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中速輥式磨煤機振動(dòng)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振動(dòng)的情況較為常見(jiàn),對煤化工磨煤系統的安全運行產(chǎn)生負面影響,也會(huì )增加運行成本,應該從設計、安裝、運行、給煤等方面展開(kāi)分析,尋找問(wèn)題出現的原因,采取相應措施予以解決。分析ZGM133N型中速輥式磨煤機運行原理,研究磨煤機出現振動(dòng)問(wèn)題的原因,最后提出應對磨煤機振動(dòng)問(wèn)題的建議。
關(guān)鍵詞:中速輥式磨煤機 原因分析 振動(dòng)
磨煤機在煤化工磨煤系統運行中發(fā)揮著(zhù)重要的作用,經(jīng)常出現振動(dòng)情況,在降低出力的同時(shí),也會(huì )削弱其耐久性,甚至對煤化工裝置的生產(chǎn)負荷形成阻礙。當前,大部分煤化工磨煤系統及煤化工廠(chǎng)使用中速輥式磨煤機,其振動(dòng)問(wèn)題影響面較廣,展開(kāi)研究現實(shí)意義重大。本文針對ZGM133N型號的磨煤機進(jìn)行研究,分析其出現振動(dòng)的原因,并尋找相應對策。
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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(pán)式磨煤機,這種磨煤機的碾磨部分是由三個(gè)磨輥和轉動(dòng)磨環(huán)共同組成,其中,磨輥沿著(zhù)磨環(huán)滾動(dòng),且進(jìn)行自轉。將洗精煤通過(guò)磨煤機中央落煤管落入碾磨部件之間,經(jīng)碾磨部件轉動(dòng),并借助離心力將洗精煤運送到碾磨輥道上,通過(guò)磨輥進(jìn)行碾磨。碾磨力均勻作用至三個(gè)磨輥上,這個(gè)力經(jīng)磨環(huán)、磨輥、壓架、拉桿、傳動(dòng)盤(pán)、減速機、液壓缸后通過(guò)底板傳至基礎(見(jiàn)圖1_1)。
圖1_1 磨煤機加載傳遞系統“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(guò)風(fēng)環(huán)進(jìn)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上部分的旋轉分離器當中進(jìn)行分離。經(jīng)過(guò)分離,將不合格的粗粉進(jìn)行返回重磨。而合格的煤粉通過(guò)干燥處理后帶出磨外,在煤當中夾帶的雜物(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中,定期人工排出。(見(jiàn)圖1_2)
圖1_2 磨煤機“沸騰區”示意圖
二、磨煤機出現振動(dòng)的原因
1、設計因素
磨煤機設計過(guò)程中缺乏科學(xué)性考慮,對熱態(tài)形變問(wèn)題在設計時(shí)欠缺考慮,導致磨煤機在運轉的過(guò)程中出現一定程度的形變問(wèn)題。同時(shí),設計人員也沒(méi)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(shí)際需求,設備運轉過(guò)程中容易出現過(guò)大幅度的形變。以上情況導致的形變一旦在設備實(shí)際運轉中出現,就會(huì )使原本的位置出現偏差,進(jìn)而導致三腳架的中間部位也出現偏離,造成振動(dòng)情況的發(fā)生。
2、制造因素
在進(jìn)行中速輥式磨煤機的生產(chǎn)制造過(guò)程中,存在機殼焊接變形問(wèn)題。變形嚴重的導致機座不平,機座底部受力不均,鑄造的磨盤(pán)襯板過(guò)于粗糙,安裝后容易出現波浪式弧面,磨盤(pán)轉動(dòng)運行中導致磨煤機整體出現上下波浪式振動(dòng);磨盤(pán)、傳動(dòng)盤(pán)和襯板鑄造的不夠規則和均勻,造成轉動(dòng)時(shí)出現無(wú)法平衡的離心式運動(dòng),造成整機振動(dòng);磨輥的輪輥外緣為非機械加工制造,導致出現直徑偏差超出標準,輪輥橢圓度過(guò)大,運行過(guò)程中三角架與磨輥受加載力作用出現較大的振動(dòng)。
3、安裝因素
在機座和機殼安裝找正時(shí),中心偏差過(guò)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中心的偏差較大,導致運行不平穩。
三角架及三個(gè)磨輥的中心沒(méi)有找正,導向板工作面不能同時(shí)接觸,造成中心偏差,致使運行中的三個(gè)磨輥工作面偏離固定位置,不沿磨盤(pán)滾道方向轉動(dòng),在嚴重磨損磨盤(pán)襯瓦上沿的同時(shí)引發(fā)振動(dòng)。
減速機與電動(dòng)機聯(lián)軸器找正不準確,減速機軸中心和電動(dòng)機軸中心偏差較大,使減速機不能正常運行而產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)。
磨機內部各部分連接螺栓、地腳螺栓擰緊力矩不夠,造成運行過(guò)程中螺栓松動(dòng),出現磨煤機振動(dòng)。
4、運行因素
4.1風(fēng)煤比失調
磨煤機在運行過(guò)程中,由于煤化工裝置總生產(chǎn)負荷波動(dòng),導致磨煤系統經(jīng)常調整磨煤機的制粉量。要保證冷風(fēng)、熱風(fēng)和煤的比例之間的相互協(xié)調,根據磨煤系統的給煤量進(jìn)行適時(shí)的調整。但是在磨煤機的實(shí)際運行過(guò)程中,經(jīng)常出現風(fēng)煤比失調情況,當磨煤機給煤量一定時(shí),一次風(fēng)量過(guò)小,不能將煤粉及時(shí)的從磨機里帶走,隨著(zhù)給煤的不斷積累,磨煤機內堆積的煤粉越來(lái)越多;一次風(fēng)量過(guò)大時(shí),使得磨機內的煤粉越來(lái)越少,最后磨輥上下跳動(dòng)幅度較大,一定程度時(shí)產(chǎn)生較大的振動(dòng),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(gè)磨煤機的設計過(guò)程中,碾磨件是整個(gè)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(guò)皮帶輸送機送入精煤倉內,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(shí),運行中有較大的鐵塊通過(guò)皮帶進(jìn)磨煤機,在加載力的作用下,鐵塊不斷被碾壓造成負荷不規則變化,也增加碾磨件之間的磨損程度,甚至出現碾磨部件脫落,使磨煤機產(chǎn)生較大振動(dòng)。
4.3導向板磨損或間隙過(guò)大
由于導向板工作面為圓弧形狀,導向板對磨輥的水平位置進(jìn)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(guò)程中,導向塊和導向板接觸部位受到頻繁沖擊和上下移動(dòng)磨擦。盡管導向塊及導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(dòng)中沖擊力加大而發(fā)生振動(dòng),這種振動(dòng)將會(huì )引起切向支撐后移,甚至造成磨輥傾倒,最終促使磨輥運動(dòng)軌跡的改變,磨煤機振動(dòng)增大。
4.4加載系統故障
加載系統是中速輥式磨煤機的重要工作系統,加載系統是磨煤機液壓系統重要組成部分。加載系統主要由電機、雙聯(lián)齒輪泵、比例溢流閥、單向節流閥、安全閥塊、油缸組件、蓄能器、冷卻器、回油過(guò)濾器及壓力變送器等組成。
磨煤系統正常運行中加載力出現故障時(shí),加載力壓力波動(dòng)較大時(shí),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(dòng)幅度過(guò)大,均能引起磨機振動(dòng)。
4.5磨機給煤量波動(dòng)大
磨煤機在運行過(guò)程中給煤量需要處于平穩狀態(tài),否則就會(huì )造成磨煤機振動(dòng),內部出現堵塞的情況,電機電流開(kāi)始出現異常,與此同時(shí)設備的出力狀況呈現出不規則的現象。煤化工企業(yè)磨煤系統使用洗精煤,其中蘊含的水分較多,經(jīng)常會(huì )因水分過(guò)多導致磨煤機進(jìn)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(shí)突然斷料,磨煤機內煤層太薄,磨煤機振動(dòng)較大。但也會(huì )因為進(jìn)磨煤機上游設備稱(chēng)重給煤機故障,使磨煤機進(jìn)料量突然增大,磨煤機碾磨能力未進(jìn)行及時(shí)調整, 磨煤機內的煤層厚度增加,使磨煤機出現喘振。
三、磨煤機振動(dòng)問(wèn)題改進(jìn)建議
1、設計應符合科學(xué)理念
為了適應熱態(tài)情況下機殼不規則的變形,應適當增加機殼的厚度,并在導向板箱體增加加固筋板。同時(shí),在剛度與強度方面強化機殼與機座,降低因設計原因造成的振動(dòng)發(fā)生幾率。將支撐墊板安裝在三角架與機殼之間,提升三角架的標高。架高磨輥,使之與磨盤(pán)兩者間存在間隙,這樣即便出現斷煤現象,磨輥與磨盤(pán)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(dòng)情況出現。
2、制造改進(jìn)措施
在進(jìn)行機座與機殼的制造時(shí),采用防變形的焊接工藝和施工工藝,在滿(mǎn)足設計要求的同時(shí)保證焊接件不發(fā)生變形。焊接完成后盡快將結構應力與焊接應力進(jìn)行消除,提升磨煤機整體制造精度。對制造過(guò)程中的精度要求進(jìn)行控制,保證控制直徑偏差在5mm以?xún),控制橢圓度在3mm以?xún)。只有進(jìn)度符合設計要求,才能保證設備運行正常。
3、合理安裝
安裝之前要對圖紙內容進(jìn)行全面了解,通讀使用說(shuō)明書(shū),使用時(shí)要嚴格按照說(shuō)明書(shū)的內容進(jìn)行,做好技術(shù)交底工作,培養操作人員的責任意識,嚴格對機座和機殼進(jìn)行調整,確保其水平狀態(tài)精準,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(jìn)行合理調整。找到機座的垂直中心軸線(xiàn),在其上添加兩個(gè)吊墜,和減速機垂直方向的中心軸線(xiàn)處于對正狀態(tài)。使用精密的測量設備測出其標高和水平偏離程度,讓偏差程度小于2mm,確定機殼和機座的正中位置,此過(guò)程需要在拉鋼絲法的輔助下得以實(shí)現,吊墜的線(xiàn)需從鋼絲的交叉點(diǎn)經(jīng)過(guò),和減速設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,讓地腳螺栓處于穩固狀態(tài)。在安置減速機前,對其底面和臺板進(jìn)行處理,讓臺板處于平整狀態(tài),找準減速機的中心位置,確保緊固螺栓結合面處緊密狀態(tài),才可開(kāi)始工作,隨后使用專(zhuān)業(yè)測量設備對其輸出法蘭進(jìn)行測定,保證其處于水平狀態(tài),每個(gè)方向的水平偏離程度都要小于0.2mm。
4、風(fēng)煤比失調
磨煤機的給煤量和一次風(fēng)量可根據一次風(fēng)與煤粉出力變化曲線(xiàn)操作(見(jiàn)圖1_3)。
圖1_3 磨煤機“標準空氣曲線(xiàn)”
建立正確的給煤量和一次風(fēng)量比率是很重要的,如果標定的一次風(fēng)量、給煤量不準,不但影響負荷調節,而且影響磨煤機運行。在磨煤機運行人員調節磨煤機出力時(shí),應做到增加磨煤機出力時(shí),先加風(fēng)量,后加煤量。降低磨煤機出力時(shí),先減煤量,后減風(fēng)量,以防止一次風(fēng)量調節過(guò)快或風(fēng)量過(guò)小造成磨煤機煤層厚度變化較大,使磨煤機振動(dòng)。
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(shí),要求上游操作人員經(jīng)常檢查除鐵器的運行情況,并及時(shí)清理除鐵器上的鐵塊,避免其進(jìn)入磨煤機。磨煤機運行出現振動(dòng)時(shí),對磨煤機排渣箱進(jìn)行多次排渣檢查,看是否有異物或磨煤機內部部件脫落。磨煤機每運行1000小時(shí),磨煤機停機應對碾磨件磨損情況進(jìn)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(lái),為盡快開(kāi)始維修作業(yè)而用水或壓縮空氣來(lái)冷卻磨輥。
6、導向板磨損或間隙過(guò)大處理
經(jīng)常檢查導向裝置(導向塊及導向板)的磨損和間隙,并保證壓架的垂向靈活運動(dòng)。在磨煤機運行過(guò)程中,隨著(zhù)時(shí)間的增加,即可與壓架上的導向塊和導向板間隙都會(huì )逐漸增加,從而引起磨煤機的不穩定運轉。所以,在對磨煤機進(jìn)行內部檢查時(shí),需要對間隙進(jìn)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整,使間隙保持原始狀態(tài),墊片結構可以設計成上面或者側面插入形式。如果導向板與導向塊出現明顯的階梯型磨損,將會(huì )對壓架的自由運動(dòng)造成妨礙,需要及時(shí)更換。
7、加載系統故障處理
經(jīng)常檢查加載系統的蓄能器,有無(wú)異常情況,并及時(shí)處理。檢查加載系統的油路,在磨煤機停止運行時(shí),應對磨煤機的磨輥升降和定變加載的切換進(jìn)行檢查,發(fā)現加載油缸和電磁換向閥故障,及時(shí)清理和更換。保障3個(gè)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(dòng)大
經(jīng)常關(guān)注洗精煤的分析化驗報告單,發(fā)現洗精煤水含量大時(shí),注意磨煤機系統的調整及上游溜管的檢查。并在磨煤機系統運行一段時(shí)間后對磨煤機上游設備稱(chēng)重給煤機的皮帶稱(chēng)進(jìn)行校驗,避免因磨煤機給煤量波動(dòng)大,磨煤機振動(dòng)強烈。同時(shí)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堵料現象。
四、結束語(yǔ)
當中速輥式磨煤機發(fā)生振動(dòng)時(shí),要全面分析問(wèn)題出現的原因,以積極的手段改變振動(dòng)狀況,讓磨煤機的運行效率達到一定水平,增加設備的耐久性,降低對電能等能源的消耗,讓整個(gè)磨煤系統的運轉處于安全穩定的狀態(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。
參考文獻:
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