摘要：本文通過對鋼球磨煤機存在故障的深入探討和分析，提出并采取了許多切實可行的改進措施（如基礎(chǔ)重新澆灌、襯板螺栓改型、大齒輪齒面調(diào)質(zhì)、加裝自動噴油和斷油保護裝置、加裝隔音罩等），經(jīng)過一個回合的綜合治理，確保了磨煤機設(shè)備的長期安全穩(wěn)定運行，取得非常好的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：鋼球磨煤機；故障；原因分析；治理

1、設(shè)備概況6臺125MW機組所配套的鍋爐系上海鍋爐廠制造的SG400/140型超高壓中間再熱單汽包自然循環(huán)鍋爐。該型鍋爐制粉是采用DTM320/580簡型鋼球磨煤機（下稱球磨機），每臺爐配有兩臺球磨機，為單機驅(qū)動。它由前后進出料管、轉(zhuǎn)動部、主軸承、傳動部、減速機、大小齒輪、電動機等部分組成。其中轉(zhuǎn)動部是一個直徑為3.2米，長5.8米鋼板卷成的大圓筒，筒內(nèi)壁裝有波浪形硬質(zhì)合金鋼瓦襯板，鋼板筒身和襯板間為一層絕緣石棉墊，以防筒內(nèi)散熱并緩沖鋼球?qū)ν搀w的沖擊。筒內(nèi)總?cè)莘e20-30%裝有作為研磨介質(zhì)的耐磨鋼球。圓筒轉(zhuǎn)速為18.51轉(zhuǎn)/分。筒體兩端為兩個端蓋,端蓋外側(cè)和空心軸連成一體，軸頸置于主軸承上，兩個空心軸頸端部各穿入一個被稱為進料斗的彎管，其中一個是原煤及干燥介質(zhì)的進口，另一個為氣粉混合物出口。轉(zhuǎn)筒一端外面裝有一個大牙輪，通過小牙輪、減速機、電動機帶動筒體轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)筒被電動機帶動時，筒內(nèi)鋼球被帶起，升到一定高度后落下，借鋼球下落撞擊和滾動的研擠作用將筒內(nèi)煤磨制成粉。在負(fù)壓抽吸下，磨好的煤粉被送入煤粉倉中。

2、故障情況球磨機自投產(chǎn)以來，由于其故障頻發(fā)，一直制約著鍋爐的安全經(jīng)濟運行，總結(jié)歸納出現(xiàn)過的各類故障，主要有以下幾種情形：2.1滑動軸承（俗稱大瓦）燒損，在98年前，12臺球磨機平均每年達(dá)現(xiàn)兩次之多。2.2球磨機筒體和進出口端面鋼襯瓦固定螺栓斷裂脫落，造成筒體漏粉現(xiàn)象，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運行，幾乎每天都有螺栓斷脫情況的發(fā)生。2.3傳動機構(gòu)的振動問題是球磨機故障的主要形式。一旦振動異常就會損壞設(shè)備，如傳動機構(gòu)中的聯(lián)軸器棒銷破碎，聯(lián)軸器外套斷裂，小齒輪軸承座底腳螺栓拉斷等嚴(yán)重后果。下面以臺電#12球磨機為例說明振動故障普遍問題。2.4自投產(chǎn)后，#12球磨機就存在間歇性振動，歷經(jīng)10年的運行后，已發(fā)展到經(jīng)常出現(xiàn)異常振動現(xiàn)象。這種振動表現(xiàn)為球磨機進口端地面基礎(chǔ)周期性的震動，有時出現(xiàn)劇烈的震跳；大牙輪徑向、軸向幌度均非常明顯；牙輪罩殼隨支座擺動；前端主軸承球面付出現(xiàn)間歇性的拍振現(xiàn)象，拍振幅度高達(dá)2-4mm；減速箱發(fā)出很強的異音，人字齒輪明顯偏向運行；聯(lián)軸器擺動幅度約10-20mm；主軸承座、小牙輪、減速箱固定螺栓，大小牙輪結(jié)合面鎖緊螺栓多次斷裂或松動，聯(lián)軸器外套多次拉裂。運行中最大擺幅約5-10A之間；球磨機啟動時，聯(lián)軸器銷子經(jīng)常斷裂，往往要經(jīng)過多次更換多次起動才能維持運行。每到雨天，地面基礎(chǔ)、傳動各部件振動均加劇，聯(lián)軸器膠木材質(zhì)銷子最多只能維持1-2小時。

3、故障分析3.1 大瓦燒損問題的原因分析由于球磨機轉(zhuǎn)速較低，自重較大，一般選用承載力大制造方便的雙油楔橢圓滑動軸承，這種動壓滑動軸承就是通過潤滑油和空心軸一起運動產(chǎn)生液體動壓再轉(zhuǎn)化為液體靜壓進而形成油膜來工作的，此油膜一旦遭到破壞，大瓦就會出現(xiàn)燒損現(xiàn)象。3.2 襯瓦螺栓斷脫問題的原因分析3.2.1襯瓦材料硬度不足HRc42，抗磨性能低，材料膨脹系數(shù)大，在運行中長期受到鋼球的碰撞，會延伸、隆起，到了后期就發(fā)生變形，進而拉斷固緊螺栓。 3.2.2 襯板安裝尺寸與設(shè)備尺寸不符，造成擰緊器安裝不到位；襯板安裝后未進行復(fù)緊，與筒壁留有的間隙，極易使襯瓦隆起和螺栓松脫。3.2.3 螺栓熱處理不佳強度低，螺紋加工工藝質(zhì)量有缺陷，車削量偏大。而且，作業(yè)中人員習(xí)慣于用自制的加長套管扳手或采用人力大錘、死板手的作業(yè)方式對螺栓進行緊定，未使用專用扭矩把手，力矩不知也不恒定。未能擰緊的螺母極易松脫。3.2.4 工藝中突出的問題是襯瓦板面下鋪設(shè)的隔熱密封材料使用不正確，以往一般所選用的石棉板板材，在實際運轉(zhuǎn)中因碰撞很容易粉碎，造成螺栓緊力消失。也會使螺栓松脫。3.2.5 機械構(gòu)件老化，且易磨損，現(xiàn)場環(huán)境噪音大，粉塵多，溫度高，環(huán)境條件差，嚴(yán)重影響到了檢修人員工作的效果。3.3 振動問題的原因分析3.3.1 設(shè)備基礎(chǔ)方面的原因如臺電的#12球磨機滑動軸承基礎(chǔ)位置一端剛好座落在山體基巖斜坡上，另一端處在基巖邊緣的泥潭中。除其表層為砼石外，基礎(chǔ)水泥墩支柱下圍部均浸在泥漿之中。而且基礎(chǔ)地面一邊為隔音墻體，另三邊為1.2-1.8米管溝。這樣的基礎(chǔ)層面受到磨煤機重力和周期性低速轉(zhuǎn)動慣性力的作用下，其沖擊力會轉(zhuǎn)變成球磨機的激振力產(chǎn)生振動現(xiàn)象。3.3.2 設(shè)備系統(tǒng)方面的原因，包括設(shè)備部件和設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)兩方面。3.3.3 設(shè)計安裝方面的原因3.3.3.1設(shè)計安裝時，已經(jīng)考慮到部分轉(zhuǎn)動體地面基礎(chǔ)處于軟質(zhì)層，可能產(chǎn)生異常振動。就在筒體前部進行了局部的鋼筋混凝土澆灌處理。但沒有徹底，遺留了地面基礎(chǔ)軟質(zhì)層產(chǎn)生振動的設(shè)計隱患。3.3.3.2經(jīng)檢修測量，設(shè)計安裝時的大牙輪經(jīng)向跳動度1.9mm，軸向跳動度4.8mm,均大于允許的最大幌度要求，這就使得大牙輪成為產(chǎn)生振動的主要來源之一。3.3.4檢修維護方面的原因由于螺栓的松脫，尤其是靠近大齒輪的前端部分和進口端面螺栓斷裂，大量的泄漏煤粉往往隨著轉(zhuǎn)動甩向大小齒輪的間隙，進而使大小齒輪運轉(zhuǎn)中相互擠壓，就會產(chǎn)生強烈的振動現(xiàn)象。在實際的維護工作中，消除設(shè)備振動不及時，齒間煤粉沒有徹底清除，通常是用機油沖淋幾次，再澆注熱瀝青油以潤滑齒輪間嚙合面。這樣做使得齒間煤粉越積越多，加上漏粉現(xiàn)象的經(jīng)常性，也導(dǎo)致了大小齒輪齒頂產(chǎn)生巨大的擠壓作用力，使筒體轉(zhuǎn)動中心線慢慢地偏向一側(cè)運行，這樣小齒輪軸承座螺栓容易被振斷，聯(lián)軸器銷子會經(jīng)常斷裂。

4、改進措施和綜合治理4.1針對大瓦燒損故障的治理4.1.1加裝斷油保護裝置。通過DCS自動控制大瓦淋油量減小或淋油中斷時的報警和停止球磨機運行，并實現(xiàn)聯(lián)鎖保護功能，有效地斷絕了因無淋油而出現(xiàn)的燒瓦事故的發(fā)生。4.1.2大瓦油封及其壓板均采用先進的特種石墨復(fù)合材料配制，這種材料自潤滑效果優(yōu)良，與軸頸磨損時不傷及軸頸表面，油封間隙的調(diào)整均是進行現(xiàn)場配制和就地安裝，密封效果特佳，能有效地確保油楔內(nèi)油膜的生成，避免因漏油而破壞油膜的良好作用。4.2針對襯瓦螺栓斷脫故障的治理4.2.1改換襯板材料，提高耐磨性。選用雙金屬中鉻合金材料襯板置換原GZMn13襯板。襯板使用壽命增長70%。同時降低固定器、擰緊器厚度，縮小襯板尺寸，改進楔塊形式（如圖1所示）4.3針對振動故障的治理4.3.1處理設(shè)備的地面基礎(chǔ)。在大修期間將設(shè)備基礎(chǔ)柱礅周圍地面軟質(zhì)層以下全部挖空，深達(dá)⒉5米，用鋼筋網(wǎng)固扎后再砼石凝土澆灌，使地面以下基礎(chǔ)連成一片為硬基整體層，徹底消除軟質(zhì)層基礎(chǔ)方面的隱患。4.3.2處理小齒輪基礎(chǔ)臺板。將小齒輪基礎(chǔ)臺板二次灌漿全部鑿掉，基礎(chǔ)臺板位置重新找正安裝。小齒輪、減速機基礎(chǔ)螺栓重新焊接，固定螺栓全部重新埋設(shè)定位。調(diào)整一、二級傳動件的中心位置，消除疲勞應(yīng)力的影響。4.3.3筒體襯瓦材質(zhì)和螺栓材質(zhì)和檢修工藝的改進，徹底消除了筒體漏粉和螺栓斷裂松動的現(xiàn)象，減小振動產(chǎn)生的外來因素。4.3.4更換大齒輪，重新澆注主軸鎢金瓦，調(diào)整找正筒體水平度，同其它傳動件的平行度，大齒輪徑向軸向跳動度，盡可能使其誤差達(dá)到最小值。全部重新調(diào)整并且設(shè)定各齒輪嚙合面間隙和偏差，找正所有連接件的中心度，盡可能使三條直線平行，并使各滑動體，連接件中心在一條直線上。將安裝產(chǎn)生的振動程度降到最低點。4.3.5增加科技投入，改善和提高工作環(huán)境、檢修質(zhì)量。加裝大齒輪自動噴油裝置，使大齒輪潤滑狀況得到明顯改善；加裝筒體的隔音裝置使噪音振動頻頻率明顯降低；加裝盤車裝置，提高檢修效率和質(zhì)量。消除引起振動的間接因素。4.3.6對冷卻系統(tǒng)進行改進，油循環(huán)系統(tǒng)進行蒸汽吹洗，對進油、淋油、回油進行全面改進。確保提高水冷效果和油系統(tǒng)的清潔循環(huán)。消除引起振動的其它間接因素。

5、治理效果經(jīng)過一個輪回的綜合治理,在檢修工作中對各項改進措施進行了認(rèn)真的落實，取得了非常好的效果,到目前大瓦再未出現(xiàn)燒損故障。據(jù)統(tǒng)計，12臺磨由1998年度缺陷2688個條下降到2001年度的235條，其中螺栓斷漏現(xiàn)象大大減少，螺栓斷脫的缺陷發(fā)生率已由過去占總?cè)毕輻l數(shù)的23.7%， 驟降至0.44%，并連續(xù)六年保持并呈下降趣勢.據(jù)初步估算，經(jīng)濟效益相當(dāng)顯著,如下表所示,按每臺磨計,制粉系統(tǒng)出力和增發(fā)電量明顯提高,而電耗、檢修工時、材料消耗大幅度下降，據(jù)職業(yè)預(yù)防中心檢測噪聲下降了6-12dB，由于球磨機的正常穩(wěn)定運行，也使低負(fù)荷時節(jié)約了大量燃油。

6、結(jié)語長期以來球磨機的故障率較高，對機組安全高效運行影響很大，根據(jù)引起故障的各種原因制定了相應(yīng)的處理措施。 從97-98年度開始對所有球球靡機經(jīng)過一個輪回的綜合治理。治理效果良好，設(shè)備故障明顯減少，振動現(xiàn)象明顯減弱。近五、六年來，設(shè)備運行非常穩(wěn)定，除正常的維護工作，缺陷很少，基本上斷絕了漏油漏粉大瓦燒損現(xiàn)象。確保了鋼球磨整體設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。取得了良好的經(jīng)濟效益?？蔀橥悪C組設(shè)備提供重要的經(jīng)驗。