HP1003磨煤機(jī)磨輥裝置的改進(jìn)

（浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江寧波315722）

HP1003磨煤機(jī)磨輥裝置的改進(jìn)

王一，趙學(xué)峰，遠(yuǎn)巖靈，馬黎紅

（浙江大唐烏沙山發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江寧波315722）

通過對HP1003型中速磨煤機(jī)運(yùn)行情況的分析，針對磨煤機(jī)運(yùn)行使用過程中存在的磨輥裝置軸承箱易漏入煤粉的問題，采用加裝密封風(fēng)的方法進(jìn)行改進(jìn)，不僅大大提高了磨煤機(jī)運(yùn)行的安全可靠性，減少了磨煤機(jī)日常維護(hù)的工作量，而且降低了檢修維護(hù)費(fèi)用。

磨煤機(jī)；磨輥；密封風(fēng)；強(qiáng)度校核

烏沙山發(fā)電廠根據(jù)磨煤機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行情況和磨損程度，以及煤質(zhì)、單臺(tái)磨煤機(jī)的累積運(yùn)行小時(shí)數(shù)、磨煤機(jī)利用率、檢修質(zhì)量等諸多因素，制定磨煤機(jī)的大修周期為2年。從實(shí)際運(yùn)行和日常維護(hù)的情況來看，磨煤機(jī)磨輥裝置軸承箱進(jìn)粉、密封裝置損壞是影響磨煤機(jī)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要問題之一。通過對1，2號機(jī)組12臺(tái)磨煤機(jī)進(jìn)行磨輥裝置加裝密封風(fēng)的改進(jìn)，證明可大大提高磨煤機(jī)運(yùn)行的可靠性，降低設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

1 磨煤機(jī)設(shè)備概況

采用中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐配6臺(tái)中速磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)帶鍋爐的1層燃燒器，磨煤機(jī)運(yùn)行參數(shù)見表1。以神府東勝煤作為設(shè)計(jì)煤種，以大同塔山煤作為校核煤種，可磨系數(shù)（HGI）為55，設(shè)計(jì)煤種煤粉細(xì)度R90=18%，煤粉水分為4.5%，入磨煤粒度小于35 mm。

磨煤機(jī)設(shè)備的工作環(huán)境差，磨輥周圍充滿煤粉顆粒，原設(shè)計(jì)密封風(fēng)壓較低且密封方式不當(dāng)，加之磨輥裝置檢修的質(zhì)量問題，導(dǎo)致磨輥裝置軸承箱易進(jìn)粉，致使?jié)櫥唾|(zhì)變差，磨煤機(jī)振動(dòng)增大，磨輥的振動(dòng)又加快了密封圈進(jìn)一步損壞，大多磨輥裝置骨架油封的使用壽命達(dá)不到22 000 h的設(shè)計(jì)要求，如此產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終出現(xiàn)磨輥軸承損壞、磨輥停轉(zhuǎn)的事故。而更換磨輥需使磨煤機(jī)強(qiáng)制退出運(yùn)行且檢修時(shí)間較長，降低了機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性。磨輥軸承價(jià)格也較為昂貴，占用了大量檢修維護(hù)費(fèi)用，磨煤機(jī)的振動(dòng)還有可能對減速機(jī)等其他部件造成損傷。

表1 HP1003磨煤機(jī)運(yùn)行參數(shù)

2 磨輥裝置密封損壞原因分析

2.1 骨架油封的質(zhì)量及安裝工藝

磨煤機(jī)磨輥頭與磨輥軸的密封為機(jī)械式密封，密封面為嵌入磨輥?zhàn)w內(nèi)的3層骨架油封（1層油封、2層灰封）和與磨輥軸緊力配合的耐磨套。磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)磨輥頭的不停轉(zhuǎn)動(dòng)和軸承竄動(dòng)都會(huì)造成骨架油封磨損，按設(shè)計(jì)要求應(yīng)定期對磨輥裝置骨架油封進(jìn)行更換。

更換骨架油封時(shí)須用清潔的潤滑脂涂遍骨架油封，用手指挑一點(diǎn)潤滑脂，沿著灰封唇和油封唇涂抹一圈，必須確保雙唇間填滿潤滑脂。由于油封尺寸精確，如不這樣操作，油封會(huì)吸在軸面上，無法往前推進(jìn)到正常位置，同時(shí)會(huì)損傷油封唇。盡可能使油封與轉(zhuǎn)軸保持同心，使油封平面與軸表面保持90°交角，油封疊裝時(shí)，在已安裝好的油封間填滿潤滑脂后再安裝下一個(gè)油封。由于骨架油封本身的質(zhì)量，以及安裝工藝質(zhì)量方面的原因會(huì)導(dǎo)致油封使用壽命縮短。

2.2 煤粉顆?；烊爰觿∶芊饽p

磨煤機(jī)是通過磨輥與磨盤不停碾磨，再由分離器的篩選制出合適細(xì)度的煤粉，由一次風(fēng)帶入爐膛燃燒。在碾磨過程中，磨輥頭不停旋轉(zhuǎn)造成油封與磨輥軸耐磨套磨損；磨煤機(jī)原有的密封風(fēng)在磨輥裝置外部，密封風(fēng)在將煤粉吹走的同時(shí)，有可能將煤粉吹到密封圈內(nèi)。這些細(xì)小堅(jiān)硬的煤粉一旦滲入磨輥裝置的密封面更加劇了油封和耐磨套的磨損，以致油封損壞、磨輥軸承箱進(jìn)粉油質(zhì)變差，甚至損壞磨輥軸承、磨輥停轉(zhuǎn)。

3 磨輥密封裝置改進(jìn)

3.1 磨輥密封裝置改進(jìn)方案

結(jié)合磨煤機(jī)大修，對1，2號機(jī)組12臺(tái)磨煤機(jī)進(jìn)行了加裝磨輥密封風(fēng)的改進(jìn)。在磨輥軸端面加油孔上方沿軸向鉆一個(gè)Φ10 mm的小孔，并從骨架油封的油封和灰封（約有30 mm的寬度）中間的位置徑向垂直引出（見圖1），同時(shí)打穿耐磨套，使壓縮空氣可進(jìn)入油封和灰封中間形成高壓風(fēng)環(huán)。

磨輥頭為全封閉結(jié)構(gòu)，因而壓縮空氣只會(huì)從油封和耐磨套的縫隙向磨輥裝置外噴出，對磨輥軸承箱潤滑油和軸承均無影響，且壓力遠(yuǎn)大于一次風(fēng)和原有密封風(fēng)壓力（壓差大于30 kPa），可有效防止煤粉等顆粒進(jìn)入磨輥軸承箱。

圖1 磨煤機(jī)磨輥軸改進(jìn)示意

3.2 磨輥軸打孔的強(qiáng)度校核

在磨輥軸密封圈安裝處到軸中心線打一個(gè)5～10 mm通孔，會(huì)使構(gòu)件截面變化出現(xiàn)應(yīng)力集中，使構(gòu)件的持久極限降低，對磨輥打孔的強(qiáng)度校核可證明磨輥軸改造后能否滿足磨輥正常運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。為安全、方便計(jì)算，采用校核軸進(jìn)行試驗(yàn)，該校核軸軸徑（Φ159 mm）為原磨輥軸直徑的一半（打孔后的磨輥軸截面積大于校核軸截面積，所以強(qiáng)度也大于校核軸），若校核軸強(qiáng)度滿足要求，則可推論證明磨輥軸改造也可以滿足磨輥正常運(yùn)轉(zhuǎn)的強(qiáng)度要求。

根據(jù)表2參數(shù)，經(jīng)計(jì)算得到：

校核軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：τmax=-τmin=4.16 MPa＜[τ]=30～40 MPa

靜態(tài)所受最大軸力為：σ1≈3.9 MPa

彈簧加載外加應(yīng)力為：σ2≈9.0 MPa

經(jīng)計(jì)算結(jié)果判斷，校核軸工作狀態(tài)下所受各應(yīng)力均小于其本身材料（45號鋼）的許用應(yīng)力，所以可推論證明磨輥軸改進(jìn)后能滿足磨輥正常運(yùn)轉(zhuǎn)的強(qiáng)度要求。

表2 校核軸參數(shù)

3.3 密封風(fēng)管路安裝

磨輥密封風(fēng)為儀用壓縮空氣，各磨煤機(jī)的磨輥密封風(fēng)從各自出口氣動(dòng)門控制柜的氣源管引出，用氣量對壓縮空氣系統(tǒng)的影響可忽略不計(jì)，引出的壓縮空氣母管設(shè)置手動(dòng)總門，后連接1個(gè)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)閥（見圖2），整定后壓力值為0.05 MPa。在定期對磨輥油質(zhì)進(jìn)行檢查時(shí)，若發(fā)現(xiàn)潤滑油含有煤粉可通過此閥適當(dāng)調(diào)高密封風(fēng)壓力。為方便安裝及檢修，從氣源母管出來連接到磨輥軸端面上的各支路管采用金屬蛇皮軟管，管路分別從每個(gè)磨輥的耳軸處引入，所有接頭均采用螺紋連接形式，加裝的材料見表3。

圖2 氣源管路系統(tǒng)

表3 單臺(tái)磨煤機(jī)加裝磨輥密封風(fēng)材料表

3.4 安全經(jīng)濟(jì)性評價(jià)

磨煤機(jī)是火力發(fā)電廠重要的輔機(jī)設(shè)備之一，一旦發(fā)生故障致使設(shè)備退出，會(huì)影響機(jī)組出力。更換磨輥是磨煤機(jī)檢修維護(hù)中較為繁重的工作之一，更換1個(gè)磨輥至少需要5個(gè)工人工作20 h，作業(yè)過程中還涉及到大量起重工作，有相當(dāng)大的難度和危險(xiǎn)性，且設(shè)備退出時(shí)間較長。通過對磨輥密封風(fēng)的改進(jìn)，1，2號機(jī)組12臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行情況穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)需要提前更換磨輥的情況，提高了鍋爐輔機(jī)設(shè)備的可靠性，減輕了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

磨煤機(jī)磨輥裝置檢修成本相當(dāng)高，HP1003型中速磨煤機(jī)磨輥裝置骨架油封約6 000元/套，耐磨套約3 000元/個(gè)，磨輥軸承約50 000元/套，磨輥裝置的檢修人工費(fèi)為9 000元/套。根據(jù)烏沙山發(fā)電廠磨煤機(jī)檢修維護(hù)情況，4臺(tái)機(jī)組每年至少更換磨輥裝置12套，1年因磨輥密封裝置損壞而檢修、更換備件的費(fèi)用約為45萬元。而磨輥裝置加裝密封風(fēng)改進(jìn)每臺(tái)爐的材料、人工費(fèi)僅為4萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 結(jié)語

對12臺(tái)磨煤機(jī)進(jìn)行的磨輥裝置加裝密封風(fēng)改進(jìn)后，磨煤機(jī)運(yùn)行情況良好、振動(dòng)正常，對各個(gè)磨輥軸承箱的油質(zhì)油位檢查情況良好，未發(fā)生因磨輥裝置密封損壞引起的缺陷，大大減輕了檢修維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了磨煤機(jī)設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。由此可見磨輥裝置通入密封風(fēng)是提高磨煤機(jī)設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)性的一種簡單便捷、行之有效的方法。

[1]機(jī)械工程師手冊編委會(huì).機(jī)械工程師手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

（本文編輯：陸瑩）

Transformation of Grinding Roll for HP1003 Coal Mill

WANG Yi，ZHAO Xue-feng，YUAN Yan-ling，MA Li-hong
（Zhejiang Datang Wushashan Power Generation Co.，Ltd，Ningbo Zhejiang 315722，China）

Through the analysis on the actual operation situation of HP1003 medium-speed mill，the method of installing seal air is adopted for improvement to deal with the problem of the pulverized coal easily leaking into the bearing box of grinding roller when the coal mill is in operation.It not only improves the safety and reliability of mill operation greatly，reduces the workload of routine maintenance of the mill but also lowers the repair and maintenance costs.

coal mill；grinding roller；seal air；strength check

TK223.25

：B

：1007-1881（2012）09-0082-03

2012-01-18

王一（1986-），男，遼寧撫順人，助理工程師，從事發(fā)電廠鍋爐設(shè)備管理與維護(hù)工作。