HP型碗式中速磨煤機運行聲音異常分析與處理

聞瑞士，游施緯

（國能銅陵發(fā)電有限公司，安徽 銅陵 244153）

0 引言

磨煤機是火電廠鍋爐制粉系統(tǒng)的主要設(shè)備，其運行工況決定鍋爐是否能夠穩(wěn)定燃燒。磨煤機發(fā)生故障會影響整個機組的安全穩(wěn)定運行。由煤場輸送來的原煤雖然經(jīng)過篩選、除鐵等工序，但是仍不可避免地會含有各種雜質(zhì)和異物；磨煤機長時間處于高負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)；制粉系統(tǒng)運行環(huán)境惡劣，工作過程復(fù)雜。這些都會導(dǎo)致制粉系統(tǒng)發(fā)生各類故障［1］。磨煤機內(nèi)部故障往往伴隨有異常聲音，通過聲音進行磨煤機故障的判斷與處理，可保證制粉系統(tǒng)安全可靠運行。

火力發(fā)電廠的鍋爐制粉系統(tǒng)通常采用中間倉儲式和正壓直吹式兩種型式。相較于中間倉儲式制粉系統(tǒng)，正壓直吹式制粉系統(tǒng)因其具有結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、運行噪音小、初期投資少等優(yōu)點廣受歡迎，已經(jīng)被越來越多的火電廠采用［2］。但是正壓直吹式制粉系統(tǒng)也有缺點，例如若制粉系統(tǒng)采用碗式磨煤機，則其煤種適應(yīng)性差、維護復(fù)雜、易堵煤、易卡澀。在機組運行過程中，磨煤機內(nèi)部故障時通常會發(fā)出異常聲音，及時發(fā)現(xiàn)磨煤機內(nèi)部異常聲音，并正確分析處理，可確保鍋爐安全運行。

某630 MW超臨界火電機組鍋爐制粉系統(tǒng)采用HP型碗式中速磨煤機，在運行中該磨煤機出現(xiàn)異常聲音，本文以此為研究案例，對不同原因?qū)е碌哪ッ簷C聲音異常進行分析，并提出處理措施和預(yù)防措施，以供同類型機組參考。

1 磨煤機設(shè)備簡介

該630 MW超臨界火電機組鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)。每套制粉系統(tǒng)由1臺磨煤機和1臺給煤機組成，每臺鍋爐裝設(shè)6套制粉系統(tǒng)。制粉系統(tǒng)設(shè)有密封風(fēng)系統(tǒng)，每臺機組鍋爐制粉系統(tǒng)的密封風(fēng)系統(tǒng)配置2臺100%容量的離心式風(fēng)機，正常運行時1臺運行1臺備用。

制粉系統(tǒng)配置的HP型碗式中速磨煤機最大出力為63.3 t/h，設(shè)計煤種為煙煤，轉(zhuǎn)速為33.01 r/min，磨輥加載方式為彈簧加載，磨輥旋轉(zhuǎn)方向為順時針（從上往下看），傳動方式為螺旋傘齒輪加行星齒輪二級傳動。磨煤機外設(shè)有潤滑油站，為軸承和齒輪提供潤滑油。驅(qū)動磨煤機的電動機額定電壓為6 kV，額定電流為69.6 A，轉(zhuǎn)速為977 r/min。磨煤機結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 HP型碗式中速磨煤機結(jié)構(gòu)

2 磨煤機聲音異常分析及處理

由于設(shè)計復(fù)雜、零部件較多，HP型碗式磨煤機在運行過程中聲音異常的原因較多。該機組投運以來磨煤機多次出現(xiàn)聲音異常，尤其是當進行大比例劣質(zhì)煤摻燒時，發(fā)生聲音異常的次數(shù)會增加。近幾年磨煤機發(fā)生聲音異常的次數(shù)如表1所示?？偨Y(jié)發(fā)現(xiàn)磨煤機發(fā)生聲音異常的主要原因為原煤中混入鐵塊等堅硬異物、磨煤機軸承損壞、磨煤機內(nèi)部部件脫落或折斷等。

表1 磨煤機異常聲音次數(shù)年度統(tǒng)計表

2.1 原煤中混入鐵塊等堅硬異物

1）事故情況。某日運行人員監(jiān)盤時發(fā)現(xiàn)該電廠2號鍋爐D磨煤機用電動機的電流大幅波動，立即對該磨煤機本體進行檢查，聽到磨碗上方發(fā)出尖銳的異常響聲，初步判斷該磨煤機內(nèi)部有金屬摩擦，運行人員立即停運2號鍋爐D磨煤機。檢修人員搶修時打開人孔門進入2號鍋爐D磨煤機內(nèi)部進行檢查，發(fā)現(xiàn)有一塊較大的圓錐形鐵塊。該鐵塊造成磨煤機內(nèi)部部分配件嚴重損壞，導(dǎo)向裝置下襯板破裂、脫落，空氣節(jié)流環(huán)斷裂、脫落，導(dǎo)向葉輪變形、裂損，葉輪調(diào)整罩變形、磨損，導(dǎo)向裝置側(cè)襯板脫落，左、右中間襯板脫落。從磨煤機中取出的異物如圖2所示。

圖2 從磨煤機中取出的異物

2）原因分析。碗式中速磨煤機內(nèi)部進入異物是其運行過程中發(fā)生異常聲音和振動的主要原因之一。經(jīng)過排查，從磨煤機中取出的鐵塊并非來自磨煤機內(nèi)的金屬部件，唯一的可能是輸煤系統(tǒng)除鐵器未能完全清除原煤中的鐵塊，造成磨煤機內(nèi)部配件嚴重損壞。

3）處理措施。檢修人員立即對故障磨煤機進行大修，對所有損壞的零部件進行逐一檢查、維修或更換，盡快恢復(fù)磨煤機的正常備用狀態(tài)，避免影響機組的帶負荷能力［3］。

4）預(yù)防措施?；痣姀S輸煤專業(yè)要加強對原煤的監(jiān)督與管理，防止原煤中摻雜鐵塊、木塊等異物，定期對輸煤系統(tǒng)除鐵器、碎煤機、滾軸篩等設(shè)備進行點檢定修，確保原煤篩查設(shè)備正常運行［4］。

2.2 磨煤機磨輥軸承損壞

1）事故情況。某日運行人員對2號鍋爐2D磨煤機進行就地巡檢時，發(fā)現(xiàn)該磨煤機的齒輪箱部位有異常聲音，利用聽針進行檢查，發(fā)現(xiàn)磨輥內(nèi)部有咯噔咯噔的聲音，判斷為磨輥出現(xiàn)故障。同時發(fā)現(xiàn)2號鍋爐2D磨煤機用電動機的電流出現(xiàn)較大幅度的波動，且磨煤機軸承溫度明顯升高，隨即停止該磨煤機運行。檢修人員對該磨煤機進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)磨輥軸承損壞并無法修復(fù)，且軸承油脂中混入了煤粉。

2）原因分析。一般情況下，磨煤機磨輥損壞主要原因為：軸承質(zhì)量不合格；油脂質(zhì)量不合格，軸承密封不佳混入煤粉使油脂變差；安裝不到位；磨煤機進入異物，長時間振動造成磨輥損壞。磨煤機解體檢查時，未發(fā)現(xiàn)磨煤機內(nèi)部有異物，但是磨煤機軸承間隙已經(jīng)嚴重臟污，因此判斷該磨煤機磨輥軸承損壞是因為軸承密封不佳混入煤粉使油脂變差。磨煤機磨輥運轉(zhuǎn)的安全可靠性和使用壽命主要取決于其軸承的密封性能。

3）處理措施。磨煤機磨輥軸承損壞時，需要拆解磨輥軸承，查明原因，更換油封，并檢查潤滑油是否合格。如果軸承內(nèi)部混入大量粉塵，不能通過出油口排出，可以打開軸承的內(nèi)端蓋，利用壓縮空氣將油泥混合物排出，清洗干凈后再加入新的潤滑油，若軸承磨損嚴重，則直接更換新的磨輥軸承［5］。

4）預(yù)防措施。磨煤機檢修時應(yīng)嚴把檢修質(zhì)量關(guān)，確保設(shè)備復(fù)裝符合工藝要求；制定科學(xué)合理的設(shè)備定檢周期，每月進行軸承油脂化驗，適當提前更換軸承密封圈，確認各轉(zhuǎn)動部件密封環(huán)之間的間隙是否合格，若不合格應(yīng)及時調(diào)整；運行中注意監(jiān)視軸承溫度、磨煤機用電動機的電流等參數(shù)；巡檢人員加強對磨煤機運行聲音的巡視，如有異常立即停止磨煤機運行，全面排查并消除故障［6］。

2.3 磨煤機內(nèi)部部件脫落或折斷

1）事故情況。某日運行人員發(fā)現(xiàn)2號鍋爐F磨煤機用電動機的電流由40.6 A快速上升至46.3 A，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)磨煤機磨碗下部聲音異常，發(fā)出金屬撞擊的聲音，磨煤機地基有震感，初步判斷磨煤機內(nèi)部存在金屬碰磨。運行人員立即停運2號鍋爐F磨煤機。檢修人員對2號鍋爐F磨煤機進行解體檢查，取出2塊較大的損壞、變形的石子煤刮板，初步檢查發(fā)現(xiàn)，一磨輥不轉(zhuǎn)，一導(dǎo)向葉輪脫落并變形，側(cè)襯板、節(jié)流環(huán)等部件損壞嚴重，如圖3、圖4所示。

圖3 破損的側(cè)襯板

圖4 損壞的節(jié)流環(huán)

2）原因分析。檢修時發(fā)現(xiàn)原煤中有螺栓、鐵塊等硬質(zhì)異物，說明此次聲音異常的直接原因是磨煤機內(nèi)部金屬部件脫落。磨煤機內(nèi)部金屬部件脫落的原因有很多，例如金屬部件制造不合格、硬物進入磨煤機內(nèi)部磨斷內(nèi)部部件等［7-8］。

3）處理措施。磨煤機檢修人員對故障磨煤機進行大修，對磨煤機內(nèi)遺留物體尤其是散落的金屬進行全面排查和清理，對所有損壞的零部件進行逐一檢查、維修或更換，盡快恢復(fù)磨煤機的正常備用狀態(tài)［9］。

4）預(yù)防措施。設(shè)備管理部門應(yīng)做好磨煤機的定檢和定修工作，定期對磨煤機導(dǎo)向裝置、磨輥、襯板、節(jié)流環(huán)、分離器、刮板等部件的磨損情況進行測量，對磨損值超標的部件及時進行處理，對暫時無法徹底處理的部件進行記錄，待機組檢修時進行更換［10］。此外，運行部門應(yīng)加強設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，消除設(shè)備缺陷。

2.4 故障處理措施

電廠磨煤機故障屬于一般性的常見缺陷，處理此類問題需結(jié)合工作經(jīng)驗形成標準化的工作流程，以快速消除缺陷。因此，本文對磨煤機聲音異常的分析與處理進行總結(jié)歸納，如表2所示。

表2 磨煤機聲音異常的原因及處理措施

3 結(jié)語

磨煤機是火力發(fā)電廠的重要設(shè)備之一，其制粉效果直接影響到鍋爐的燃燒效率。HP型碗式中速磨煤機零部件較多，工作人員要加強設(shè)備的檢查和維護保養(yǎng)工作，定期對磨輥、磨盤進行檢測，化驗潤滑油質(zhì)量，掌握磨煤機的運行狀況，按計劃更換磨輥、磨盤及易損件，以確保設(shè)備安全運行。