碎煤機(jī)篩板易損分析及優(yōu)化處理

楊洪良　楊曉萌

摘 要：碎煤機(jī)是循環(huán)流化床鍋爐輸煤系統(tǒng)的一個(gè)核心設(shè)備，碎煤機(jī)的好壞直接影響鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況。其中碎煤機(jī)的篩板是影響最大的一個(gè)部件，是問題的關(guān)鍵。篩板使用壽命短，容易損壞報(bào)廢。針對(duì)這個(gè)問題，本文特進(jìn)行分析，找出原因，并采取了實(shí)用有效的處理措施。

關(guān)鍵詞：篩板 磨損 材質(zhì) 除鐵 堆焊

中圖分類號(hào)：TK175 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）03（c）-0102-04

Abstract：The coal shredder is a core equipment of the circulating fluidized bed boiler coal transport system. The quality of the coal shredder directly affects the safety， stability and economic operation of the boiler. Among them， the sieve plate of the coal crushing machine is the most influential part and is the key to the problem. Sieve board short service life， easy to damage scrap. To solve this problem， this paper analyses， finds out the reason， and takes practical and effective measures to deal with it.

Key Words： Sieve plate；Wear；Material quality；Iron removal；Build-up welding

碎煤機(jī)又叫破碎機(jī)，顧名思義，這是一個(gè)用來破碎煤的設(shè)備。碎煤機(jī)是循環(huán)流化床鍋爐輸煤系統(tǒng)的一個(gè)核心設(shè)備，碎煤機(jī)的好壞直接影響鍋爐的運(yùn)行狀況。碎煤機(jī)分錘式和棍式碎煤機(jī)，本文所論述的為錘式碎煤機(jī)，以下內(nèi)容均稱為碎煤機(jī)。

影響碎煤機(jī)正常使用的最大問題就是篩板問題，篩板又叫襯板、破碎底板。篩板是容易被造成破壞最大的一個(gè)部件，是問題的關(guān)鍵。造成篩板使用壽命短、容易報(bào)廢的根結(jié)就是磨損問題。見圖1中窟窿就是在篩板上被煤沖擊磨打出來。針對(duì)這個(gè)問題，本文特進(jìn)行分析，找出原因，并采取了實(shí)用有效的創(chuàng)新處理措施。

1 原因分析

1.1 設(shè)計(jì)及安裝原因

從圖2碎煤機(jī)的進(jìn)料安裝圖可以看出，箭頭方向指煤從上面的落煤管傾斜下來的方向。由于慣性的作用，煤會(huì)按照落煤管的角度、碎煤機(jī)的結(jié)構(gòu)、進(jìn)煤量的大小等因素自然隨機(jī)形成一個(gè)流道通路。煤就會(huì)在這個(gè)流道通路的行程中對(duì)設(shè)備造成磨損。篩板是這個(gè)流道通路的終端，所以在篩板的受煤處就是磨損最嚴(yán)重的位置。此處周而復(fù)始的受到煤的沖擊及磨損，日積月累就磨出了窟窿，就如圖1所示。一旦出現(xiàn)窟窿，鍋爐運(yùn)行就會(huì)出現(xiàn)異樣。則會(huì)造成風(fēng)量加大，因?yàn)樗槊簷C(jī)篩板上窟窿的原因，使進(jìn)入鍋爐的顆粒度加大。循環(huán)流化床鍋爐的對(duì)煤的顆粒度要求非常嚴(yán)格，一般要求控制在≤13mm以下。運(yùn)行人員為了保證鍋爐物料良好的流化，在煤的顆粒度無法保證的情況下，只有加大流化風(fēng)量。

可想而知，這樣一來，不但造成廠用電量增大，還燃燒不充分，爐渣含碳量增大，直接引起成本增加，運(yùn)行穩(wěn)定性也差。如果窟窿繼續(xù)加大也可能會(huì)出現(xiàn)不安全因素，輕則降低鍋爐負(fù)荷，如果沒有備用重者導(dǎo)致鍋爐停爐，無法運(yùn)行。以表1為例，為某熱電廠116WM循環(huán)流化床熱水鍋爐的碎煤機(jī)篩板出現(xiàn)窟窿前后運(yùn)行參數(shù)對(duì)照表。

1.2 除鐵器的原因

1.2.1 除鐵器選配不合理

如果選配不合理，可能大塊的鐵就不能被吸走，煤里面的鐵塊進(jìn)入碎煤機(jī)，對(duì)篩板進(jìn)行危害。

1.2.2 安裝調(diào)整不合理

除鐵器磁鐵與皮帶機(jī)的皮帶之間的距離太大，磁力不能把煤里面的磁鐵吸上來，有鞭長莫及的意思。另外，好多廠家為了清理廢鐵，安裝的位置也欠佳，沒有選擇安裝在最佳位置處。

1.2.3 安裝數(shù)量不夠，沒有備用

如果一個(gè)除鐵器，一旦發(fā)生故障，來不及修復(fù)好，有沒有備用。為了保生產(chǎn)，就會(huì)不用除鐵器而上煤，從而把原煤里面的鐵塊進(jìn)到碎煤機(jī)里面，從而加劇對(duì)碎煤機(jī)的破壞。另外，只安裝一臺(tái)除鐵器，很容易造成鐵塊逃逸，除鐵不干凈，造成后面的危害。

1.3 煤質(zhì)原因

原煤里面雜質(zhì)多，石塊、金屬塊太多。少數(shù)不良煤商為了謀利，故意往煤里面添加石塊。煤里面的有些金屬，如少數(shù)銅、不銹鋼廢料等等，除鐵器也是出不掉的。這些都會(huì)直接造成篩板損壞。

1.4 篩板的材質(zhì)問題

廠家為了保證設(shè)備的質(zhì)量，為用戶著想，為自己的聲譽(yù)著想，往往會(huì)在材質(zhì)問題下大功夫的。廠家會(huì)洞察市場，及時(shí)選用合適的好材料。一般篩板材料選用鉻鉬合金、錳合金等優(yōu)質(zhì)耐磨合金鋼。使用最多且質(zhì)量好的材料為篩板材質(zhì)為Mn13CrMo合金鋼，其化學(xué)成分為（%）：Mn：10～15； C：0.90～1.50； M0：0.90～1.50；Si：0.30～1.0；S≤0.05 ；P≤0.10。

有的廠商為了追求利潤或是賣價(jià)太低，往往會(huì)在材料上下功夫，采用較低價(jià)格的普通鋼材，一旦出現(xiàn)問題就會(huì)向用戶使用不當(dāng)上推。這種情況下用戶一般不會(huì)懷疑設(shè)備問題，更不會(huì)懷疑材質(zhì)問題。以至于讓生產(chǎn)運(yùn)行人員產(chǎn)生各種錯(cuò)誤的判斷分析，存在嚴(yán)重誤導(dǎo)。憑經(jīng)驗(yàn)說法，鉻鉬合金、錳合金等優(yōu)質(zhì)耐磨合金鋼的篩板正常使用為1～2年，而普通材質(zhì)的篩板幾個(gè)月就會(huì)出問題。

1.5 運(yùn)行原因

碎煤機(jī)目前使用的幾乎都可以正反轉(zhuǎn)，廠家之所以這樣做就是為了防止篩板及環(huán)錘受一個(gè)方向的破壞。但有的用戶沒有按照廠家的說明書或規(guī)程執(zhí)行。從而造成篩板及環(huán)錘損壞或失效不能用。

除鐵器使用不當(dāng)，這個(gè)方面牽扯因素太多。如除鐵器上的吸附物太多，運(yùn)行人員懶惰清理，影響除鐵器除鐵效果；除鐵器故障沒有及時(shí)處理；上煤時(shí)除鐵器沒有使用。

2 處理措施

針對(duì)以上的分析，采取以下有力措施。

2.1 對(duì)落煤的處理

2.1.1 增加導(dǎo)流板或稱為均流板

在碎煤機(jī)上面的進(jìn)料管口處安裝導(dǎo)流板，數(shù)量根據(jù)煤的偏流情況而定，目的打破下煤的集中點(diǎn)，強(qiáng)制性的把煤均勻進(jìn)入碎煤機(jī)里面，如圖3、圖4所示。

如果現(xiàn)場條件允許，盡量把碎煤機(jī)的進(jìn)煤管取直，以使煤貼壁下流進(jìn)入碎煤機(jī)直接沖擊篩板。

2.2 調(diào)整除鐵器且增加除鐵器

設(shè)備的安裝方式與自身的外形尺寸，皮帶機(jī)的尺寸，速度以及設(shè)備的安裝位置有關(guān)，除鐵器磁鐵與皮帶機(jī)的皮帶之間的距離應(yīng)該盡可能的小，因?yàn)榫嚯x越小，磁力就會(huì)越大。且優(yōu)先選在皮帶機(jī)頭傳動(dòng)滾筒拋料頂點(diǎn)上空安裝或接近傳動(dòng)滾筒的過渡托輥上方安裝。如圖5所示。

2.3 控制原煤的質(zhì)量

從源頭抓起，做好進(jìn)煤的工作。盡量從煤礦訂購，且嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。從買煤、裝煤、運(yùn)煤、稱煤、卸煤全過程跟蹤、檢查。每一個(gè)環(huán)節(jié)均不忽視，加強(qiáng)煤倉的管理，卸煤時(shí)，仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)慘石塊的運(yùn)煤車，嚴(yán)格處理，以儆效尤。

3 篩板的補(bǔ)救維修措施

篩板的維修一般都是更換，且每隔一年或二年就要更換一次，維修量及成本費(fèi)用都比較大，且增加備品備件的管理麻煩。本文介紹一個(gè)非常好的技改維修方案。某熱電廠檢修人員善于動(dòng)腦、鉆研，創(chuàng)新了一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的好方法。特案例說明，與大家分享。

案例：某熱電廠，碎煤機(jī)篩板磨出窟窿。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，檢修人員經(jīng)過綜合分析。決定用修補(bǔ)的方法進(jìn)行處理，一改往常壞了就更換的思路。技改做法：根據(jù)目前篩板磨損孔洞的尺寸，在原來更換下來的廢舊篩板上割下一塊，見圖6，利用其固有的弧度及物理特性，重新給以應(yīng)有。焊接時(shí)，務(wù)必打好坡口，留出1～2mm的焊接間隙。在焊接時(shí)，特別重要的是要考慮焊接工藝，這是特殊材料，不可忽視。

耐磨焊條焊接、堆焊工藝要求非常嚴(yán)格，否則容易造成開裂，參照表2進(jìn)行預(yù)熱。開裂與工件及焊縫熔敷金屬的含碳量、合金元素之間有直接關(guān)系，所以預(yù)熱溫度一般依據(jù)所用焊條的碳當(dāng)量來估算。以下估算公式適宜于低、中、高碳鋼和低合金鋼材料。碳當(dāng)量公式如下：Ceq=C+1/6Mn+1/24Si+1/5Cr+1/4Mo+1/15Ni。

D266耐磨焊條金屬化學(xué)成分：C≤1.1； Si：0.3-1.3； Mn：11-18；Mo≤2.5；其他≤1

計(jì)算：C取值1； Si取值0.8； Mn取值15；Mo取值2；Ni取值0.8；

Ceq=C+1/6Mn+1/24Si+1/5Cr+1/4Mo+1/15Ni

=1+1/（6x15）+1/（24X0.8）+1/（5x0.8）+1/（4x2）+1/（15x0.8）

=1.62（約數(shù)）

對(duì)照表2，通過數(shù)值對(duì)比，焊前焊條可不用加熱。但根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，耐磨焊條還是要求150℃～180℃烘焙1h。篩板焊前不應(yīng)預(yù)熱，多層焊時(shí)層間溫度不應(yīng)超過300℃，以防止過熱使熱影響區(qū)脆化。焊后為消除焊接應(yīng)力，可用尖錘錘擊焊接區(qū)。為使熔敷金屬得到奧氏體組織，錘擊后要迅速將焊接區(qū)進(jìn)行噴水冷卻。

堆焊工件及工作條件十分復(fù)雜，堆焊時(shí)必須根據(jù)不同要求選用合適的焊條。不同的堆焊工作和堆焊焊條要采用不同的堆焊工藝，才能獲得滿意的堆焊效果。檢修人員修補(bǔ)完后再在容易磨損的部位及焊縫處用D266耐磨焊條（型號(hào)：EDMn-B-16）進(jìn)行堆焊，加強(qiáng)耐磨性能，見圖7。耐磨焊條堆焊金屬為鉬鉻硼合金，堆焊層硬度為 HRC≥170，本焊條不但耐高溫（可達(dá)650℃）而且耐磨性，韌性，抗裂性很好。具有較高的抗沖擊磨粒磨損性能。堆焊后比其他材料的焊接壽命提高6～8倍。用在篩板上恰到好處。

采用本創(chuàng)新方法修復(fù)后的篩板其使用性與安裝快捷程度都比新的還要優(yōu)越一點(diǎn)。此創(chuàng)新當(dāng)年直接效益節(jié)約資金約5000元以上，后期直接效益每年約3000元以上，間接效益更大。且節(jié)省了購買的繁瑣及質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的排除， 更重要的是確保了鍋爐的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

在購買碎煤機(jī)及備品備件時(shí)，仔細(xì)核準(zhǔn)材質(zhì)?？梢砸髲S商提供樣品自行送至授權(quán)的化驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行G-65試驗(yàn)，依照耐磨耗度的結(jié)果進(jìn)行選材。按照表3進(jìn)行鑒定，檢驗(yàn)Cr、C、B等主要化學(xué)成分（見表3）。雖然所需試驗(yàn)費(fèi)用稍高，也受條件限制，但是此方法最為可靠，最有說服力。

4 加強(qiáng)運(yùn)行管理

（1）定期調(diào)換碎煤機(jī)的轉(zhuǎn)向，并做好記錄，備案。

（2）制定除鐵器使用制度并嚴(yán)格檢查，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)嚴(yán)肅處理。如除鐵器上的吸附物必須及時(shí)清理，運(yùn)行期間時(shí)刻檢查各設(shè)備的運(yùn)行使用情況等等。

（3）發(fā)揮煤管及輸煤工的作用，發(fā)現(xiàn)原煤里面的石塊、金屬塊、木塊等異物務(wù)必清走。

5 結(jié)語

在發(fā)電及供熱企業(yè)里碎煤機(jī)是一個(gè)小設(shè)備，且運(yùn)行環(huán)境惡劣，少有人去看，往往不能引起大家的關(guān)注。一般也有備用，即使損壞了，也不會(huì)引起太大的注意?？赡茉陬I(lǐng)導(dǎo)們不知情的情況下，檢修工就把問題處理完了。但是通過以上的分析應(yīng)該知道，碎煤機(jī)也會(huì)給生產(chǎn)運(yùn)行帶來諸多的麻煩，一旦出了問題，就像人的前期腫瘤一樣在慢慢地吞噬著人的健康，也會(huì)嚴(yán)重威脅著安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，所以還要加以重視，加強(qiáng)巡檢、管理。

創(chuàng)新發(fā)展，節(jié)能降耗，是每一個(gè)企業(yè)的孜孜追求。只有不斷創(chuàng)新，才能真正做到節(jié)能降耗，就像篩板采取修補(bǔ)、耐磨焊條堆焊防磨一樣。這樣才能讓設(shè)備健康、完好的運(yùn)行，管控好每一個(gè)環(huán)節(jié)，才能真正做到安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)運(yùn)行。

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