ZGM123G-II型中速磨煤機(jī)振動(dòng)問(wèn)題的分析

劉思平，蔣有福

（華潤(rùn)電力海豐有限公司,廣東汕尾516699）

ZGM123G-II型中速磨煤機(jī)振動(dòng)問(wèn)題的分析

劉思平，蔣有福

（華潤(rùn)電力海豐有限公司,廣東汕尾516699）

磨煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)將會(huì)對(duì)機(jī)組設(shè)備運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。本文分析了某電廠1000MW機(jī)組ZGM123G-II型中速磨煤機(jī)頻繁發(fā)生振動(dòng)的原因，并針對(duì)該問(wèn)題提出了相應(yīng)的改造方案與預(yù)防措施。機(jī)組實(shí)施上述改造方案后磨煤機(jī)振動(dòng)得到有效控制，振動(dòng)次數(shù)明顯降低，因磨煤機(jī)振動(dòng)引起其他設(shè)備損壞及缺陷帶來(lái)的成本損失也顯著下降。

中速磨；煤種偏差；振動(dòng)

0 引言

目前國(guó)內(nèi)燃用煙煤的火力發(fā)電廠磨煤機(jī)均選用能耗較低的中速磨，依據(jù)設(shè)計(jì)煤種進(jìn)行選型，但實(shí)際燃用的煤種多變，且與設(shè)計(jì)煤種偏差較大，因中速磨對(duì)煤種的適應(yīng)性不如球磨機(jī)廣泛，當(dāng)煤種變化、與設(shè)計(jì)煤種偏差較大時(shí)會(huì)造成中速磨頻繁振動(dòng)，嚴(yán)重影響機(jī)組制粉系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，且對(duì)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境也存在較大的污染。劉培忠與谷振宇詳細(xì)論述了轉(zhuǎn)速輥式磨煤機(jī)的振動(dòng)機(jī)理[1]。朱麗華等[2]采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與有限元分析相結(jié)合的方法，研究了磨煤機(jī)的振動(dòng)特性以及相應(yīng)的減振方案。本文以某電廠ZGM123G-II型中速磨為研究對(duì)象，詳細(xì)分析了磨煤機(jī)振動(dòng)的原因以及針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題所提出的建議與預(yù)防措施。

1 機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀

華潤(rùn)海豐電廠2×1000 MW超超臨界燃煤機(jī)組磨煤機(jī)選用某公司ZGM123G-II型中速磨，液壓加載，動(dòng)態(tài)分離器，單臺(tái)爐配置6臺(tái)磨煤機(jī)（5運(yùn)1備），設(shè)計(jì)為山西晉北煙煤，校核煤種Ⅰ為內(nèi)蒙古額爾多斯煙煤，校核煤種Ⅱ?yàn)闊熋号c褐煤摻混煤種，煤質(zhì)參數(shù)見(jiàn)表1。第一臺(tái)機(jī)組于2015年3月7日投產(chǎn)。機(jī)組投產(chǎn)后鍋爐燃用煤種變化較大，當(dāng)磨煤機(jī)磨制大友、平山、同忻優(yōu)煤時(shí)磨煤機(jī)振動(dòng)大且頻繁，機(jī)組投產(chǎn)后至2015年10月份磨煤機(jī)振動(dòng)帶來(lái)以下一系列問(wèn)題：

（1）引起減速機(jī)地腳螺栓振松10多次，對(duì)輪彈性銷(xiāo)磨壞12次，減速箱噴油近10次，輥套振脫1次。如圖1所示，磨煤機(jī)出現(xiàn)減速機(jī)固定螺栓松動(dòng)、電機(jī)與減速機(jī)聯(lián)軸器橡膠套及連接螺栓損壞、輥套脫落等問(wèn)題。也會(huì)引起其他附屬系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，比如減速機(jī)上表面噴油、液壓油系統(tǒng)漏油。此外，也造成多次磨炭精環(huán)、分離器法蘭、拉桿密封箱、防爆門(mén)、油管接頭及加載油缸等發(fā)現(xiàn)泄漏。但磨煤機(jī)無(wú)在線測(cè)振裝置，不能盡快發(fā)現(xiàn)磨機(jī)振動(dòng)情況并及時(shí)調(diào)整。因此，各電廠也急需能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)磨煤機(jī)振動(dòng)特性的在線測(cè)試設(shè)備或便捷儀器，以實(shí)現(xiàn)及時(shí)預(yù)知磨煤機(jī)發(fā)生振動(dòng)，能夠及時(shí)預(yù)防與解決。

（2）石子煤量大，磨煤機(jī)機(jī)座密封為兩道軸向密封形式的碳精密封環(huán)。碳精密封環(huán)與傳動(dòng)軸頸有一定的間隙，密封效果不好，造成較多的漏風(fēng)，尤其是有時(shí)發(fā)現(xiàn)堵磨情況，部分原煤從碳精環(huán)處泄漏，造成炭精環(huán)急

劇磨損，投產(chǎn)至11月份炭精環(huán)更換40多套。

表1 煤質(zhì)資料

2 振動(dòng)原因分析

2.1 負(fù)荷變化因素

華潤(rùn)海豐電廠出線經(jīng)東莞東縱站及深圳寶安站接入南方電網(wǎng)，南方電網(wǎng)公司將百萬(wàn)機(jī)組作為調(diào)峰機(jī)組使用，負(fù)荷波動(dòng)大且頻繁，要求機(jī)組負(fù)荷按不小于2MW/min的增減負(fù)荷。這種負(fù)荷波動(dòng)下需要將磨煤機(jī)的煤量進(jìn)行快速增減，容易造成風(fēng)煤比失衡不匹配，從而引起磨煤機(jī)振動(dòng)。

2.2 運(yùn)行人員熟悉程度因素

海豐電廠為新建電廠，運(yùn)行人員對(duì)磨煤機(jī)運(yùn)行特性熟悉程度參差不齊，尚未熟練掌握磨煤機(jī)運(yùn)行規(guī)律，按廠家提供的運(yùn)行曲線調(diào)節(jié)不能滿足要求時(shí)，容易造成磨煤機(jī)振動(dòng)。2.3煤質(zhì)因素

機(jī)組投產(chǎn)后開(kāi)始燃用大友煤，該煤雖煤質(zhì)較好，但哈氏可磨性系數(shù)HGI較高，大友煤HGI約為86，偏離設(shè)計(jì)值61（校核煤種Ⅰ為55，校核煤種Ⅱ?yàn)?3）較多，屬偏軟且易磨制煤種，在運(yùn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的磨盤(pán)中，煤較難形成有一定硬度且穩(wěn)定的煤層厚度。結(jié)合磨煤機(jī)振動(dòng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)檢查及磨內(nèi)部檢查的情況可以認(rèn)定：煤種可磨系數(shù)高、偏軟、磨運(yùn)行中形成煤層薄是磨煤機(jī)頻繁振動(dòng)大的主要原因，而磨制該煤種時(shí)一次風(fēng)量偏小、加載力偏高是石子煤排放過(guò)多且含較多細(xì)顆粒原煤的主要原因。

2.4 其他因素

投產(chǎn)初期輸煤系統(tǒng)的除鐵器使用效果不佳，有部分大鐵件進(jìn)入磨煤機(jī)，也會(huì)引起磨煤機(jī)振動(dòng)。

3 解決方案及效果

3.1 解決方案

（1）加強(qiáng)運(yùn)行人員業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)培訓(xùn)，提高操盤(pán)水平，以最快的速度熟悉掌握磨煤機(jī)的運(yùn)行規(guī)律，在變負(fù)荷工況時(shí)做到及時(shí)調(diào)整，避免磨煤機(jī)振動(dòng)；

（2）運(yùn)行人員要保證磨煤機(jī)運(yùn)行期間各項(xiàng)參數(shù)的可靠。磨煤機(jī)液壓油站壓力表M2與壓力表M4的差值需在2MPa以內(nèi)，差值超過(guò)2MPa由技術(shù)支持部與拓奇公司一起檢查處理。熱一次風(fēng)母管與磨機(jī)入口差壓須控制在1kPa以內(nèi)，磨煤機(jī)密封風(fēng)與一次風(fēng)差壓不得低于1.5kPa，正常運(yùn)行時(shí)密封風(fēng)與一次風(fēng)差壓大于2kPa。機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中一次風(fēng)量、加載油壓與分離器頻率在不同給煤量條件下對(duì)應(yīng)的數(shù)值應(yīng)該滿足相應(yīng)的規(guī)律。圖2為給煤量與一次風(fēng)量的關(guān)系，由圖可知一次風(fēng)量與給煤量呈線性關(guān)系，運(yùn)行人員需根據(jù)實(shí)時(shí)給煤量調(diào)整一次風(fēng)量。運(yùn)行過(guò)程還需要協(xié)調(diào)考慮磨煤機(jī)加載油壓即加載負(fù)荷，和分離器頻率。如圖3所示，當(dāng)給煤量小于25t/h時(shí)，合理的加載油壓為4MPa；當(dāng)大于該給煤量時(shí)，加載油壓隨給煤量呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì)設(shè)定。實(shí)際加載油壓可以存在與圖中對(duì)應(yīng)加載值有一定偏置。分離器頻率直接決定了入爐煤的煤粉細(xì)度，圖4給出了分離器頻率隨給煤量的關(guān)系。當(dāng)給煤量約為55t/h時(shí)，分離器頻率反饋基本維持在55%。分離器變頻反饋運(yùn)行人員應(yīng)控制在45%～55%（轉(zhuǎn)速54～66r/min）為宜。

（3）運(yùn)行人員要在磨煤機(jī)不同的運(yùn)行階段采取不同的措施來(lái)防止振動(dòng)。磨煤機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，運(yùn)行人員須先鋪好煤，適當(dāng)調(diào)低加載壓力，保證有20～50mm的煤層，確保磨煤機(jī)啟動(dòng)初期不發(fā)生振動(dòng)。磨煤機(jī)運(yùn)行期間，一旦發(fā)生振動(dòng)較大的情況，需立即將磨輥升起來(lái)，調(diào)低加載壓力及相關(guān)參數(shù)后再降磨輥，消除振動(dòng)異常。如振動(dòng)仍不能消除，運(yùn)行人員須果斷停運(yùn)磨煤機(jī)。磨煤機(jī)停磨前，減速機(jī)空轉(zhuǎn)一段時(shí)間，將刮板室的積煤刮干凈，待停磨后由維護(hù)人員及時(shí)將石子煤斗清干凈。磨煤機(jī)磨輥、襯瓦都已有少量磨損，停磨檢修時(shí)重新標(biāo)定出煤層標(biāo)尺的零位，便于準(zhǔn)備判斷煤層厚度。磨煤機(jī)壓架導(dǎo)向板存在磨損、兩側(cè)間隙變大情況，停磨檢修時(shí)要加裝適當(dāng)?shù)膲|片，將導(dǎo)向板承力側(cè)間隙調(diào)為零，非承力側(cè)間隙調(diào)到2～3mm。

（4）減小煤質(zhì)對(duì)磨煤機(jī)振動(dòng)的影響。到港后的煤均需及時(shí)送檢，化驗(yàn)分析出各煤種的相關(guān)參數(shù)，并增加哈氏可磨系數(shù)分析。目前磨煤機(jī)出力80t時(shí)對(duì)應(yīng)加載力16MPa。根據(jù)《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范2002版》磨煤機(jī)最大加載力需根據(jù)HGI范圍來(lái)調(diào)整[3]：HGI: 50～60，對(duì)應(yīng)最大加載力為16 MPa；HGI:60～70，對(duì)應(yīng)最大加載力為15MPa；HGI:70～80，對(duì)應(yīng)最大加載力為14MPa；HGI:80～90，對(duì)應(yīng)最大加載力為13MPa。當(dāng)磨制大友煤的磨煤機(jī)，運(yùn)行人員需要將一次風(fēng)量適當(dāng)加大，加載力適當(dāng)減少，確保現(xiàn)場(chǎng)煤層尺上顯示有20～50mm的煤層。

（5）對(duì)輸煤系統(tǒng)的除鐵器進(jìn)行排查，確保均可靠投用，能將原煤中存在的鐵件清除，避免隨原煤進(jìn)入磨煤機(jī)內(nèi)造成磨煤機(jī)振動(dòng)。

3.2 改造方案及預(yù)防措施

（1）加強(qiáng)磨煤機(jī)減速機(jī)的定位及固定，在每臺(tái)磨煤機(jī)減速機(jī)底板和對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)臺(tái)板上沿對(duì)角方向鉆了2個(gè)直徑35mm的帶錐度圓孔，安裝定位銷(xiāo)，將減速機(jī)定好位，避免磨振動(dòng)后減速機(jī)移位（上海磨減速機(jī)底板都安裝有定位銷(xiāo)）。

（2）在磨煤機(jī)減速機(jī)上增加振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將信號(hào)傳至盤(pán)前，運(yùn)行人員可及時(shí)發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)振動(dòng)異常并盡快調(diào)整。

（3）原機(jī)座密封為兩道軸向密封形式的碳精密封環(huán)，安裝在機(jī)座上，對(duì)旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)軸進(jìn)行密封。碳精環(huán)直徑較大，進(jìn)行分段加工，接口處為徑向接口。當(dāng)碳精密封環(huán)或傳動(dòng)盤(pán)有磨損時(shí)只能進(jìn)行輕微補(bǔ)償。加上安裝上有一定的裝配裕度，碳精密封環(huán)與傳動(dòng)軸頸有一定的間隙，密封效果不好，造成較多的漏風(fēng)。使用新型機(jī)座密封產(chǎn)品，該新型機(jī)座密封在運(yùn)行時(shí)，動(dòng)密封槽內(nèi)炭精在補(bǔ)償彈簧的頂托下緊密貼合靜密封下部端面的自潤(rùn)滑面隨著主軸轉(zhuǎn)動(dòng)而形成密封。炭精在磨損后，通過(guò)預(yù)留的壓縮緊力，補(bǔ)償彈簧將炭精上頂，自動(dòng)補(bǔ)償磨損余量，在運(yùn)行中可免維護(hù)，改造后運(yùn)行至今穩(wěn)定。

3.3 改造效果

磨煤機(jī)振動(dòng)情況得到有效控制，振動(dòng)次數(shù)明顯降低，因振動(dòng)引起的設(shè)備損壞及缺陷顯著下降，11月至今未發(fā)生磨煤機(jī)振動(dòng)引起的設(shè)備問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

磨煤機(jī)振動(dòng)問(wèn)題與煤質(zhì)、負(fù)荷變化速率、運(yùn)行人員操盤(pán)水平以及風(fēng)煤配比、分離器轉(zhuǎn)速、磨輥液壓加載力等息息相關(guān)，經(jīng)過(guò)鍋爐專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員、運(yùn)行人員及檢修維護(hù)人員一年的摸索與努力，華潤(rùn)海豐電廠已解決磨煤機(jī)振動(dòng)問(wèn)題，機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]劉培忠，谷振宇.中速磨煤機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)理及防振對(duì)策研究[J].電力技術(shù)，2010，（11）：45-52.

[2]朱麗華，白國(guó)良，彭奕亮，等.火力發(fā)電廠中速磨煤機(jī)振動(dòng)測(cè)試與減振研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2013，34（5）: 43-51.

[3]DL/T 5000-2002，火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].

Analysis on the Vibration Problem of ZGM123G-II Medium Speed Mill

LIU Si-ping，JIANG You-fu

（China Resources Power Haifeng Co.，Ltd，Shanwei 516699，China）

The vibration of mill could result in some serious effects of related equipments for power plant during operation.This paper aims to analyze the causes for the vibration of a ZGM123G-II medium speed mill in a coal-fired power plant with capacity of 1000MW.Some corresponding suggestions were proposed for resolving this issue.The vibration of this medium speed mill was effectively controlled by adapting reasonable suggestions.In addition,the vibration number was markedly declined and the cost of equipment damage that caused by vibration was also decreased.

medium speed mill；ZGM123G-II；vibration

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.04.010

TK223.25

B

2095-3429（2016）04-0042-04

2016-04-18

修回日期：2016-07-08

劉思平（1978-），男，廣東汕尾人，本科，助理工程師，主要從事電廠鍋爐、除塵設(shè)備及脫硫等裝置運(yùn)行檢修工作。