篩煤機(jī)常見(jiàn)故障及改進(jìn)分析

施連勇

（中國(guó)石油錦州石化公司熱電公司，遼寧錦州 121001）

0 引言

錦州石化熱電公司輸煤系統(tǒng)配套4 臺(tái)240 t/h 鍋爐耗煤的生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)建成。工藝流程是環(huán)錘式碎煤機(jī)對(duì)煤塊進(jìn)行粗碎，出料小于50 mm 的煤塊進(jìn)入篩煤機(jī)篩分，篩煤機(jī)出料小于13 mm的煤塊進(jìn)入上煤皮帶為鍋爐提供燃料，大于13 mm 的煤塊進(jìn)入錘擊式碎煤機(jī)進(jìn)行細(xì)碎后供給鍋爐。

1 篩煤機(jī)現(xiàn)狀

1.1 滾筒篩煤機(jī)結(jié)構(gòu)組成

篩煤機(jī)由篩筒、電機(jī)、減速機(jī)、箱體及相關(guān)支撐部件組成。篩筒入口端有進(jìn)料筒，進(jìn)料筒通過(guò)法蘭固定在箱體上，進(jìn)料筒出口端伸入篩筒的入口端。篩筒出口端下方的座上設(shè)置粗料出口，篩筒下方的底座上設(shè)置細(xì)料出口。篩筒兩端分別套裝大滾圈和小滾圈，大滾圈和小滾圈下方的底座上各有一對(duì)托輥機(jī)構(gòu)，篩筒中部套裝大鏈輪，電機(jī)減速機(jī)連接小鏈輪，小鏈輪通過(guò)雙排鏈條與大鏈輪連接；大滾圈、小滾圈和大鏈輪通過(guò)若干個(gè)連接板連接在一起組成錐形框架。篩筒的表面有一層錳鋼網(wǎng)，網(wǎng)面孔徑小于13 mm。工作時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)通過(guò)雙排鏈條帶動(dòng)篩筒進(jìn)行煤粒篩分。

1.2 滾筒篩煤機(jī)操作注意事項(xiàng)

（1）滾筒篩必須空載啟動(dòng)，嚴(yán)禁進(jìn)料后啟動(dòng)機(jī)器，否則由于扭矩過(guò)大，可能撕裂篩網(wǎng)，影響設(shè)備使用壽命。若因非正常情況停機(jī)，再次啟動(dòng)時(shí)應(yīng)將筒體內(nèi)物料清理干凈。

（2）設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)后方可均勻投料，需觀察出料是否正常，正常運(yùn)行后關(guān)閉密封隔離罩。

（3）運(yùn)行人員應(yīng)每小時(shí)對(duì)設(shè)備巡檢一次，檢查出料粒徑和有無(wú)漏料及揚(yáng)塵情況。

（4）檢查電機(jī)、傳動(dòng)部件溫度溫升情況及是否有異聲。正常工況下，軸承的溫升不應(yīng)超過(guò)40 ℃，軸承最高溫度不得超過(guò)70 ℃。超溫應(yīng)立即停車，并查明原因，及時(shí)排除故障。

（5）檢查進(jìn)、出料口是否有堵渣情況，如有應(yīng)及時(shí)處理。

（6）停機(jī)前應(yīng)先停止進(jìn)料，等筒體內(nèi)物料出盡后再切斷電源。

（7）停機(jī)后對(duì)設(shè)備整機(jī)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常立即處理。

（8）嚴(yán)禁在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

2 篩煤機(jī)常見(jiàn)故障

篩煤機(jī)的常見(jiàn)故障：①篩筒變形；②篩網(wǎng)破損；③托輥表面磨損或托輥軸承故障；④減速機(jī)故障；⑤電機(jī)故障；⑥小鏈輪齒面磨損；⑦大鏈輪齒面磨損；⑧雙排鏈條磨損；⑨地腳松動(dòng)。

2.1 篩煤機(jī)故障診斷實(shí)例

2.1.1 故障現(xiàn)象

2021 年1 月2 日23 時(shí)，乙側(cè)篩煤機(jī)突然發(fā)出巨大的噪聲并伴有劇烈的振動(dòng)，整個(gè)樓板隨之發(fā)生共振，減速機(jī)振動(dòng)幅值見(jiàn)表1，振動(dòng)幅值最大達(dá)到69.2 mm/s，電流達(dá)到40 A，而正常工作時(shí)振動(dòng)最大幅值為7.5 mm/s，電流為24 A。振動(dòng)與負(fù)荷遠(yuǎn)超過(guò)正常水平。

表1 減速機(jī)振動(dòng)幅值mm/s

2.1.2 故障分析與處理

（1）篩煤機(jī)電流過(guò)大表示篩煤機(jī)的負(fù)荷過(guò)大，通常在煤比較濕的情況下，篩網(wǎng)沾滿濕煤下煤不暢會(huì)導(dǎo)致篩煤機(jī)負(fù)荷過(guò)大。冬季的煤并不濕，因此排除這種可能。另外常見(jiàn)的原因是篩煤機(jī)托輥故障，當(dāng)篩煤機(jī)托輥軸承損壞或者托輥處夾煤矸石時(shí)會(huì)導(dǎo)致篩煤機(jī)負(fù)荷增大。

（2）停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)篩煤機(jī)一個(gè)托輥不轉(zhuǎn)，該托輥由于長(zhǎng)期磨損發(fā)生故障不能轉(zhuǎn)動(dòng)，篩煤機(jī)工作時(shí)，篩筒的滾圈與4 個(gè)托輥接觸，只有3 個(gè)托輥轉(zhuǎn)動(dòng)，造成了篩筒別勁，使整個(gè)篩筒處于嚴(yán)重的動(dòng)不平衡狀態(tài)，導(dǎo)致劇烈的振動(dòng)。另外，由于該篩煤機(jī)已經(jīng)使用7 年，篩筒大鏈輪齒面磨損非常嚴(yán)重，與雙排鏈條嚙合不好，別勁故障發(fā)生時(shí)，嚙合不好的問(wèn)題更加嚴(yán)重，導(dǎo)致雙排鏈條也隨之發(fā)生大的振動(dòng)，不停地?fù)舸蜴満?，發(fā)出巨大的噪聲。

（3）更換托輥后電流正常，鏈條擊打鏈盒的聲音消失。對(duì)減速再次進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。從表2 數(shù)據(jù)可以看出，振動(dòng)幅值下降明顯但仍然很高，水平方向振動(dòng)比垂直方向振動(dòng)幅值大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)懷疑是基礎(chǔ)松動(dòng)。對(duì)減速機(jī)地腳螺栓進(jìn)行緊固，振動(dòng)并沒(méi)有降低。仔細(xì)檢查減速機(jī)地腳鋼板，發(fā)現(xiàn)鋼板出現(xiàn)一處裂紋。制作并更換新的地腳鋼板，振動(dòng)值恢復(fù)到正常狀態(tài)。

表2 更換托輥后減速機(jī)振動(dòng)幅值 mm/s

2.2 小結(jié)

篩煤機(jī)是輸煤系統(tǒng)的重要設(shè)備，一旦發(fā)生故障會(huì)導(dǎo)致整條上煤線停運(yùn)。所以平時(shí)要對(duì)篩煤機(jī)的振動(dòng)、溫度、聲音以及電流定時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題盡快查找原因及時(shí)處理，以免發(fā)生大的事故影響鍋爐的燃料供應(yīng)。

3 篩煤機(jī)改進(jìn)分析

3.1 存在的問(wèn)題

（1）目前使用的篩煤機(jī)已經(jīng)運(yùn)行7 年，達(dá)到了使用壽命，篩筒上的齒輪已經(jīng)嚴(yán)重磨損，繼續(xù)運(yùn)行會(huì)發(fā)生篩筒齒輪無(wú)法與雙排鏈條嚙合的情況，導(dǎo)致無(wú)法上煤，將會(huì)影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

此篩煤機(jī)使用的是2010 年之前的技術(shù)，技術(shù)比較陳舊。篩煤機(jī)在工況稍差的情況下就會(huì)劇烈振動(dòng)，電流增大，過(guò)大的振動(dòng)和過(guò)高的負(fù)荷都會(huì)對(duì)篩煤機(jī)各部件造成損害。

（2）篩筒上的篩網(wǎng)雖然能夠滿足出粒小于13 mm 的要求，但容易被落下的大塊煤矸石砸破。目前篩煤機(jī)的篩網(wǎng)鑲嵌在篩筒骨架內(nèi)，篩網(wǎng)損壞后無(wú)法整體更換，只能一層一層的修補(bǔ)。層層修補(bǔ)后的篩網(wǎng)（圖1）增加了篩筒的不平衡量，在篩筒旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡，造成篩筒振動(dòng)加大，篩筒的振動(dòng)通過(guò)鏈條傳遞到減速機(jī)和電機(jī)，長(zhǎng)期過(guò)大的振動(dòng)會(huì)損壞減速機(jī)和電機(jī)。因此需要將篩網(wǎng)由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)改為更粗的錳鋼條或者其他更堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)形式。

圖1 多次修補(bǔ)后的篩網(wǎng)

（3）目前的篩網(wǎng)形式，遇到濕煤時(shí)篩網(wǎng)容易粘滿煤粉發(fā)生堵煤事故，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)篩筒被煤堆滿，過(guò)大的負(fù)荷會(huì)破壞整個(gè)篩筒的圓度，而變?yōu)闄E圓的篩筒每轉(zhuǎn)一圈就會(huì)對(duì)減速機(jī)造成一次沖擊。并且篩網(wǎng)堵塞后會(huì)使落煤管發(fā)生積煤現(xiàn)象，導(dǎo)致整條上煤線停運(yùn)，影響安全生產(chǎn)。另外，發(fā)生堵煤事故（圖2）后需要大量的人力清理積煤。

圖2 堵煤事故

（4）托輥在篩煤機(jī)箱體中與落煤管的來(lái)煤接觸，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)損壞托輥的軸承壓蓋，使煤粉與石塊進(jìn)入軸承，導(dǎo)致軸承失效。

（5）托輥與滾圈緊密結(jié)合，對(duì)篩筒起支撐作用。篩筒篩分煤粉的過(guò)程中，兩條滾圈時(shí)時(shí)與4 個(gè)托輥摩擦，長(zhǎng)時(shí)間摩擦?xí)?dǎo)致托輥輪面磨損。

（6）成本方面：篩煤機(jī)每年至少需要換兩套托輥、一套篩網(wǎng)，隨著使用年限增加，雙排鏈條（圖3），大鏈輪、小鏈輪都會(huì)磨損，一旦篩筒上的大鏈輪磨損，整個(gè)篩筒都要更換，而篩筒是篩煤機(jī)最主要部件，更換一個(gè)篩筒基本上相當(dāng)于更換一臺(tái)新的篩煤機(jī)。

圖3 雙排鏈條磨損

3.2 篩煤機(jī)改造分析

目前常用的篩煤機(jī)結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：通軸式和滾軸式。

3.2.1 通軸式結(jié)構(gòu)

通軸式是指篩煤機(jī)箱體內(nèi)是一根通軸及篩分系統(tǒng)，箱體外兩端由軸承座支撐，并與減速機(jī)、電機(jī)連接的一種結(jié)構(gòu)形式。箱體內(nèi)的篩桶可以是圓柱形也可以是圓錐形（圖4），如果設(shè)計(jì)為圓柱形，則需要將整個(gè)篩煤機(jī)箱體設(shè)計(jì)成一定的角度，這樣有利于煤塊的篩分。另外，篩桶可以選擇適當(dāng)?shù)暮Y網(wǎng)空隙或者輻條的間隙來(lái)滿足篩分粒度的要求。

圖4 通軸式篩煤機(jī)結(jié)構(gòu)示意

通軸式篩煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：①振動(dòng)小。通軸式篩煤機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有主動(dòng)齒、從動(dòng)齒及鏈條，也沒(méi)有滾圈及支撐托輥，因此不會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)；②通軸式篩煤機(jī)軸承在軸承座內(nèi)不與煤粉直接接觸，并且可以隨時(shí)加入潤(rùn)滑脂，軸承不容易損壞；③由于避免了頻繁更換備件，所以能夠產(chǎn)生一定的間接經(jīng)濟(jì)效益。

通軸式篩煤機(jī)的缺點(diǎn)：①減速機(jī)、電機(jī)與篩筒軸同心，在篩煤機(jī)箱體的一側(cè)，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致整個(gè)箱體及電機(jī)、減速機(jī)的總長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，所以需要的場(chǎng)地比較大，給舊篩煤機(jī)改造帶來(lái)了一定的難度；②篩網(wǎng)或者輻條的結(jié)構(gòu)形式遇到濕煤的情況下容易堵煤；③長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行篩網(wǎng)容易破損，輻條容易變形。

3.2.2 滾軸式結(jié)構(gòu)

如圖5 所示，滾軸式篩煤機(jī)由多組同向旋轉(zhuǎn)的篩軸組成，每根篩軸上安裝若干等距篩片，篩軸上的篩孔尺寸按照物料粒度要求設(shè)計(jì)。物料在滾動(dòng)過(guò)程中不斷分層，小顆粒下移，大顆粒向前滾動(dòng)，小于篩孔尺寸的小粒煤在自重和旋轉(zhuǎn)力的共同作用下落入篩孔，大于篩孔尺寸的煤塊會(huì)留在篩面上，在篩軸的旋轉(zhuǎn)作用下繼續(xù)前進(jìn)，進(jìn)入碎煤機(jī)破碎。滾軸篩煤機(jī)的清理齒緊貼篩片，對(duì)卡落在篩片縫隙間的煤塊進(jìn)行清理，保證篩分過(guò)程中的篩孔通透。

圖5 滾軸式篩煤機(jī)

滾軸式篩煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，篩分效率高。這種設(shè)備體積小、安裝簡(jiǎn)單、維修方便，本身振動(dòng)很小，且外界的振動(dòng)對(duì)其影響也極??；②每個(gè)篩軸均由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)一根篩軸磨損或者一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，并不影響整臺(tái)篩煤機(jī)的篩分工作。

滾軸式篩煤機(jī)的缺點(diǎn)：①有時(shí)出現(xiàn)卡軸甚至斷裂現(xiàn)象；②有時(shí)出粒尺寸控制不好；③篩軸磨損及電機(jī)燒壞后更換零部件成本較高。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，鍋爐機(jī)組輸煤系統(tǒng)中，通軸式與滾軸式篩煤機(jī)已經(jīng)取代落后的托輥式篩煤機(jī)，具體選擇哪種結(jié)構(gòu)形式，還需要結(jié)合實(shí)際做大量的調(diào)研工作。