棒磨機(jī)減速機(jī)改造研究

王多旭 呂富強(qiáng)

摘 要：筆者曾工作的某國內(nèi)煤化工企業(yè)，磨煤工段六臺棒磨機(jī)主減速機(jī)，多次出現(xiàn)打齒、斷軸情況，為此對其進(jìn)行了技術(shù)改造，并對改造前后的設(shè)備溫度、振動、粘度和粒度分布情況進(jìn)行了對比。結(jié)果表明，減速機(jī)改大后，降低了設(shè)備溫度、振動，減少了磨煤機(jī)故障停機(jī)的頻次，對維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：煤氣化;磨煤機(jī);減速機(jī);振動;管道煤漿

氣化裝置選用了GE水煤漿加壓氣化技術(shù)，共設(shè)磨煤機(jī)6臺（5開1備），設(shè)計單臺負(fù)荷120t/h，由南方某公司設(shè)計供貨。

項(xiàng)目承建初期，煤氣化備煤系統(tǒng)故障頻發(fā)，后對磨煤機(jī)主減速機(jī)進(jìn)行了改造，實(shí)現(xiàn)了單臺磨煤機(jī)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，為公司帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 棒磨機(jī)工作原理

棒磨機(jī)由異步電動機(jī)、減速器、空氣離合器與小齒輪連接，直接帶動筒體上的大齒輪傳動，驅(qū)動筒體部旋轉(zhuǎn)，筒體內(nèi)部裝有適當(dāng)?shù)难心ソ橘|(zhì)，在離心力和摩擦力的作用下，被提升到一定的高度， 呈拋落狀態(tài)落下，欲磨制的物料和水由給料管連續(xù)地進(jìn)入筒體內(nèi)部，被運(yùn)動著的鋼棒粉碎和研磨，并通過溢流和連續(xù)給料的力量將產(chǎn)品排出。棒磨機(jī)出料部采用圓筒篩結(jié)構(gòu)，同時設(shè)有圓筒篩出料罩。同時經(jīng)過圓筒篩的初步篩分，以進(jìn)行下一段工序處理。

2 磨煤機(jī)運(yùn)行瓶頸問題

筒體頻繁漏漿跑漿，停機(jī)消漏造成磨煤機(jī)頻繁啟停，對設(shè)備沖擊損壞較大。

磨煤機(jī)氣動離合器氣源系統(tǒng)和氣動離合器頻繁故障。

磨煤機(jī)主減速機(jī)采用某進(jìn)口品牌的硬齒面減速機(jī)，減速機(jī)傳動扭矩大，采用油站壓力潤滑，散熱效果良好，設(shè)有油溫、油壓報警連鎖，并傳至DCS。但磨煤機(jī)主減速機(jī)選型偏小，主減速機(jī)多次出現(xiàn)打齒、斷軸情況。

磨機(jī)加棒量無法達(dá)到設(shè)計值，產(chǎn)能及漿料品質(zhì)無法達(dá)到要求。

3 改進(jìn)措施

從281空壓站引用氣源穩(wěn)定的儀表空氣用于磨煤機(jī)氣動離合器，降低了氣動離合器的故障率，2017年4月份至今，因氣動離合器氣源問題停機(jī)次數(shù)為零。

對磨煤機(jī)筒體螺栓密封件進(jìn)行改造，筒體消漏頻次由原先的每日消漏降低至1次/周。

筒體螺栓孔密封采用專利技術(shù)，墊圈設(shè)計為彈性石墨密封圈+碗形鋼式墊圈組合的全貼合密封結(jié)構(gòu)，有效防止了漿液的泄漏。

根據(jù)多家棒磨機(jī)供貨商和煤化工企業(yè)多年運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)得出的經(jīng)驗(yàn)，加棒量占筒體容積22%時為運(yùn)行最優(yōu)模式。通過調(diào)整加棒量、定期檢查、維護(hù)，減速機(jī)的損壞問題得到緩解。

四號磨機(jī)主減速機(jī)改造，2017年4月份至今，因主減速機(jī)損壞停機(jī)次數(shù)為零。

根據(jù)美國AGMA齒輪標(biāo)準(zhǔn)，磨煤機(jī)主減速機(jī)應(yīng)用的負(fù)載系數(shù)應(yīng)≥2。

15A型號減速機(jī)額定功率2380kW;電機(jī)功率1600kW，

額定轉(zhuǎn)速995RPM;負(fù)載系數(shù)（SF）=2380/1600=1.48。

19A型號減速機(jī)額定功率4861kW;電機(jī)功率1600kW，

額定轉(zhuǎn)速995RPM;負(fù)載系數(shù)（SF）=4861/1600=3.03。

由此可以判定，成套方對減速機(jī)選型偏小是造成磨煤機(jī)系統(tǒng)頻繁故障的主要原因。

將主減速機(jī)由原來的15A更換成19A，同時，更換匹配的主減速機(jī)、主電機(jī)機(jī)座及主減速機(jī)輸出軸靠背輪，輸入軸聯(lián)軸器由柱銷聯(lián)軸器改成蛇簧聯(lián)軸器，施工過程中破除主減速機(jī)、主電機(jī)機(jī)座二次灌漿層，軸系各部件安裝完成后重新進(jìn)行二次灌漿和找平找正。

主減速機(jī)增設(shè)振動檢測系統(tǒng)，同時將主減速機(jī)的測溫信號引入中控監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)了對磨煤機(jī)主減速機(jī)這一薄弱環(huán)節(jié)的實(shí)時監(jiān)控。

四號磨機(jī)改造后，磨機(jī)機(jī)組振動良好。各種工況下的軸系振動如表1。

通過4號磨機(jī)改造后的機(jī)組運(yùn)行參數(shù)及漿料品質(zhì)分析，磨機(jī)在高負(fù)荷、接近設(shè)計工況下運(yùn)行穩(wěn)定。四號磨機(jī)改造后加棒量可明顯增加，不合格的粗粒子含量明顯減小，而粗粒子過多會影響到氣化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，如表2。

4 工程建議方案

4.1 分期改造設(shè)想和工藝選擇

對比四號與其他磨煤機(jī)的運(yùn)行情況和漿料品質(zhì)，從技術(shù)層面上看，分期改造剩余五臺減速機(jī)，并采用19A型號減速機(jī)的方案可行。改造后正常運(yùn)行模式采用四開一備一檢修。

4.2 主減速機(jī)改造存在的風(fēng)險

在施工準(zhǔn)備工作全部完成的情況下，單臺磨機(jī)從停機(jī)到改造完成、具備帶料開機(jī)的時間為30天（施工周期按10天，灌漿料凝固期20天），磨煤系統(tǒng)長時間無備機(jī)，其他磨機(jī)無法計劃性進(jìn)行維護(hù)檢修，系統(tǒng)存在因故障而降負(fù)荷的風(fēng)險。

5 投資估算和經(jīng)濟(jì)分析

5.1 改造費(fèi)用核算

主減速機(jī)（含振動監(jiān)測系統(tǒng)、輸入軸聯(lián)軸器）50萬元、機(jī)座及靠背輪8.9萬元、機(jī)械安裝費(fèi)12.3萬元、土建施工費(fèi)2萬元，總費(fèi)用73.2萬元。

5.2 節(jié)省費(fèi)用

主減速機(jī)改造完成后，運(yùn)行模式將由現(xiàn)在“五開”變?yōu)椤八拈_”。

單臺磨煤機(jī)的用電量計算（按300天/年計算）：

額定功率1600kW電流60A電壓10kV

電度=1.732×10×60×24×300=7482240度，平均電費(fèi)0.5元/度

節(jié)省費(fèi)用=7482240度×0.5元/度=374萬/年

5.3 經(jīng)濟(jì)評價

從經(jīng)濟(jì)性方面看，對主減速機(jī)實(shí)施改造是可行的。

6 結(jié)論和建議

繼續(xù)實(shí)施剩余五臺磨機(jī)減速機(jī)改造。

每臺磨機(jī)運(yùn)行2個月左右停機(jī)進(jìn)行筒體螺栓復(fù)緊、軸系對中復(fù)查調(diào)整、氣動離合器拆檢、儀表測量點(diǎn)檢查緊固、螺旋給料機(jī)拆檢等系統(tǒng)性維護(hù)檢修工作，以提高磨煤運(yùn)行的穩(wěn)定性。

大修周期一般為5-10年，在主減速機(jī)改造期間，結(jié)合大檢修周期，引進(jìn)專業(yè)隊(duì)伍檢查磨煤機(jī)主軸瓦和大齒輪、筒體、小齒輪軸、滾筒篩，更換部分磨機(jī)襯板，撿出磨機(jī)內(nèi)斷棒及直徑小于45mm的鋼棒并視情況進(jìn)行補(bǔ)充。

作者簡介：

王多旭（1985- ），男，陜西西安，工程師，學(xué)士，2009年本科畢業(yè)于太原理工大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)，主要從事煤化工方面生產(chǎn)和技術(shù)管理工作。