨輥支架與壓架間的聯(lián)結(jié)；磨輥壓架與導(dǎo)向架間的間隙；磨輥與磨盤間原煤層的厚度和特性；渣箱內(nèi)渣量；排渣刮板與底座的間隙；外筒體和底座的結(jié)構(gòu)特性。對于檢修后的磨煤機(jī)來說，磨輥支架與壓架間的聯(lián)結(jié)，磨輥壓架與導(dǎo)向架間的間隙，排渣刮板與底座間的間隙，已經(jīng)檢驗(yàn)合格。外筒體和底座的結(jié)構(gòu)特性也屬成熟設(shè)計(jì)。因此影響振動(dòng)的因素取決于磨輥與磨盤間原煤層的厚度和渣箱內(nèi)渣量的特性。

煤層太薄或太厚均可引起磨煤機(jī)振動(dòng)，這是由磨輥在磨盤上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定的。磨輥運(yùn)動(dòng)一是以磨輥軸為中心，在磨盤上的滾動(dòng)；二是在磨盤瓦面圓弧內(nèi)的擺動(dòng)，正是這種擺動(dòng)，使原煤能夠經(jīng)過碾磨間隙，受到碾壓作用而破碎，同時(shí)碾磨不碎的石子煤和過多的原煤才能排入渣箱。當(dāng)煤層太薄時(shí)，磨輥由磨盤圓弧較高處擺動(dòng)到較低處產(chǎn)生的沖擊不能全部緩沖，造成沖擊振動(dòng)；當(dāng)煤層太厚或煤層內(nèi)有大塊時(shí)，煤層不平，磨輥在磨盤上的滾動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生跳動(dòng)現(xiàn)象。

煤層的特性主要指原煤的可磨性，如果原煤的可磨性偏離設(shè)計(jì)范圍，就會(huì)造成大量石子煤產(chǎn)生，表現(xiàn)為渣量過大。如果渣量大，但石子煤少，而多是未碾磨的原煤，則是由于磨煤機(jī)內(nèi)煤層太厚造成的。如果渣量很少，且磨煤機(jī)表現(xiàn)為沉重的撞擊聲，則是由于磨內(nèi)煤層太薄造成的。同時(shí)如果排渣不及時(shí)或渣量過大，煤渣就會(huì)在渣箱內(nèi)結(jié)塊造成渣物刮板在運(yùn)轉(zhuǎn)中跳動(dòng)。

根據(jù)上述原因，結(jié)合漕涇電廠磨煤機(jī)振動(dòng)發(fā)生在啟停階段的實(shí)際情況，判斷為是煤層太薄造成的振動(dòng)。

3 項(xiàng)目實(shí)施

3.1 實(shí)施方案一

圖1 ZGM133G磨煤機(jī)結(jié)構(gòu)簡示意圖

運(yùn)行參數(shù)調(diào)整。磨內(nèi)的煤層厚度是由給煤量、加載力、一次風(fēng)量及風(fēng)溫共同決定的。加載力一般采用液壓變加載，其加載力受給煤量的信號(hào)控制，在磨煤機(jī)熱態(tài)試車按制造廠提供的使用說明書要求調(diào)試合格。運(yùn)行中可通過監(jiān)測就地液壓油站壓力指示來判斷加載力是否在相關(guān)要求范圍內(nèi)。在給煤量和加載力一定的條件下，一次風(fēng)量大，風(fēng)溫高，通風(fēng)和干燥出力加大，煤粉細(xì)度變粗，煤層會(huì)減薄；風(fēng)量過小，風(fēng)溫低，通風(fēng)和干燥出力將變小，煤粉細(xì)度過細(xì)，煤層會(huì)變厚。

實(shí)際運(yùn)行過程中，根據(jù)摻燒煤種的煤質(zhì)特性，調(diào)整磨煤機(jī)風(fēng)煤比，液壓加載力等相關(guān)參數(shù)，能有效解決正常運(yùn)行狀態(tài)下磨煤機(jī)振動(dòng)情況，但對啟停階段的振動(dòng)效果并不明顯。

3.2 實(shí)施方案二

磨輥與磨盤預(yù)留間隙。根據(jù)ZGM型磨煤機(jī)安裝說明書的相關(guān)內(nèi)容，磨煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)，先提升加載裝置，使磨輥與磨盤間形成一定的間隙，啟動(dòng)給煤機(jī)，投入2～3 t燃煤，使磨輥與磨盤有一定厚度的煤層，放下加載裝置后施加一定的加載力，開始連續(xù)制粉。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，如無煤層或煤層極薄，則磨輥與磨盤間無間隙或間隙極小，造成磨煤機(jī)的振動(dòng)。HP型磨煤機(jī)，通過磨輥的限位螺栓，磨輥與磨盤始終保持5～10 mm的間隙（根據(jù)型號(hào)不同有所區(qū)別），如磨盤上無煤層，磨輥與磨盤不接觸，這樣能有效保證煤層厚度，減少磨煤機(jī)的振動(dòng)。

根據(jù)上述情況，結(jié)合ZMG磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)，在磨輥加壓架與導(dǎo)向架底板處增加墊片，限制加壓架的最低位，使磨輥與磨盤間存在8 mm左右的間隙，保證煤層的厚度。

磨煤機(jī)通過改造后，投運(yùn)初期能減少部分磨煤機(jī)振動(dòng)情況的發(fā)生，但持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后，會(huì)產(chǎn)生墊片松動(dòng)、變形，螺栓松動(dòng)，可靠性下降等問題，同時(shí)如發(fā)生由于其他原因造成的振動(dòng)，卻不能避免，可靠性較差。

3.3 實(shí)施方案三

吸能緩沖裝置。更換新型拉桿裝置，主要是改變上拉桿與加壓架的連接方式，增加了一組蝶形彈簧組件，通過彈簧的減振作用，緩解、阻隔磨輥振動(dòng)能量向機(jī)殼、基座傳遞，從而減少磨煤機(jī)的振動(dòng)。更換結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 更換結(jié)構(gòu)對比圖

通過改造后，在磨煤機(jī)啟動(dòng)過程中，機(jī)殼處的振動(dòng)情況明顯改善，方案實(shí)施后的一年里，設(shè)備運(yùn)行正常，未發(fā)生由于振動(dòng)造成的設(shè)備損壞，運(yùn)行調(diào)節(jié)未發(fā)生變化，設(shè)備情況良好，檢修人員的設(shè)備維護(hù)工作量有所下降。

4 結(jié)論

磨煤機(jī)的頻繁振動(dòng)會(huì)極大的影響煤的制粉效果和制粉系統(tǒng)設(shè)備的安全運(yùn)行。通過對磨煤機(jī)加載裝置進(jìn)行優(yōu)化，在節(jié)約人力和物力支出的同時(shí)，結(jié)合運(yùn)行過程中摻燒煤種的變化情況，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，能有效保證設(shè)備運(yùn)行的可靠性。對ZNG型磨煤機(jī)、MPS磨煤機(jī)均有一定的參考意義。

[1] ZMG磨煤機(jī)使用維護(hù)說明書。