球磨機(jī)襯板缺陷分析及應(yīng)對(duì)措施探析

王鑫

摘 要： 制粉系統(tǒng)對(duì)電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，而球磨機(jī)對(duì)于制粉系統(tǒng)來說又是核心設(shè)備，重要性不言而喻，襯板的磨損情況對(duì)球磨機(jī)性能的影響很大。我們要選用合理材質(zhì)的襯板，并搭配合理材質(zhì)、數(shù)量和尺寸的鋼球，優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)，降低襯板磨損程度。

關(guān)鍵詞： 球磨機(jī)；襯板；鋼球

隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，磨煤機(jī)的形式和種類日趨增多，目前在電廠中應(yīng)用最廣泛的還要數(shù)鋼球磨煤機(jī)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)大概有85%左右火電廠的制粉系統(tǒng)，采用的是鋼球磨煤機(jī)，足以看出鋼球磨煤機(jī)的市場(chǎng)占比非常高。在電廠的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中，制粉系統(tǒng)對(duì)電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，而磨煤機(jī)對(duì)于制粉系統(tǒng)來說又是核心設(shè)備，同時(shí)又是電廠四大輔機(jī)之一，重要性不言而喻。保證磨煤機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少缺陷發(fā)生，是檢修人員和運(yùn)行人員的重要工作職責(zé)。襯板的磨損情況對(duì)球磨機(jī)性能的影響很大，可影響到5%-10%的產(chǎn)量損失，并相應(yīng)的增加電耗。筆者結(jié)合多年來的實(shí)際工作，將對(duì)球磨機(jī)襯板常見缺陷的發(fā)生進(jìn)行分析，并提出解決措施，僅供大家學(xué)習(xí)參考。

一、球磨機(jī)的工作原理

在球磨機(jī)內(nèi)部，有大量的鋼球，這是保證球磨機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要工作介質(zhì)。當(dāng)筒體正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于內(nèi)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(nèi)的煤塊。球磨機(jī)反復(fù)這樣一個(gè)工作流程，煤塊就會(huì)被鋼球碾壓研磨成煤粉，完成制粉工作。

二、球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)

球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由磨煤機(jī)筒體、螺旋輸送裝置、主軸承、密封風(fēng)裝置、混料箱、分離器、大小齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)、減速機(jī)、電動(dòng)機(jī)、慢速盤車裝置、主軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)、大齒輪噴射潤(rùn)滑系統(tǒng)、壓差和噪聲測(cè)料位系統(tǒng)、加球裝置和隔音罩等組成。

三、球磨機(jī)的特點(diǎn)

球磨機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)：一是控制簡(jiǎn)單；二是對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)；三是煤粉細(xì)度穩(wěn)定；四是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)。

球磨機(jī)也有一定的缺點(diǎn)：一是鋼球消耗量大；二是系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化程度較低。

四、球磨機(jī)正常運(yùn)行對(duì)襯板的影響

當(dāng)球磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，鋼球和煤塊是彼此攪混在一起的，同時(shí)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(shí)，筒體內(nèi)的鋼球會(huì)對(duì)筒體底部的煤塊造成較大沖擊，但同時(shí)也對(duì)襯板形成一定的沖擊，這兩種沖擊是同時(shí)發(fā)生的，是不可避免的。球磨機(jī)的運(yùn)行機(jī)理導(dǎo)致了鋼球、煤塊、襯板三者之間反復(fù)產(chǎn)生作用力，周而復(fù)始，循環(huán)反復(fù)。

鋼球?qū)γ簤K的沖擊力越大，煤塊越容易粉碎，制粉效果越好，但同時(shí)對(duì)襯板的沖擊力也越大，對(duì)襯板的損傷也越大；反之，鋼球?qū)γ簤K的沖擊力越小，制粉效果越不明顯，但對(duì)襯板的損傷也越小，對(duì)襯板起到一種保護(hù)作用。

這就對(duì)襯板的選擇，以及運(yùn)行方式的選擇提出了要求，要選擇一種最好的襯板材質(zhì)，并選擇一種最佳的運(yùn)行方式，以達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)行效果，避免襯板受力超過實(shí)際承受能力，進(jìn)而導(dǎo)致襯板形變、甚至斷裂，減少襯板的使用壽命，也對(duì)機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)和隱患。

五、球磨機(jī)襯板缺陷原因分析

如上所述，球磨機(jī)在制粉的同時(shí)，對(duì)襯板也在進(jìn)行強(qiáng)烈的沖擊，對(duì)襯板造成了一定程度的磨損，同時(shí)，由于各種內(nèi)因外因，如鋼球的材質(zhì)、襯板的材質(zhì)、煤質(zhì)以及運(yùn)行工況等，均會(huì)導(dǎo)致球磨機(jī)襯板出現(xiàn)損壞。有些電廠甚至多次出現(xiàn)襯板斷裂、磨通和脫落等現(xiàn)象，造成筒體形變，不僅影響機(jī)組負(fù)荷，耗費(fèi)檢修資金，還大幅增加了檢修人員的工作量，帶來了諸多負(fù)面影響。下面就球磨機(jī)襯板常見缺陷原因進(jìn)行剖析。

1.襯板材質(zhì)或質(zhì)量不符合要求。

襯板材質(zhì)如何，是決定襯板機(jī)械性能和耐久度的最根本原因，必須選用符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的材質(zhì)，并嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行熱處理，確保襯板材質(zhì)過關(guān)，增強(qiáng)襯板的使用壽命和抗疲勞強(qiáng)度。比如高錳鋼這種材質(zhì)，經(jīng)過熱處理之后，通常硬度偏低，大概在HRC15-18左右；而且其在運(yùn)行中的加工硬化不足，表面硬度不高，出現(xiàn)塑變起鼓的可能性較大；再者，由于環(huán)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(huì)進(jìn)一步降低高錳鋼的屈服強(qiáng)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(jù)物料的物理性能、結(jié)構(gòu)，以及在研磨過程中對(duì)材料的磨損特點(diǎn)，來選擇相應(yīng)的材料材質(zhì)，確保符合實(shí)際需求，物盡其用。同時(shí)，由于對(duì)襯板材質(zhì)缺乏專業(yè)認(rèn)識(shí)，在對(duì)襯板進(jìn)行熱處理過程中，加工工藝出現(xiàn)偏差甚至是錯(cuò)誤，導(dǎo)致襯板強(qiáng)度不增反降，致使襯板在遭受鋼球和煤塊沖擊的過程中，發(fā)生變形甚至是斷裂現(xiàn)象。

2.襯板與鋼球的匹配程度。

在球磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，鋼球、煤塊和襯板一直在進(jìn)行充分的撞擊和摩擦，長(zhǎng)期下來，襯板和鋼球非常容易發(fā)生損壞，均屬于易損件。那么，如何對(duì)襯板和鋼球進(jìn)行選擇搭配，盡可能降低彼此之間的摩擦，減少磨損，提高設(shè)備耐久度和使用壽命，就具有極大的探討價(jià)值。第一，我們不難發(fā)現(xiàn)，任何材料的硬度都與耐磨性密切相關(guān)，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(shí)，又會(huì)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(huì)越快。因此，要選擇一個(gè)合理的匹配度，讓鋼球和襯板盡可能的契合優(yōu)化，增強(qiáng)鋼球耐磨度的同時(shí)減輕襯板的磨損度。第二，鋼球數(shù)量與襯板磨損度也呈線性關(guān)系，即鋼球數(shù)量越多，研磨效果越好，但對(duì)襯板的磨損越強(qiáng)烈；鋼球數(shù)量越少，研磨效果越差，但對(duì)襯板的磨損程度越低。因此，科學(xué)的論證鋼球數(shù)量與制粉效率之間的關(guān)系有重要意義，同樣要選擇一個(gè)合適的匹配度。第三，鋼球個(gè)體的大小也影響著襯板的磨損度。鋼球體積越大，質(zhì)量越大，沖擊力越大，對(duì)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(xiàn)象發(fā)生。

3.運(yùn)行工況的影響。

球磨機(jī)的運(yùn)行工況應(yīng)該保持負(fù)荷穩(wěn)定，避免低負(fù)荷運(yùn)行。在機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，球磨機(jī)也正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)，筒體內(nèi)的鋼球和煤塊是混在一起的，鋼球砸向襯板時(shí)，兩者之間有煤塊做緩沖，因此對(duì)襯板的沖擊相對(duì)減輕。然而當(dāng)設(shè)備低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，筒體內(nèi)煤塊量大幅降低，鋼球直接砸向襯板的幾率大幅提高，對(duì)襯板的損傷也大幅增加，會(huì)加劇襯板的磨損，甚至是斷裂。因此，運(yùn)行工況對(duì)球磨機(jī)襯板的影響也不容忽視。

六、球磨機(jī)襯板磨損的應(yīng)對(duì)措施

1.要采用符合標(biāo)準(zhǔn)的材料，確保襯板質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

在現(xiàn)代工藝中，已出現(xiàn)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(zhì)合金鋼組成的復(fù)合襯板，在球磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(yōu)點(diǎn)，耐熱性和使用壽命都有所提升，發(fā)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(shù)量、大小和襯板之間的辯證關(guān)系，科學(xué)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(chǎn)成本，減少維護(hù)費(fèi)用。研究表明，高硬度鋼球材質(zhì)與高硬度襯板材質(zhì)搭配，其系統(tǒng)耐磨性最佳；而低硬度鋼球和低硬度襯板材質(zhì)搭配，其系統(tǒng)耐磨性最差。對(duì)于新更換的襯板，應(yīng)該先用硬度較低的鋼球進(jìn)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(yán)格控制鋼球磨的運(yùn)行狀態(tài)。

當(dāng)球磨機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要及時(shí)調(diào)整筒體內(nèi)鋼球的數(shù)量，使之與實(shí)際負(fù)荷相搭配，提高煤塊的可磨系數(shù)，降低襯板直接受沖擊接觸面，減少襯板磨損；針對(duì)筒體的不同部位，最好選用不同材質(zhì)的襯板，優(yōu)化鋼球磨的運(yùn)行狀態(tài)，使其性能發(fā)揮到最佳；在襯板安裝調(diào)試后，要對(duì)固定螺栓進(jìn)行確認(rèn)，確保固定螺栓具有一定的預(yù)緊力，以防運(yùn)行中螺栓松動(dòng)，確保設(shè)備安全，系統(tǒng)安全。

七、結(jié)語

我們要充分認(rèn)識(shí)到球磨機(jī)襯板缺陷對(duì)制粉系統(tǒng)安全穩(wěn)定帶來的潛在影響，要選用合理材質(zhì)的襯板，并搭配合理材質(zhì)、數(shù)量和尺寸的鋼球，優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)，降低襯板磨損程度，減少缺陷發(fā)生幾率，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。