HP1003磨煤機磨輥裝置的改進

（浙江大唐烏沙山發電有限責任公司，浙江寧波315722）

HP1003磨煤機磨輥裝置的改進

王一，趙學峰，遠巖靈，馬黎紅

（浙江大唐烏沙山發電有限責任公司，浙江寧波315722）

通過對HP1003型中速磨煤機運行情況的分析，針對磨煤機運行使用過程中存在的磨輥裝置軸承箱易漏入煤粉的問題，采用加裝密封風的方法進行改進，不僅大大提高了磨煤機運行的安全可靠性，減少了磨煤機日常維護的工作量，而且降低了檢修維護費用。

磨煤機；磨輥；密封風；強度校核

烏沙山發電廠根據磨煤機的設計參數、運行情況和磨損程度，以及煤質、單臺磨煤機的累積運行小時數、磨煤機利用率、檢修質量等諸多因素，制定磨煤機的大修周期為2年。從實際運行和日常維護的情況來看，磨煤機磨輥裝置軸承箱進粉、密封裝置損壞是影響磨煤機安全、可靠、經濟運行的主要問題之一。通過對1，2號機組12臺磨煤機進行磨輥裝置加裝密封風的改進，證明可大大提高磨煤機運行的可靠性，降低設備的維護費用。

1 磨煤機設備概況

采用中速磨煤機冷一次風機正壓直吹式制粉系統，每臺鍋爐配6臺中速磨煤機，每臺磨煤機帶鍋爐的1層燃燒器，磨煤機運行參數見表1。以神府東勝煤作為設計煤種，以大同塔山煤作為校核煤種，可磨系數（HGI）為55，設計煤種煤粉細度R90=18%，煤粉水分為4.5%，入磨煤粒度小于35 mm。

磨煤機設備的工作環境差，磨輥周圍充滿煤粉顆粒，原設計密封風壓較低且密封方式不當，加之磨輥裝置檢修的質量問題，導致磨輥裝置軸承箱易進粉，致使潤滑油質變差，磨煤機振動增大，磨輥的振動又加快了密封圈進一步損壞，大多磨輥裝置骨架油封的使用壽命達不到22 000 h的設計要求，如此產生惡性循環，最終出現磨輥軸承損壞、磨輥停轉的事故。而更換磨輥需使磨煤機強制退出運行且檢修時間較長，降低了機組運行的安全可靠性。磨輥軸承價格也較為昂貴，占用了大量檢修維護費用，磨煤機的振動還有可能對減速機等其他部件造成損傷。

表1 HP1003磨煤機運行參數

2 磨輥裝置密封損壞原因分析

2.1 骨架油封的質量及安裝工藝

磨煤機磨輥頭與磨輥軸的密封為機械式密封，密封面為嵌入磨輥座蓋內的3層骨架油封（1層油封、2層灰封）和與磨輥軸緊力配合的耐磨套。磨煤機運行時磨輥頭的不停轉動和軸承竄動都會造成骨架油封磨損，按設計要求應定期對磨輥裝置骨架油封進行更換。

更換骨架油封時須用清潔的潤滑脂涂遍骨架油封，用手指挑一點潤滑脂，沿著灰封唇和油封唇涂抹一圈，必須確保雙唇間填滿潤滑脂。由于油封尺寸精確，如不這樣操作，油封會吸在軸面上，無法往前推進到正常位置，同時會損傷油封唇。盡可能使油封與轉軸保持同心，使油封平面與軸表面保持90°交角，油封疊裝時，在已安裝好的油封間填滿潤滑脂后再安裝下一個油封。由于骨架油封本身的質量，以及安裝工藝質量方面的原因會導致油封使用壽命縮短。

2.2 煤粉顆粒混入加劇密封磨損

磨煤機是通過磨輥與磨盤不停碾磨，再由分離器的篩選制出合適細度的煤粉，由一次風帶入爐膛燃燒。在碾磨過程中，磨輥頭不停旋轉造成油封與磨輥軸耐磨套磨損；磨煤機原有的密封風在磨輥裝置外部，密封風在將煤粉吹走的同時，有可能將煤粉吹到密封圈內。這些細小堅硬的煤粉一旦滲入磨輥裝置的密封面更加劇了油封和耐磨套的磨損，以致油封損壞、磨輥軸承箱進粉油質變差，甚至損壞磨輥軸承、磨輥停轉。

3 磨輥密封裝置改進

3.1 磨輥密封裝置改進方案

結合磨煤機大修，對1，2號機組12臺磨煤機進行了加裝磨輥密封風的改進。在磨輥軸端面加油孔上方沿軸向鉆一個Φ10 mm的小孔，并從骨架油封的油封和灰封（約有30 mm的寬度）中間的位置徑向垂直引出（見圖1），同時打穿耐磨套，使壓縮空氣可進入油封和灰封中間形成高壓風環。

磨輥頭為全封閉結構，因而壓縮空氣只會從油封和耐磨套的縫隙向磨輥裝置外噴出，對磨輥軸承箱潤滑油和軸承均無影響，且壓力遠大于一次風和原有密封風壓力（壓差大于30 kPa），可有效防止煤粉等顆粒進入磨輥軸承箱。

圖1 磨煤機磨輥軸改進示意

3.2 磨輥軸打孔的強度校核

在磨輥軸密封圈安裝處到軸中心線打一個5～10 mm通孔，會使構件截面變化出現應力集中，使構件的持久極限降低，對磨輥打孔的強度校核可證明磨輥軸改造后能否滿足磨輥正常運轉的要求。為安全、方便計算，采用校核軸進行試驗，該校核軸軸徑（Φ159 mm）為原磨輥軸直徑的一半（打孔后的磨輥軸截面積大于校核軸截面積，所以強度也大于校核軸），若校核軸強度滿足要求，則可推論證明磨輥軸改造也可以滿足磨輥正常運轉的強度要求。

根據表2參數，經計算得到：

校核軸的扭轉應力為：τmax=-τmin=4.16 MPa＜[τ]=30～40 MPa

靜態所受最大軸力為：σ1≈3.9 MPa

彈簧加載外加應力為：σ2≈9.0 MPa

經計算結果判斷，校核軸工作狀態下所受各應力均小于其本身材料（45號鋼）的許用應力，所以可推論證明磨輥軸改進后能滿足磨輥正常運轉的強度要求。

表2 校核軸參數

3.3 密封風管路安裝

磨輥密封風為儀用壓縮空氣，各磨煤機的磨輥密封風從各自出口氣動門控制柜的氣源管引出，用氣量對壓縮空氣系統的影響可忽略不計，引出的壓縮空氣母管設置手動總門，后連接1個壓力自動調節閥（見圖2），整定后壓力值為0.05 MPa。在定期對磨輥油質進行檢查時，若發現潤滑油含有煤粉可通過此閥適當調高密封風壓力。為方便安裝及檢修，從氣源母管出來連接到磨輥軸端面上的各支路管采用金屬蛇皮軟管，管路分別從每個磨輥的耳軸處引入，所有接頭均采用螺紋連接形式，加裝的材料見表3。

圖2 氣源管路系統

表3 單臺磨煤機加裝磨輥密封風材料表

3.4 安全經濟性評價

磨煤機是火力發電廠重要的輔機設備之一，一旦發生故障致使設備退出，會影響機組出力。更換磨輥是磨煤機檢修維護中較為繁重的工作之一，更換1個磨輥至少需要5個工人工作20 h，作業過程中還涉及到大量起重工作，有相當大的難度和危險性，且設備退出時間較長。通過對磨輥密封風的改進，1，2號機組12臺磨煤機運行情況穩定，沒有出現需要提前更換磨輥的情況，提高了鍋爐輔機設備的可靠性，減輕了檢修人員的勞動強度。

磨煤機磨輥裝置檢修成本相當高，HP1003型中速磨煤機磨輥裝置骨架油封約6 000元/套，耐磨套約3 000元/個，磨輥軸承約50 000元/套，磨輥裝置的檢修人工費為9 000元/套。根據烏沙山發電廠磨煤機檢修維護情況，4臺機組每年至少更換磨輥裝置12套，1年因磨輥密封裝置損壞而檢修、更換備件的費用約為45萬元。而磨輥裝置加裝密封風改進每臺爐的材料、人工費僅為4萬元，經濟效益顯著。

4 結語

對12臺磨煤機進行的磨輥裝置加裝密封風改進后，磨煤機運行情況良好、振動正常，對各個磨輥軸承箱的油質油位檢查情況良好，未發生因磨輥裝置密封損壞引起的缺陷，大大減輕了檢修維護人員的勞動強度，降低了磨煤機設備的維護費用。由此可見磨輥裝置通入密封風是提高磨煤機設備安全經濟性的一種簡單便捷、行之有效的方法。

[1]機械工程師手冊編委會.機械工程師手冊[M].北京：機械工業出版社，2000.

（本文編輯：陸瑩）

Transformation of Grinding Roll for HP1003 Coal Mill

WANG Yi，ZHAO Xue-feng，YUAN Yan-ling，MA Li-hong
（Zhejiang Datang Wushashan Power Generation Co.，Ltd，Ningbo Zhejiang 315722，China）

Through the analysis on the actual operation situation of HP1003 medium-speed mill，the method of installing seal air is adopted for improvement to deal with the problem of the pulverized coal easily leaking into the bearing box of grinding roller when the coal mill is in operation.It not only improves the safety and reliability of mill operation greatly，reduces the workload of routine maintenance of the mill but also lowers the repair and maintenance costs.

coal mill；grinding roller；seal air；strength check

TK223.25

：B

：1007-1881（2012）09-0082-03

2012-01-18

王一（1986-），男，遼寧撫順人，助理工程師，從事發電廠鍋爐設備管理與維護工作。