MPS190型磨煤機振動、漏風、減速機加熱器問題的處理

劉會令

（國能懷安熱電有限公司，河北 張家口 076150）

0 引言

國能懷安熱電有限公司鍋爐磨煤系統使用的是沈陽重型機器有限公司制造的MPS-190型磨煤機，自機組運行以來，磨煤機一直存在振動嚴重的現象，磨輥不能沿正確的軌道運行，磨盤瓦碗邊損壞嚴重，輥套磨損嚴重。加載架斷裂，加載架限位板與中架體限位板磨損嚴重，甚至碎裂。磨煤機密封關節軸承磨損嚴重，加載拉桿磨損嚴重、斷裂，密封效果差，漏風嚴重，減速機加熱器頻繁燒毀，更換頻繁；彈性金屬塑料瓦磨損、溫度高以及損壞等問題，經過多次維修改造沒有取得太好的效果，多次學習、研究后，最近一次的改造將現有缺陷降低到最小甚至消除。

1 磨煤機震動問題

1.1 原因分析

1.1.1 磨輥張開角度

國能懷安熱電有限公司磨煤機空載時，磨輥與磨盤瓦是緊密接觸的，沒有間隙，在運行時，加載架擺動幅度大，中架體限位板與加載架限位板磨損嚴重，間隙很難控制，磨煤機磨輥與磨盤瓦之間的間隙主要利用加載與煤層厚度調整，磨輥張開角度主要靠連桿碟簧、轉動架調整，由于磨煤機運行工況惡劣，煤質多變，連桿、轉動架磨損嚴重，間隙與張開角度調整能力差，造成磨輥輥套與磨盤襯瓦的配合發生變化，無法形成理想的線接觸。長期運行磨損非常嚴重，振動加劇，同時磨盤瓦磨損嚴重，瓦邊損壞，影響出力，也會造成磨損。

1.1.2 進風量

磨煤機內煤與加載力、一次風量共同影響了磨煤機煤層厚度，MSP190型磨煤機采用的是液壓定加載，煤層的薄厚影響磨輥的運動規律，當煤層太薄和太厚時都會產生沖擊振動。進風量小，研磨的煤粉不能及時被有效地吹走，造成煤粉堆積，煤層變厚，磨重率增加，磨輥運行角度異常，磨煤機負荷變重。當進風量過大，流速提高，煤粉被吹走，雖然降低磨重率，單煤粉細度減小，阻力增加，壓實層的彈性增加，磨煤機的效率低，煤粉顆粒大[1]。

1.2 處理方案

1.2.1 制作墊片

考慮以上問題，必須解決的是，較少加載架的擺動幅度，調整磨輥與磨盤瓦的間隙，規范磨輥運行時的張開角度。制作墊片，調整磨輥與磨盤瓦間隙妥善解決以上一些問題，增加加載架限位墊片（圖1）和加載碟簧限位墊片（圖2），使磨輥與磨盤瓦留有一定的間隙，磨輥沿固定軌道在磨盤瓦內運行。2種墊片分3種類型（δ10 mm、δ20 mm、δ30 mm），便于改造時調整間隙。利用液壓油站，將加載架升起，靜止時調整到合適的高度，以合適的間隙確定墊片的數量。用δ40 mm鋼板在中架體上焊接支撐，限位墊片用螺栓在焊接牢固的支撐上面固定。加載架限位墊片任意種組合，輥套磨損嚴重，磨煤機出力受到影響時，可以去掉部分墊片，達到合適的間隙，保證出力；連桿碟簧限位墊片根據磨輥張開角度的需要，加在轉動架上面或下面，要使張開角度變大，轉動架上面多加限位墊片比較好；要使張開角度變小，轉動架下面多加限位墊片比較好。磨盤瓦與磨輥間隙調整到20 mm～30 mm，要達到理想的處理效果，具體數值依靠經驗積累，太小不能解決振動問題，太大影響設備出力。

圖1 加載架限位墊片示意圖

圖2 碟簧限位墊片示意圖

1.2.2 調節入口風量

調整加載力為10 MPa左右，并通過風煤比調整進煤量，風煤比控制為1.4～1.8.一次風速根據運行情況設置在合適的范圍內。

1.3 處理后效果

振動消除，電機電耗降低，拉桿擺動幅度、上下移動幅度變小，漏風降低，液壓缸漏油次數大大降低 ，磨輥堆焊次數減少，中架體限位板磨損大大減輕，磨盤瓦碗邊保持完好，減速機運行平穩，現場噪聲降低，以極少的代價帶來的較好的效果。通過10 t、15 t、20 t、30 t給煤量等試驗，磨煤機的出力不受影響，矸石排量正常，自2014年改造以來，設備的穩定性、可靠性得到了明顯的改善，得到公司領導及運行人員的肯定。

2 漏風、漏灰問題

2.1 原因分析

2.1.1 磨煤機基座（下架體）密封泄漏

MPS190型磨煤機基座密封間隙增大，一次風夾雜灰塵泄漏，造成基座部位環境溫度升高，嚴重影響了基座下部的設備壽命和運行安全。環境溫度升高縮短了高壓橡膠油管的使用壽命，造成液壓油泄露。由于漏風嚴重，因此減速機輸出法蘭溫度升高，上箱體油溫升高，造成彈性金屬塑料瓦溫度高，減速機的運行安全受到威脅。隨著熱風系統的泄露，灰塵極易附著在液壓油缸或者是液動換向閥的輸出桿上，往復運動的輸出桿將灰塵帶入缸體內，造成缸體磨損，進入液壓系統的灰塵造成加載系統故障，影響設備的安全運行[2]。泄漏降低了密封風系統壓力，在磨煤機機座部位分配了較大的密封風，該部位的漏風降低了密封風母管的壓力。大量漏風時輕則造成備用密封風機自啟，當自啟失敗時可能導致該磨煤機全部停止運行，并造成停機。漏風造成密封風母管壓力降低，磨輥軸承因冷卻效果受到影響，溫度升高，甚至煤粉進入磨輥軸承，造成損壞，設備退出運行。

2.1.2 拉桿密封不嚴

拉桿上密封是關節軸承密封，關節軸承部分磨損嚴重，拉桿也出現很重磨損，磨損使得煤粉在限制內密封套內做徑向運動，外密封導套套裝當中的雜物進入密封的腔室中，不斷地損壞在拉桿內密封套外側，在設備運行時沿內密封套下密封芯，通過不斷地蔓延，導致煤粉外漏[3]由于下密封采用鋁合金密封圈，磨損后密封效果差，拉桿磨損嚴重，直徑變細，甚至斷裂，斷裂后停運設備更換，降負荷損失大。

2.1.3 熱一次風門軸漏風

熱一次風調門門軸使用的是氟橡膠密封圈，不耐高溫，造成漏風、漏灰嚴重。

2.2 處理方案

2.2.1 磨煤機基座（下架體）密封泄漏處理

利用鋁合金鑄造4塊組成中速磨煤機下架體環形外氣封密封套，用銷釘螺栓緊固在在MPS190型磨煤機旋轉基座下面，二者留有一定的間隙。下架體環形外氣封密封套設置了5組機械密封槽，其中3組裝柔性密封，它與磨煤機傳動基座接觸；另外2組密封槽與套裝在磨煤機傳動基座上的耐高溫碳晶密封環相配合；碳晶密封環套裝在中速磨煤機基座上，通過彈簧固定，設備運行時隨著磨煤機基座在密封套2組機械密封槽內旋轉；在安裝時，增加一道石墨鎳絲盤根，密封效果好。磨損下架體可以用原子灰涂抹處理，效果好， 經濟實惠。采用3道柔性密封和2道碳晶密封環所形成的動靜式懸浮迷宮密封結構，密封效果好，設備改造后能徹底消除基座部位的泄漏問題；第一次改造后能使用1 a以上，使用周期長，不需要進行密封件更換；該方案改造不需要拆除原有設備就可以實施；密封套分四段采用鋁制鑄造加工而成，重量輕且安裝檢修維護方便；檢修時只需更換碳精密封環，檢修更換方便，維護成本低廉，如圖3所示。

圖3 磨煤機基座（下架體）外氣封密封改造結構示意圖

2.2.2 MPS190型磨煤機拉桿密封問題處理

更換拉桿、關節軸承極為困難。上密封改造時，去掉關節軸承及關節軸承座，改為（如圖4所示）定制形狀，上密封可以在密封座上隨著拉桿自由上下、左右移動，上密封運動過程利用自重自動密封，密封效果好，又能很好保護拉桿不受磨損，起到四兩撥千斤的密封效果。下密封的鋁合金密封圈重新設計制作，采用氟橡膠密封圈（如圖5所示），在適當位置位置以45°角切開，中間利用不銹鋼抱箍緊固，密封座重新設計制作，單密封改為雙密封，安裝上下2個氟橡膠密封圈，密封效果好，更換方便，拉桿磨損的問題得到解決。

2.2.3 熱一次風門軸漏風處理

針對熱一次風調門門軸漏風、漏灰嚴重，采取重新設計熱一次風調門門軸密封圈和密封外套，將原門軸外套盤根壓蓋去掉，加工四孔內螺紋法蘭，中間鋸開與原門軸外套焊接，用螺栓上下固定，左右擠緊，螺栓規格盡量用12.9級高強度耐高溫螺栓，避免拆卸時斷裂。氟橡膠密封圈，不耐高溫，改為油庫防火用石棉布，加火車軸承用油脂，自制模具壓制，油脂滴點可高達300 ℃以上，這樣石棉不容易發干、變硬，起到了很好的密封效果，解決了氟橡膠不耐高溫的問題，如果有又軟、又有彈性、又耐高溫門軸的密封材料能夠替代石棉更好。設計的熱一次風調門門軸密封圈（如圖6所示 ）和密封外套外形（如圖7所示）。

圖4 拉桿上密封圈示意圖

圖5 拉桿下密封圈示意圖

圖6 熱一次風調門門軸密封圈

3 減速機加熱器問題

3.1 原因分析

MPS190型磨煤機減速機是重齒JLX37Z型，有3個6 kW電加熱器內置于減速機下箱體內，由于潤滑油流動性差 ，長時間運行后，表面結焦嚴重，造成油質惡化，焦塊進入，下箱體無法清理，不安全，甚至會進入上箱體造成彈性金屬塑料瓦磨損、溫度高、損壞，更換時放油、降負荷停運設備、需要的人力多，特別麻煩。

圖7 熱一次風門軸密封外套

3.2 處理方案

為了解決以上問題，先將2個9K電加熱棒外部以串聯方式安裝制作1個加熱器（如圖8所示），一邊用法蘭、閥門與減速機下箱體連接，一邊和原潤滑油站連接，安裝在減速機外面。運行時，將1、3、4的閥門依次打開，同時關閉2號閥門；當設備發生故障或檢修時，切斷3號和4號閥門，打開1號閥門和2號閥門，此方法可以在不停運設備的情況下維修，維修后直接投入加熱器使用且不需要放油、加油。減速機內油的流動性好，不易結焦，保證潤滑油品質，加熱效果好，保證減速機潤滑油溫為38 ℃～42 ℃，避免雜質顆粒進入下箱體，保證設備安全。

圖8 磨煤機減速機外置式加熱器示意圖

4 結語

通過以上原因分析及處理方案，MPS190型磨煤機的劇烈振動問題得到了有效的降低，磨盤瓦與磨輥間隙在規定范圍內，磨盤瓦碗邊和輥套磨損很大程度減輕。加載架目前沒有發生斷裂情況。熱一次風調門的門軸密封圈和密封外套的設計杜絕了漏風、漏粉和漏灰，從根本上改善了生產環境的污染。減速機加熱器問題的處理方案也得到了行業內的借鑒，該次改造不僅磨煤機的使用壽命得到了有效的延長，而且也降低了耗電量，從經濟角度來說是為公司創造了效益，保障了磨煤機的正常運行。