球磨機襯板缺陷分析及應對措施探析

王鑫

摘 要： 制粉系統對電廠的安全穩定運行至關重要，而球磨機對于制粉系統來說又是核心設備，重要性不言而喻，襯板的磨損情況對球磨機性能的影響很大。我們要選用合理材質的襯板，并搭配合理材質、數量和尺寸的鋼球，優化運行狀態，降低襯板磨損程度。

關鍵詞： 球磨機；襯板；鋼球

隨著科技的發展和技術的進步，磨煤機的形式和種類日趨增多，目前在電廠中應用最廣泛的還要數鋼球磨煤機。據不完全統計，全國大概有85%左右火電廠的制粉系統，采用的是鋼球磨煤機，足以看出鋼球磨煤機的市場占比非常高。在電廠的實際生產運營中，制粉系統對電廠的安全穩定運行至關重要，而磨煤機對于制粉系統來說又是核心設備，同時又是電廠四大輔機之一，重要性不言而喻。保證磨煤機正常運轉，減少缺陷發生，是檢修人員和運行人員的重要工作職責。襯板的磨損情況對球磨機性能的影響很大，可影響到5%-10%的產量損失，并相應的增加電耗。筆者結合多年來的實際工作，將對球磨機襯板常見缺陷的發生進行分析，并提出解決措施，僅供大家學習參考。

一、球磨機的工作原理

在球磨機內部，有大量的鋼球，這是保證球磨機能夠正常運轉的重要工作介質。當筒體正常轉動時，由于內部鋼球受到離心力的作用，被迅速帶高至一定高度，接著受重力作用下落，砸擊到筒體內的煤塊。球磨機反復這樣一個工作流程，煤塊就會被鋼球碾壓研磨成煤粉，完成制粉工作。

二、球磨機的結構

球磨機的結構主要由磨煤機筒體、螺旋輸送裝置、主軸承、密封風裝置、混料箱、分離器、大小齒輪傳動系統、減速機、電動機、慢速盤車裝置、主軸承潤滑系統、大齒輪噴射潤滑系統、壓差和噪聲測料位系統、加球裝置和隔音罩等組成。

三、球磨機的特點

球磨機具有很多優點：一是控制簡單；二是對煤種適應性強；三是煤粉細度穩定；四是結構簡單，便于維護。

球磨機也有一定的缺點：一是鋼球消耗量大；二是系統運行自動化程度較低。

四、球磨機正常運行對襯板的影響

當球磨機正常運轉時，鋼球和煤塊是彼此攪混在一起的，同時被提升到一定高度，然后像拋射體一樣被拋出，然后下落。此時，筒體內的鋼球會對筒體底部的煤塊造成較大沖擊，但同時也對襯板形成一定的沖擊，這兩種沖擊是同時發生的，是不可避免的。球磨機的運行機理導致了鋼球、煤塊、襯板三者之間反復產生作用力，周而復始，循環反復。

鋼球對煤塊的沖擊力越大，煤塊越容易粉碎，制粉效果越好，但同時對襯板的沖擊力也越大，對襯板的損傷也越大；反之，鋼球對煤塊的沖擊力越小，制粉效果越不明顯，但對襯板的損傷也越小，對襯板起到一種保護作用。

這就對襯板的選擇，以及運行方式的選擇提出了要求，要選擇一種最好的襯板材質，并選擇一種最佳的運行方式，以達到最優的運行效果，避免襯板受力超過實際承受能力，進而導致襯板形變、甚至斷裂，減少襯板的使用壽命，也對機組的安全穩定運行帶來風險和隱患。

五、球磨機襯板缺陷原因分析

如上所述，球磨機在制粉的同時，對襯板也在進行強烈的沖擊，對襯板造成了一定程度的磨損，同時，由于各種內因外因，如鋼球的材質、襯板的材質、煤質以及運行工況等，均會導致球磨機襯板出現損壞。有些電廠甚至多次出現襯板斷裂、磨通和脫落等現象，造成筒體形變，不僅影響機組負荷，耗費檢修資金，還大幅增加了檢修人員的工作量，帶來了諸多負面影響。下面就球磨機襯板常見缺陷原因進行剖析。

1.襯板材質或質量不符合要求。

襯板材質如何，是決定襯板機械性能和耐久度的最根本原因，必須選用符合相關標準的材質，并嚴格按照工藝流程進行熱處理，確保襯板材質過關，增強襯板的使用壽命和抗疲勞強度。比如高錳鋼這種材質，經過熱處理之后，通常硬度偏低，大概在HRC15-18左右；而且其在運行中的加工硬化不足，表面硬度不高，出現塑變起鼓的可能性較大；再者，由于環境溫度的影響，以及鋼球、煤塊、襯板在一起輥壓造成的局部溫度升高，都會進一步降低高錳鋼的屈服強度，使之變得更低。因此高錳鋼并非最佳選擇。這就要求要根據物料的物理性能、結構，以及在研磨過程中對材料的磨損特點，來選擇相應的材料材質，確保符合實際需求，物盡其用。同時，由于對襯板材質缺乏專業認識，在對襯板進行熱處理過程中，加工工藝出現偏差甚至是錯誤，導致襯板強度不增反降，致使襯板在遭受鋼球和煤塊沖擊的過程中，發生變形甚至是斷裂現象。

2.襯板與鋼球的匹配程度。

在球磨機正常運轉過程中，鋼球、煤塊和襯板一直在進行充分的撞擊和摩擦，長期下來，襯板和鋼球非常容易發生損壞，均屬于易損件。那么，如何對襯板和鋼球進行選擇搭配，盡可能降低彼此之間的摩擦，減少磨損，提高設備耐久度和使用壽命，就具有極大的探討價值。第一，我們不難發現，任何材料的硬度都與耐磨性密切相關，也就是說，鋼球的硬度與耐磨性是成正比的，即硬度越大耐磨性越好。而在追求鋼球硬度的同時，又會增加鋼球與襯板之間的摩擦，硬度越大，摩擦也越大，襯板的磨損速度就會越快。因此，要選擇一個合理的匹配度，讓鋼球和襯板盡可能的契合優化，增強鋼球耐磨度的同時減輕襯板的磨損度。第二，鋼球數量與襯板磨損度也呈線性關系，即鋼球數量越多，研磨效果越好，但對襯板的磨損越強烈；鋼球數量越少，研磨效果越差，但對襯板的磨損程度越低。因此，科學的論證鋼球數量與制粉效率之間的關系有重要意義，同樣要選擇一個合適的匹配度。第三，鋼球個體的大小也影響著襯板的磨損度。鋼球體積越大，質量越大，沖擊力越大，對襯板的損傷也越大；反之亦然。因此，合理搭配各式體積的鋼球，盡可能做到充分研磨，提高效率，又要降低襯板磨損，避免斷裂現象發生。

3.運行工況的影響。

球磨機的運行工況應該保持負荷穩定，避免低負荷運行。在機組正常運轉情況下，球磨機也正常運轉，此時，筒體內的鋼球和煤塊是混在一起的，鋼球砸向襯板時，兩者之間有煤塊做緩沖，因此對襯板的沖擊相對減輕。然而當設備低負荷運行時，筒體內煤塊量大幅降低，鋼球直接砸向襯板的幾率大幅提高，對襯板的損傷也大幅增加，會加劇襯板的磨損，甚至是斷裂。因此，運行工況對球磨機襯板的影響也不容忽視。

六、球磨機襯板磨損的應對措施

1.要采用符合標準的材料，確保襯板質量達標。

在現代工藝中，已出現多種新材料襯板，選擇性日趨增多，各種效果也越來越好。比如用橡膠與硬質合金鋼組成的復合襯板，在球磨機正常運轉時，可以有效降低襯板所受沖擊力，增加緩沖，較好的融合了襯板的剛度和韌性。除此之外，還有噪音小、重量輕等優點，耐熱性和使用壽命都有所提升，發展空間很大。

2.正確選擇鋼球和襯板之間的配合。

要充分考慮鋼球的硬度、數量、大小和襯板之間的辯證關系，科學合理搭配，既降低鋼球和襯板的磨損，提高使用壽命，又能夠降低生產成本，減少維護費用。研究表明，高硬度鋼球材質與高硬度襯板材質搭配，其系統耐磨性最佳；而低硬度鋼球和低硬度襯板材質搭配，其系統耐磨性最差。對于新更換的襯板，應該先用硬度較低的鋼球進行研磨，待襯板的硬度和韌性都有一定提升后，再替換硬度較高的鋼球，同步提升襯板和鋼球的硬度，整體提升耐磨性，提高襯板的使用壽命。

3.嚴格控制鋼球磨的運行狀態。

當球磨機低負荷運轉時，要及時調整筒體內鋼球的數量，使之與實際負荷相搭配，提高煤塊的可磨系數，降低襯板直接受沖擊接觸面，減少襯板磨損；針對筒體的不同部位，最好選用不同材質的襯板，優化鋼球磨的運行狀態，使其性能發揮到最佳；在襯板安裝調試后，要對固定螺栓進行確認，確保固定螺栓具有一定的預緊力，以防運行中螺栓松動，確保設備安全，系統安全。

七、結語

我們要充分認識到球磨機襯板缺陷對制粉系統安全穩定帶來的潛在影響，要選用合理材質的襯板，并搭配合理材質、數量和尺寸的鋼球，優化運行狀態，降低襯板磨損程度，減少缺陷發生幾率，確保機組安全穩定運行。