基于双磨辊立式磨煤机设备性能的提升

赵英仕, ,陈晓忠

摘要：双磨辊立式磨煤机为艾萨炉熔炼、烟化炉吹炼提供合格粉煤作为燃料及还原剂；合格粉煤双磨辊立式磨煤机碾磨、制备，设备安装投运以来，一直未达到设计产能，设备连续平稳运行一直制约冶炼工艺效率，本文通过对设备整体运行进行全面体检分析，从设备基础、双磨辊装配结构、轴瓦、润滑方面着手分析，设计优化关键部件及装置，提升双磨辊立式磨煤机设备性能。

关键词：设备体检分析 ；双磨辊；磨辊装置

1 设备性能参数

双磨辊立式磨煤机性能参数见表1。

表1 双磨辊立式磨煤机性能参数表

指标名称		单位	数值
粉磨煤种		原煤
制粉能力		t/h	≥30
原煤粒度（最大给料粒度）		mm	≤50
哈氏可磨指数		HGI	≤55
煤粉细度		R90	≤10%
磨辊数量		个	2
磨盘中径		mm	1500
磨辊直径		mm	1200
磨盘转速		rpm	40
液压系统	工作压力	MPa	8～14
	工作缸内径×行程	mm	250×250
	检修缸内径×行程	mm	140×1400
稀油润滑站	供油压力	MPa	≤0.4
	公称流量	L/min	100
	供油温度	℃	40±3
	油箱容积	m3	1.6

2 设备体检分析

双磨辊立式磨煤机运行状态，故障表面特征：设备运行地脚振动值偏大，设备底座振动值增大，运行电流偏大，产煤量未达到设计产能，煤粉粒度不达标，吐渣量超高，双磨辊辊套磨损，磨辊装置整体磨损、磨辊不转，且磨辊装置内部轴承腔有煤粉结块，轴承磨损损坏。根据设备运行状态，对设备进行全面体检分析。

2.1 故障表面特征：设备运行地脚振动值偏大，设备底座振动值增大。

对双磨辊立式磨煤机运行状态进行状态监测：

图1

电机驱动最大振动0.59mm/s，频谱中主要以转频及其谐波成分为主，振动幅值低，未出现明显上涨趋势，状态良好。双磨辊立式磨煤机振动最大1.48mm/s，有42.29Hz/83.55Hz等特殊频率出现，初步判断可能是某些部件固有频率或基础刚度不足所致；进一步采用振动仪采集双磨辊立式磨煤机底座振动振动值为2.53mm/s，磨辊装置翻转液压系统底座振动值为3.26mm/s，结合状态监测分析进一步判定某些部件固有频率或基础刚度不足。为确认分析结果，进行检查紧固双磨辊立式磨煤机底座地脚螺栓时发现其断裂一颗。

采用深坑单孔焊接二次浇筑式处理该地脚螺栓，即去除底座基础二次浇筑层，再整体往下延伸破除硬基础300mm的一层，整理平整，对断裂地脚螺栓，对其再进行单地脚螺栓深孔300mm×300mm×500mm破除原硬基础，修正原断裂地脚螺栓，采用宽坡口分时冷却对接焊接，对接焊接完成后采用三维度长条加强筋满焊加固，恢复原基础筋，然后采用高强度无收缩灌浆料进行逐次完成深坑单孔、一次、二次浇筑，如图2：深坑单孔宽坡口分时冷却对接加强焊接三次浇筑处理。

图2

如图2：深坑单孔宽坡口分时冷却对接加强焊接三次浇筑处理

为进一步改变基础固有频率，深入分析研究双磨辊立式磨煤机的整体基础，采用附加植筋贴附配重式浇筑并预埋钢板刚性连接底座，改变整体基础分布重量，改变其原有固有频率。因在双磨辊装置翻转液压系统底座振动值为3.26mm/s，在此处位置进行附加植筋贴附配重，并预埋钢板与原有底座刚性连接，达到其预期效果。

图3 附加植筋贴附配重式浇筑

经过以上措施，设备整体运行平稳，可持续连续运行。

2.2 故障表面特征：每台立式磨煤机有两个磨辊装置，由磨辊臂支撑磨辊装置再磨盘上旋转碾压磨煤；磨辊臂在磨机体内与煤块、粉煤接触，致使磨辊臂上的磨辊轴、磨辊压盖、端盖、密封装置磨损，从而致使粉煤、煤灰进入磨辊装置里的轴承腔内，腐蚀、磨损、刮伤轴承；直接影响整个磨辊装置使用周期，及增加磨辊装置维护、维修、备件成本。对双磨辊装置部件磨损及装配图进行故障分析：

从双磨辊装置部件表面磨损分析，磨辊辊套磨损严重，磨辊辊套两边磨损严重，辊套与辊芯联结部位及联结螺栓磨损，辊套两边端盖磨损；

从装配图进行故障分析，磨辊轴承（两套轴承并用）润滑加油孔及氮气密封孔；其缺陷为：两套轴承并用单一从一边加油，容易造成另一套轴承缺油；加油管与气体密封管为同一管，加油后管内存油脂，通气造成油脂堵管，导致多部位漏气漏油等泄漏故障，密封失效，粉煤进入轴承腔，轴承磨损损坏；磨辊密封装置，原设计为石墨盘根密封，石墨盘根虽具有良好的自润滑性，在装置得当及初期使用时能够保证磨辊装置良好的密封作用，随使用时间推移，盘根中进入粉煤，对磨辊轴研磨严重，后续装配时若磨辊轴不进行修复，无法保证良好的密封；磨辊轴为台阶轴，因使用石墨盘根密封，过程使用中盘根密封易磨损，使用周期最长为一季度；且在更换密封时，由于该台阶存在，只能从装配辊套端一边依次按程序步骤将辊套压盖（两边）、辊套、轴承、辊套内芯等全部拆除，造成拆卸、重新安装造成人力的浪费，影响磨机的有效工作时间；拆、装影响备件有型磨损。

 

图4 双磨辊原磨损图及装配图

磨辊装配结构优化及改进：

辊轴承润滑加油油路改进设计：将轴上加油孔延伸至两套轴承中部，定位套位置开加油孔，保证两套轴承润滑充足。磨辊氮气正压密封装置：将氮气密封管与润滑加油管分开；制作定位套，将氮气密封装置保护引至整个密封装置；采取氮气正压密封，杜绝粉煤从轴间隙处进入轴承腔内部。磨辊装置密封：设计采用进口耐高温骨架油封，骨架油封靠弹性钢板压紧密封唇，对轴无磨损，在中修时只需更换骨架油封即可，一套密封装置由3组油封组成；骨架油封内增加一道羊毛毡密封（20mm），多级密封保护；磨辊轴台阶轴：该结构改进为轴定位台阶取消，改为直轴，方便更换骨架油封，如更换骨架油封时，需将磨辊、轴承等全部拆除后才可更换；现只需将磨辊从磨盘中立拉出来即可更换。磨辊轴修复：现场磨辊轴盘根处已严重磨损，需要喷镀修复至原有装配尺寸，且油封结构更改，还需对轴相关尺寸做相应更改，车削掉摇臂定位台，对油封部位的粗糙度作精加工，并采用定位套保证原来的摇臂定位。在磨辊装置磨辊臂上设计加装耐磨保护钢套；保护磨辊臂上的磨辊轴、磨辊压盖、端盖、密封装置；延长磨辊装置使用周期；降低磨辊装置维护、维修、备件成本。有效延长磨辊装置使用周期；降低磨辊装置维护、维修、备件成本。两台磨机均使用，效果良好。

 图5 双磨辊改进装配图及实物图

3 磨辊装配结构优化效果

经过对磨辊装置的装配结构优化及密封改进，立式磨煤机磨辊装置整体性能得以提升；提高立式磨煤机整体设备性能，保证磨机平稳运行，确保冶炼工艺用粉煤合格供给。

参考文献

[1] 田兴华 磨煤机减速机推力瓦损坏原因分析及防范措施探讨 全国火力发电厂锅炉优化与辅机节能技术研讨会论文集.

[2] 乔林 王洪亮 全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十七届年会论文集.

[3] RM1500中速磨煤机使用说明书.

[4] ZGM123G-Ⅲ型磨煤机说明书.

作者简介：赵英仕（ 1975-），男，汉族，云南会泽人，工程师，主要研究方向：铅锌冶金设备、机械设计与制造及冶金机电设备技术与应用。