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中速輥式磨煤機振動大的原因分析及消除措施
磨煤機是將煤塊破碎并磨成煤粉的機械，它是煤粉爐的重要輔助設(shè)備。有立式磨粉機、高壓懸輥磨、中速微粉磨、超壓梯形磨、雷蒙磨等型號。
摘要：中速輥式磨煤機出現(xiàn)振動的情況較為常見，對煤化工磨煤系統(tǒng)的安全運行產(chǎn)生負面影響，也會增加運行成本，應(yīng)該從設(shè)計、安裝、運行、給煤等方面展開分析，尋找問題出現(xiàn)的原因，采取相應(yīng)措施予以解決。分析ZGM133N型中速輥式磨煤機運行原理，研究磨煤機出現(xiàn)振動問題的原因，最后提出應(yīng)對磨煤機振動問題的建議。
關(guān)鍵詞：中速輥式磨煤機 原因分析 振動
磨煤機在煤化工磨煤系統(tǒng)運行中發(fā)揮著重要的作用，經(jīng)常出現(xiàn)振動情況，在降低出力的同時，也會削弱其耐久性，甚至對煤化工裝置的生產(chǎn)負荷形成阻礙。當(dāng)前，大部分煤化工磨煤系統(tǒng)及煤化工廠使用中速輥式磨煤機，其振動問題影響面較廣，展開研究現(xiàn)實意義重大。本文針對ZGM133N型號的磨煤機進行研究，分析其出現(xiàn)振動的原因，并尋找相應(yīng)對策。
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一、ZGM133N中速輥式磨煤機工作原理
ZGM133N磨煤機屬于中速輥盤式磨煤機，這種磨煤機的碾磨部分是由三個磨輥和轉(zhuǎn)動磨環(huán)共同組成，其中，磨輥沿著磨環(huán)滾動，且進行自轉(zhuǎn)。將洗精煤通過磨煤機中央落煤管落入碾磨部件之間，經(jīng)碾磨部件轉(zhuǎn)動，并借助離心力將洗精煤運送到碾磨輥道上，通過磨輥進行碾磨。碾磨力均勻作用至三個磨輥上，這個力經(jīng)磨環(huán)、磨輥、壓架、拉桿、傳動盤、減速機、液壓缸后通過底板傳至基礎(chǔ)(見圖1_1)。
圖1_1 磨煤機加載傳遞系統(tǒng)“受力狀態(tài)圖”
碾磨成的煤粉被拋至風(fēng)環(huán)處，熱風(fēng)以一定速度通過風(fēng)環(huán)進入干燥空間，對煤粉干燥處理，并將處理好的煤粉送入碾磨區(qū)上部分的旋轉(zhuǎn)分離器當(dāng)中進行分離。經(jīng)過分離，將不合格的粗粉進行返回重磨。而合格的煤粉通過干燥處理后帶出磨外，在煤當(dāng)中夾帶的雜物(如石塊、金屬塊、黃鐵礦塊等)全部拋至風(fēng)環(huán)處，經(jīng)風(fēng)環(huán)刮板處刮落到雜物箱當(dāng)中，定期人工排出。(見圖1_2)
圖1_2 磨煤機“沸騰區(qū)”示意圖
二、磨煤機出現(xiàn)振動的原因
1、設(shè)計因素
磨煤機設(shè)計過程中缺乏科學(xué)性考慮，對熱態(tài)形變問題在設(shè)計時欠缺考慮，導(dǎo)致磨煤機在運轉(zhuǎn)的過程中出現(xiàn)一定程度的形變問題。同時，設(shè)計人員也沒有對箱體承重方面考慮周全，機座和機殼剛度方面也欠缺考量，讓箱體的承重難以符合實際需求，設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中容易出現(xiàn)過大幅度的形變。以上情況導(dǎo)致的形變一旦在設(shè)備實際運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)，就會使原本的位置出現(xiàn)偏差，進而導(dǎo)致三腳架的中間部位也出現(xiàn)偏離，造成振動情況的發(fā)生。
2、制造因素
在進行中速輥式磨煤機的生產(chǎn)制造過程中，存在機殼焊接變形問題。變形嚴重的導(dǎo)致機座不平，機座底部受力不均，鑄造的磨盤襯板過于粗糙，安裝后容易出現(xiàn)波浪式弧面，磨盤轉(zhuǎn)動運行中導(dǎo)致磨煤機整體出現(xiàn)上下波浪式振動;磨盤、傳動盤和襯板鑄造的不夠規(guī)則和均勻，造成轉(zhuǎn)動時出現(xiàn)無法平衡的離心式運動，造成整機振動;磨輥的輪輥外緣為非機械加工制造，導(dǎo)致出現(xiàn)直徑偏差超出標(biāo)準(zhǔn)，輪輥橢圓度過大，運行過程中三角架與磨輥受加載力作用出現(xiàn)較大的振動。
3、安裝因素
在機座和機殼安裝找正時，中心偏差過大，機殼、機座的水平偏差較大，使機殼、機座中心與減速機回轉(zhuǎn)中心的偏差較大，導(dǎo)致運行不平穩(wěn)。
三角架及三個磨輥的中心沒有找正，導(dǎo)向板工作面不能同時接觸，造成中心偏差，致使運行中的三個磨輥工作面偏離固定位置，不沿磨盤滾道方向轉(zhuǎn)動，在嚴重磨損磨盤襯瓦上沿的同時引發(fā)振動。
減速機與電動機聯(lián)軸器找正不準(zhǔn)確，減速機軸中心和電動機軸中心偏差較大，使減速機不能正常運行而產(chǎn)生過大的振動。
磨機內(nèi)部各部分連接螺栓、地腳螺栓擰緊力矩不夠，造成運行過程中螺栓松動，出現(xiàn)磨煤機振動。
4、運行因素
4.1風(fēng)煤比失調(diào)
磨煤機在運行過程中，由于煤化工裝置總生產(chǎn)負荷波動，導(dǎo)致磨煤系統(tǒng)經(jīng)常調(diào)整磨煤機的制粉量。要保證冷風(fēng)、熱風(fēng)和煤的比例之間的相互協(xié)調(diào)，根據(jù)磨煤系統(tǒng)的給煤量進行適時的調(diào)整。但是在磨煤機的實際運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)風(fēng)煤比失調(diào)情況，當(dāng)磨煤機給煤量一定時，一次風(fēng)量過小，不能將煤粉及時的從磨機里帶走，隨著給煤的不斷積累，磨煤機內(nèi)堆積的煤粉越來越多;一次風(fēng)量過大時，使得磨機內(nèi)的煤粉越來越少，最后磨輥上下跳動幅度較大，一定程度時產(chǎn)生較大的振動，影響正常生產(chǎn)。
4.2碾磨件之間有異物，造成碾磨件磨損
在整個磨煤機的設(shè)計過程中，碾磨件是整個機器的重要組成部分，更是磨煤機運行的基本部件。由于洗精煤是通過皮帶輸送機送入精煤倉內(nèi)，再提供給磨煤機。皮帶輸送機的除鐵器失靈或除鐵能力不足時，運行中有較大的鐵塊通過皮帶進磨煤機，在加載力的作用下，鐵塊不斷被碾壓造成負荷不規(guī)則變化，也增加碾磨件之間的磨損程度，甚至出現(xiàn)碾磨部件脫落，使磨煤機產(chǎn)生較大振動。
4.3導(dǎo)向板磨損或間隙過大
由于導(dǎo)向板工作面為圓弧形狀，導(dǎo)向板對磨輥的水平位置進行固定，分三處固定在機殼的切向支撐板和下壓環(huán)下。磨煤機在運行過程中，導(dǎo)向塊和導(dǎo)向板接觸部位受到頻繁沖擊和上下移動磨擦。盡管導(dǎo)向塊及導(dǎo)向板由耐磨材料制造，但由于接觸磨損的原因，限位間隙逐漸變大，致使磨輥位置有所改變，造成磨輥在運行擺動中沖擊力加大而發(fā)生振動，這種振動將會引起切向支撐后移，甚至造成磨輥傾倒，最終促使磨輥運動軌跡的改變，磨煤機振動增大。
4.4加載系統(tǒng)故障
加載系統(tǒng)是中速輥式磨煤機的重要工作系統(tǒng)，加載系統(tǒng)是磨煤機液壓系統(tǒng)重要組成部分。加載系統(tǒng)主要由電機、雙聯(lián)齒輪泵、比例溢流閥、單向節(jié)流閥、安全閥塊、油缸組件、蓄能器、冷卻器、回油過濾器及壓力變送器等組成。
磨煤系統(tǒng)正常運行中加載力出現(xiàn)故障時，加載力壓力波動較大時，使得磨煤機出力變化較大，煤層厚度太薄或太厚，磨輥上下跳動幅度過大，均能引起磨機振動。
4.5磨機給煤量波動大
磨煤機在運行過程中給煤量需要處于平穩(wěn)狀態(tài)，否則就會造成磨煤機振動，內(nèi)部出現(xiàn)堵塞的情況，電機電流開始出現(xiàn)異常，與此同時設(shè)備的出力狀況呈現(xiàn)出不規(guī)則的現(xiàn)象。煤化工企業(yè)磨煤系統(tǒng)使用洗精煤，其中蘊含的水分較多，經(jīng)常會因水分過多導(dǎo)致磨煤機進料溜管洗精煤掛壁嚴重或煤塊大堵料，使得磨煤機正常運行時突然斷料，磨煤機內(nèi)煤層太薄，磨煤機振動較大。但也會因為進磨煤機上游設(shè)備稱重給煤機故障，使磨煤機進料量突然增大，磨煤機碾磨能力未進行及時調(diào)整， 磨煤機內(nèi)的煤層厚度增加，使磨煤機出現(xiàn)喘振。
三、磨煤機振動問題改進建議
1、設(shè)計應(yīng)符合科學(xué)理念
為了適應(yīng)熱態(tài)情況下機殼不規(guī)則的變形，應(yīng)適當(dāng)增加機殼的厚度，并在導(dǎo)向板箱體增加加固筋板。同時，在剛度與強度方面強化機殼與機座，降低因設(shè)計原因造成的振動發(fā)生幾率。將支撐墊板安裝在三角架與機殼之間，提升三角架的標(biāo)高。架高磨輥，使之與磨盤兩者間存在間隙，這樣即便出現(xiàn)斷煤現(xiàn)象，磨輥與磨盤中還存在煤層鋪墊，能夠降低兩者間的剛性接觸，從而減少振動情況出現(xiàn)。
2、制造改進措施
在進行機座與機殼的制造時，采用防變形的焊接工藝和施工工藝，在滿足設(shè)計要求的同時保證焊接件不發(fā)生變形。焊接完成后盡快將結(jié)構(gòu)應(yīng)力與焊接應(yīng)力進行消除，提升磨煤機整體制造精度。對制造過程中的精度要求進行控制，保證控制直徑偏差在5mm以內(nèi)，控制橢圓度在3mm以內(nèi)。只有進度符合設(shè)計要求，才能保證設(shè)備運行正常。
3、合理安裝
安裝之前要對圖紙內(nèi)容進行全面了解，通讀使用說明書，使用時要嚴格按照說明書的內(nèi)容進行，做好技術(shù)交底工作，培養(yǎng)操作人員的責(zé)任意識，嚴格對機座和機殼進行調(diào)整，確保其水平狀態(tài)精準(zhǔn)，記錄安裝信息，質(zhì)檢人員要做好質(zhì)量控制工作，保證安裝質(zhì)量。
對機座和機殼進行合理調(diào)整。找到機座的垂直中心軸線，在其上添加兩個吊墜，和減速機垂直方向的中心軸線處于對正狀態(tài)。使用精密的測量設(shè)備測出其標(biāo)高和水平偏離程度，讓偏差程度小于2mm，確定機殼和機座的正中位置，此過程需要在拉鋼絲法的輔助下得以實現(xiàn)，吊墜的線需從鋼絲的交叉點經(jīng)過，和減速設(shè)備的輸出法蘭正中位置相對，偏離差距小于2mm。在完成上述工作中，讓地腳螺栓處于穩(wěn)固狀態(tài)。在安置減速機前，對其底面和臺板進行處理，讓臺板處于平整狀態(tài)，找準(zhǔn)減速機的中心位置，確保緊固螺栓結(jié)合面處緊密狀態(tài)，才可開始工作，隨后使用專業(yè)測量設(shè)備對其輸出法蘭進行測定，保證其處于水平狀態(tài)，每個方向的水平偏離程度都要小于0.2mm。
4、風(fēng)煤比失調(diào)
磨煤機的給煤量和一次風(fēng)量可根據(jù)一次風(fēng)與煤粉出力變化曲線操作(見圖1_3)。
圖1_3 磨煤機“標(biāo)準(zhǔn)空氣曲線”
建立正確的給煤量和一次風(fēng)量比率是很重要的，如果標(biāo)定的一次風(fēng)量、給煤量不準(zhǔn)，不但影響負荷調(diào)節(jié)，而且影響磨煤機運行。在磨煤機運行人員調(diào)節(jié)磨煤機出力時，應(yīng)做到增加磨煤機出力時，先加風(fēng)量，后加煤量。降低磨煤機出力時，先減煤量，后減風(fēng)量，以防止一次風(fēng)量調(diào)節(jié)過快或風(fēng)量過小造成磨煤機煤層厚度變化較大，使磨煤機振動。
5、碾磨件之間有異物，造成碾磨件磨損處理
在磨煤機運行上煤時，要求上游操作人員經(jīng)常檢查除鐵器的運行情況，并及時清理除鐵器上的鐵塊，避免其進入磨煤機。磨煤機運行出現(xiàn)振動時，對磨煤機排渣箱進行多次排渣檢查，看是否有異物或磨煤機內(nèi)部部件脫落。磨煤機每運行1000小時，磨煤機停機應(yīng)對碾磨件磨損情況進行檢查。磨輥耐磨件是高鉻鑄鐵制造，對溫度的急劇變化十分敏感，因此絕不能在磨機剛停下來，為盡快開始維修作業(yè)而用水或壓縮空氣來冷卻磨輥。
6、導(dǎo)向板磨損或間隙過大處理
經(jīng)常檢查導(dǎo)向裝置(導(dǎo)向塊及導(dǎo)向板)的磨損和間隙，并保證壓架的垂向靈活運動。在磨煤機運行過程中，隨著時間的增加，即可與壓架上的導(dǎo)向塊和導(dǎo)向板間隙都會逐漸增加，從而引起磨煤機的不穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。所以，在對磨煤機進行內(nèi)部檢查時，需要對間隙進行檢查和測量，并做好記錄。如果間隙大于8mm，就需要增加墊片完成調(diào)整，使間隙保持原始狀態(tài)，墊片結(jié)構(gòu)可以設(shè)計成上面或者側(cè)面插入形式。如果導(dǎo)向板與導(dǎo)向塊出現(xiàn)明顯的階梯型磨損，將會對壓架的自由運動造成妨礙，需要及時更換。
7、加載系統(tǒng)故障處理
經(jīng)常檢查加載系統(tǒng)的蓄能器，有無異常情況，并及時處理。檢查加載系統(tǒng)的油路，在磨煤機停止運行時，應(yīng)對磨煤機的磨輥升降和定變加載的切換進行檢查，發(fā)現(xiàn)加載油缸和電磁換向閥故障，及時清理和更換。保障3個加載油缸的加載能力同步及電磁換向閥的正常工作。
8、磨煤機給煤量波動大
經(jīng)常關(guān)注洗精煤的分析化驗報告單，發(fā)現(xiàn)洗精煤水含量大時，注意磨煤機系統(tǒng)的調(diào)整及上游溜管的檢查。并在磨煤機系統(tǒng)運行一段時間后對磨煤機上游設(shè)備稱重給煤機的皮帶稱進行校驗，避免因磨煤機給煤量波動大，磨煤機振動強烈。同時也要在磨煤機下料溜管處增加氣錘，避免因洗精煤水分大讓溜管出現(xiàn)堵料現(xiàn)象。
四、結(jié)束語
當(dāng)中速輥式磨煤機發(fā)生振動時，要全面分析問題出現(xiàn)的原因，以積極的手段改變振動狀況，讓磨煤機的運行效率達到一定水平，增加設(shè)備的耐久性，降低對電能等能源的消耗，讓整個磨煤系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)，為煤化工的健康發(fā)展做出貢獻，爭取創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。
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