降低HP1003型磨煤機(jī)磨輥軸承損壞率

賈本康

（國(guó)電蚌埠發(fā)電有限公司，安徽 蚌埠 233411）

0 前言

國(guó)電蚌埠發(fā)電有限公司一期2×600MW機(jī)組制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機(jī)以及風(fēng)機(jī)正壓直吹式，一個(gè)鍋爐配備了6臺(tái)機(jī)器，每臺(tái)帶鍋爐的一層燃燒器。設(shè)計(jì)為12臺(tái)上海重型機(jī)械廠生產(chǎn)的HP1003型中速碗式磨煤機(jī)。

在運(yùn)行過(guò)程中，磨煤機(jī)中的密封件由于長(zhǎng)期在高溫、含煤渣熱粉的工況下運(yùn)行，密封件的使用周期也比機(jī)組的大修期短得多，經(jīng)常出現(xiàn)漏風(fēng)漏粉及磨輥漏油的現(xiàn)象。同時(shí)磨輥進(jìn)煤粉引起的磨輥軸承損壞故障時(shí)有發(fā)生，給設(shè)備和機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)重大隱患，嚴(yán)重影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。因此，對(duì)磨煤機(jī)密封件進(jìn)行改造以降低磨輥軸承故障率勢(shì)在必行。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

國(guó)電蚌埠發(fā)電有限公司一期2×600MW機(jī)組制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)為6臺(tái)上海重型機(jī)械廠生產(chǎn)的HP1003型中速碗式磨煤機(jī)。#1、#2機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)磨煤機(jī)運(yùn)行狀況總體良好，但磨煤機(jī)各主要易損件使用周期短、更換頻率較高。具體更換統(tǒng)計(jì)如圖1、表1所示。

從圖1、表1可以清楚地發(fā)現(xiàn)磨輥軸承損壞率較高，主要是因?yàn)闄C(jī)器的工作環(huán)境比較惡劣，在磨輥的周圍全是大大小小的煤粉顆粒，而且密封的風(fēng)壓比較低，密封的時(shí)候方式不對(duì)，這就造成了粉塵很容易進(jìn)入磨輥裝置軸承箱，這種情況對(duì)于潤(rùn)滑油的影響很大，油質(zhì)會(huì)變差，如此一來(lái)磨煤機(jī)振動(dòng)就會(huì)變大，更強(qiáng)烈的振動(dòng)對(duì)密封圈是一種嚴(yán)重的損毀，這樣就會(huì)產(chǎn)生一種惡性循環(huán)，直至磨輥軸承損壞或者磨輥停轉(zhuǎn)發(fā)生。如果要更換磨輥，就需要強(qiáng)琢磨煤機(jī)停止運(yùn)行，而且維修的時(shí)間也很長(zhǎng)，這對(duì)于整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行安全是一種很大的影響。此外，這種振動(dòng)很可能會(huì)對(duì)減速機(jī)造成大的損傷，磨輥軸承價(jià)格也不低，對(duì)于維護(hù)費(fèi)用是一種很大的消耗，占用了大量檢修維護(hù)費(fèi)用。

表1

2 原因分析

2.1 內(nèi)、外置氣密封間隙增大導(dǎo)致密封風(fēng)流失

在機(jī)器運(yùn)行時(shí)，正常情況下，密封風(fēng)母管供風(fēng)量應(yīng)該是70.75 m3/min，但是因?yàn)橛幸恍┗曳墼诶湟淮物L(fēng)來(lái)的密封風(fēng)中，而且機(jī)器運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生石子煤粉顆粒，這2種粉塵顆粒在磨碗轉(zhuǎn)動(dòng)的作用下會(huì)直接增大磨碗傳動(dòng)盤與內(nèi)、外置氣密封磨損間隙，這會(huì)大量流失密封風(fēng)。

2.2 磨輥密封室內(nèi)密封風(fēng)與外部一次風(fēng)壓差低

在將損壞后的設(shè)備進(jìn)行解體后，經(jīng)過(guò)檢查計(jì)算和分析，磨輥在正常工況下密封風(fēng)有效壓力為P=12kPa～15kPa。如果磨煤機(jī)工作運(yùn)行的周期很長(zhǎng)，磨輥?zhàn)w、裙蓋裝置以及耐油環(huán)抗耐磨性能低，再加上各種粉塵的磨損和沖刷，各部分的間隙會(huì)進(jìn)一步加大，這就會(huì)更加進(jìn)一步流失磨輥密封室內(nèi)密封風(fēng)。

如果磨輥密封風(fēng)壓力比外部一次風(fēng)壓力低，煤粉就會(huì)跟著熱一次風(fēng)進(jìn)入密封室，會(huì)直接磨損磨輥骨架油封外保持套，高溫對(duì)骨架油封長(zhǎng)期作用會(huì)加速其炭化，這就大大地縮短了骨架油封的使用時(shí)間。除此之外，煤粉對(duì)于潤(rùn)滑油的影響也很大，這就會(huì)導(dǎo)致磨輥軸承損壞，也就減少了磨輥軸承的使用時(shí)間。

圖1 磨煤機(jī)備件使用率

2.3 磨輥密封件的質(zhì)量及安裝工藝

磨輥頭和磨輥軸的密封是機(jī)械式的密封，密封面是3層骨架油封和與磨輥軸緊力配合的耐油套，是嵌入磨輥?zhàn)w內(nèi)的。在機(jī)器的運(yùn)行過(guò)程中，磨輥頭的轉(zhuǎn)動(dòng)以及軸承的竄動(dòng)都會(huì)使骨架油封產(chǎn)生磨損。

磨煤機(jī)在碾磨過(guò)程中，磨輥頭的長(zhǎng)久旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致油封與磨輥軸耐磨套產(chǎn)生摩擦損壞；機(jī)器之前的密封風(fēng)處于磨輥裝置外，煤粉被密封風(fēng)吹走時(shí)很可能會(huì)被帶到密封圈內(nèi)。由于煤粉很細(xì)小但很堅(jiān)硬，所以會(huì)加劇油封和耐磨套的磨損，造成油封損壞、磨輥軸承箱進(jìn)粉，潤(rùn)滑油的油質(zhì)變差，甚至?xí)斐赡ポ佪S承的損壞、磨輥停轉(zhuǎn)。

3 技術(shù)改進(jìn)

3.1 磨煤機(jī)外氣封密封改造

該公司磨煤機(jī)外氣封采用碳精環(huán)密封，由于碳精環(huán)材質(zhì)缺乏彈性，不能及時(shí)的補(bǔ)償間隙，導(dǎo)致煤粉、密封風(fēng)外漏，為此，小組對(duì)外氣封進(jìn)行密封改造：在原密封下方裝設(shè)動(dòng)環(huán)密封裝置，對(duì)設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生的偏心、間隙等缺陷起到及時(shí)地補(bǔ)償，密封效果顯著提高。

與此同時(shí)，根據(jù)磨煤機(jī)的運(yùn)行工況和檢修維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試和試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)磨碗傳動(dòng)盤外置氣封間隙為0.5±0.07 mm，應(yīng)該縮小到0.4±0.05 mm，這樣就能使磨碗傳動(dòng)盤與氣封齒旋轉(zhuǎn)時(shí)能保持小而均勻的間隙，也不會(huì)對(duì)機(jī)器的正常運(yùn)行產(chǎn)生較大的影響，這樣就會(huì)大大地減少密封風(fēng)的漏風(fēng)量，保證磨煤機(jī)密封風(fēng)母管供風(fēng)量。

3.2 磨輥各部密封間隙改進(jìn)調(diào)整

為了不使磨輥?zhàn)w與裙蓋裝置間隙磨損過(guò)大，流失更多的密封風(fēng)，在原磨輥裙蓋裝置外補(bǔ)焊圓鋼（Φ8 mm）使裙蓋與磨輥?zhàn)w套軸向間隙從12 mm縮小到4 mm，裙蓋頂部與磨輥?zhàn)w面間隙從10 mm調(diào)整為2 mm。使因部件的磨損導(dǎo)致密封風(fēng)量不足引起的煤粉不會(huì)進(jìn)入，對(duì)磨輥軸承、骨架密封、磨輥?zhàn)w等部件的使用時(shí)間都能延長(zhǎng)。

3.3 磨煤機(jī)進(jìn)行定期維護(hù)檢查，保持良好工況

加強(qiáng)對(duì)石子煤排放情況的巡視檢查，并對(duì)磨煤機(jī)進(jìn)行定期維護(hù)：檢查彈簧加載裝置預(yù)載力（預(yù)載力29.3MPa）、葉輪可調(diào)罩間隙（調(diào)整值8 mm～10 mm）、磨輥裝置與磨碗底襯板間隙（6 mm），磨輥軸頸頭間隙（1 mm～1.5 mm）、磨煤機(jī)刮板、磨輥磨損量等是否滿足運(yùn)行要求。

3.4 骨架油封安裝工藝改進(jìn)

磨煤機(jī)磨輥頭與磨輥軸是機(jī)械密封的，密封面為3 層骨架油封原安裝順序?yàn)?層油封、2層灰封，是嵌入磨輥?zhàn)w內(nèi)的，通過(guò)反復(fù)研究現(xiàn)改為1層灰封、2層油封。在更換骨架油封時(shí)用清潔的潤(rùn)滑脂涂遍骨架油封，確保雙唇間填滿潤(rùn)滑脂并安裝到位，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，密封性能得到進(jìn)一步提高。

4 安全經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

4.1 效果檢查

（1） 通過(guò)對(duì)磨煤機(jī)機(jī)座動(dòng)環(huán)密封改造后，外氣封漏風(fēng)明顯減小，噪聲減弱，現(xiàn)場(chǎng)粉塵污染得到改善，密封風(fēng)系統(tǒng)壓力提高。具體參數(shù)見(jiàn)表2、表3。

表2

表3

（2）截至2016年1月，2臺(tái)機(jī)組12臺(tái)磨煤機(jī)磨輥密封間隙改造全部完成，經(jīng)濟(jì)效益明顯。到目前為止，12臺(tái)磨煤機(jī)工作情況很穩(wěn)定，不需要提前更換磨輥的情況，鍋爐輔機(jī)設(shè)備的可靠性有了很大的提高，有效減少了維護(hù)成本。

4.2 效果確認(rèn)

（1）磨煤機(jī)外氣封改造后同一負(fù)荷密封風(fēng)壓提高1.2 kPa，密封風(fēng)機(jī)電耗降低20A，每年可節(jié)13萬(wàn)度電，節(jié)約電耗約6萬(wàn)元。與此同時(shí)，不再出現(xiàn)由于部件的磨損導(dǎo)致密封風(fēng)量不足引起煤粉進(jìn)入的情況，提高了磨輥軸承、骨架密封、磨輥?zhàn)w等部件的使用壽命?，F(xiàn)場(chǎng)安全文明生產(chǎn)狀況得到進(jìn)一步的改善。

（2）改造磨輥密封間隙之后備件的使用壽命得到了明顯的延長(zhǎng)，磨輥軸承損壞率大大降低，大概減少了18%，很少有檢修的情況出現(xiàn)，有效地避免了軸承損壞等各類事故，明顯提升了設(shè)備的安全性能，大大降低了維護(hù)成本。

4.3 費(fèi)用統(tǒng)計(jì)

通過(guò)以上技改2臺(tái)機(jī)組每年可節(jié)約軸承費(fèi)：14套×5萬(wàn)元/套=70萬(wàn)元；節(jié)約骨架油封費(fèi)：14×3只×0.5萬(wàn)元/只=21萬(wàn)元；累計(jì)節(jié)約91萬(wàn)元（尚不含檢修人工費(fèi)、材料費(fèi)）。而磨輥裝置加裝機(jī)座動(dòng)環(huán)密封的材料、人工費(fèi)為25萬(wàn)元。因此經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4.4 制定鞏固措施

該小組在課題取得上述效果后，并持續(xù)改進(jìn)：制定相應(yīng)的鞏固措施：編制《檢修規(guī)范》及《定期工作標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)一步完善制度，使措施標(biāo)準(zhǔn)化，成果得到不斷的鞏固和擴(kuò)大。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)12臺(tái)磨煤機(jī)磨輥裝置進(jìn)行外氣封密封改造、磨輥各部密封間隙改進(jìn)調(diào)整、骨架油封安裝工藝等一系列改進(jìn)，磨煤機(jī)運(yùn)行狀況改善、磨輥振動(dòng)正常，對(duì)各個(gè)磨輥軸承箱的油質(zhì)油位檢查情況良好，磨輥軸承故障率大幅降低，對(duì)于磨煤機(jī)運(yùn)行的安全起到了很好的保障作用，同時(shí)也對(duì)維護(hù)成本進(jìn)行了控制，有效地降低了成本。