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中速輥式磨煤機(jī)振動(dòng)大的原因分析及消除措施
磨煤機(jī)是將煤塊破碎并磨成煤粉的機(jī)械，它是煤粉爐的重要輔助設(shè)備。有立式磨粉機(jī)、高壓懸輥磨、中速微粉磨、超壓梯形磨、雷蒙磨等型號(hào)。
摘要：中速輥式磨煤機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)的情況較為常見(jiàn)，對(duì)煤化工磨煤系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響，也會(huì)增加運(yùn)行成本，應(yīng)該從設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、給煤等方面展開(kāi)分析，尋找問(wèn)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(jī)運(yùn)行原理，研究磨煤機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題的原因，最后提出應(yīng)對(duì)磨煤機(jī)振動(dòng)問(wèn)題的建議。
關(guān)鍵詞：中速輥式磨煤機(jī) 原因分析 振動(dòng)
磨煤機(jī)在煤化工磨煤系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用，經(jīng)常出現(xiàn)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(duì)煤化工裝置的生產(chǎn)負(fù)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(jī)，其振動(dòng)問(wèn)題影響面較廣，展開(kāi)研究現(xiàn)實(shí)意義重大。本文針對(duì)ZGM133N型號(hào)的磨煤機(jī)進(jìn)行研究，分析其出現(xiàn)振動(dòng)的原因，并尋找相應(yīng)對(duì)策。
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一、ZGM133N中速輥式磨煤機(jī)工作原理
ZGM133N磨煤機(jī)屬于中速輥盤(pán)式磨煤機(jī)，這種磨煤機(jī)的碾磨部分是由三個(gè)磨輥和轉(zhuǎn)動(dòng)磨環(huán)共同組成，其中，磨輥沿著磨環(huán)滾動(dòng)，且進(jìn)行自轉(zhuǎn)。將洗精煤通過(guò)磨煤機(jī)中央落煤管落入碾磨部件之間，經(jīng)碾磨部件轉(zhuǎn)動(dòng)，并借助離心力將洗精煤運(yùn)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(jī)、液壓缸后通過(guò)底板傳至基礎(chǔ)(見(jiàn)圖1_1)。
圖1_1 磨煤機(jī)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(guò)風(fēng)環(huán)進(jìn)入干燥空間，對(duì)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(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(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(jiàn)圖1_2)
圖1_2 磨煤機(jī)“沸騰區(qū)”示意圖
二、磨煤機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)的原因
1、設(shè)計(jì)因素
磨煤機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中缺乏科學(xué)性考慮，對(duì)熱態(tài)形變問(wèn)題在設(shè)計(jì)時(shí)欠缺考慮，導(dǎo)致磨煤機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)一定程度的形變問(wèn)題。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員也沒(méi)有對(duì)箱體承重方面考慮周全，機(jī)座和機(jī)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(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)過(guò)大幅度的形變。以上情況導(dǎo)致的形變一旦在設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)，就會(huì)使原本的位置出現(xiàn)偏差，進(jìn)而導(dǎo)致三腳架的中間部位也出現(xiàn)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(jī)的生產(chǎn)制造過(guò)程中，存在機(jī)殼焊接變形問(wèn)題。變形嚴(yán)重的導(dǎo)致機(jī)座不平，機(jī)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(xiàn)波浪式弧面，磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行中導(dǎo)致磨煤機(jī)整體出現(xiàn)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(guī)則和均勻，造成轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)無(wú)法平衡的離心式運(yùn)動(dòng)，造成整機(jī)振動(dòng);磨輥的輪輥外緣為非機(jī)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(guò)大，運(yùn)行過(guò)程中三角架與磨輥受加載力作用出現(xiàn)較大的振動(dòng)。
3、安裝因素
在機(jī)座和機(jī)殼安裝找正時(shí)，中心偏差過(guò)大，機(jī)殼、機(jī)座的水平偏差較大，使機(jī)殼、機(jī)座中心與減速機(jī)回轉(zhuǎn)中心的偏差較大，導(dǎo)致運(yùn)行不平穩(wěn)。
三角架及三個(gè)磨輥的中心沒(méi)有找正，導(dǎo)向板工作面不能同時(shí)接觸，造成中心偏差，致使運(yùn)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(zhuǎn)動(dòng)，在嚴(yán)重磨損磨盤(pán)襯瓦上沿的同時(shí)引發(fā)振動(dòng)。
減速機(jī)與電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器找正不準(zhǔn)確，減速機(jī)軸中心和電動(dòng)機(jī)軸中心偏差較大，使減速機(jī)不能正常運(yùn)行而產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)。
磨機(jī)內(nèi)部各部分連接螺栓、地腳螺栓擰緊力矩不夠，造成運(yùn)行過(guò)程中螺栓松動(dòng)，出現(xiàn)磨煤機(jī)振動(dòng)。
4、運(yùn)行因素
4.1風(fēng)煤比失調(diào)
磨煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，由于煤化工裝置總生產(chǎn)負(fù)荷波動(dòng)，導(dǎo)致磨煤系統(tǒng)經(jīng)常調(diào)整磨煤機(jī)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(jìn)行適時(shí)的調(diào)整。但是在磨煤機(jī)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)風(fēng)煤比失調(diào)情況，當(dāng)磨煤機(jī)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(jī)里帶走，隨著給煤的不斷積累，磨煤機(jī)內(nèi)堆積的煤粉越來(lái)越多;一次風(fēng)量過(guò)大時(shí)，使得磨機(jī)內(nèi)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(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，碾磨件是整個(gè)機(jī)器的重要組成部分，更是磨煤機(jī)運(yùn)行的基本部件。由于洗精煤是通過(guò)皮帶輸送機(jī)送入精煤倉(cāng)內(nèi)，再提供給磨煤機(jī)。皮帶輸送機(jī)的除鐵器失靈或除鐵能力不足時(shí)，運(yùn)行中有較大的鐵塊通過(guò)皮帶進(jìn)磨煤機(jī)，在加載力的作用下，鐵塊不斷被碾壓造成負(fù)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(jī)產(chǎn)生較大振動(dòng)。
4.3導(dǎo)向板磨損或間隙過(guò)大
由于導(dǎo)向板工作面為圓弧形狀，導(dǎo)向板對(duì)磨輥的水平位置進(jìn)行固定，分三處固定在機(jī)殼的切向支撐板和下壓環(huán)下。磨煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)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(dòng)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(yùn)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(yùn)動(dòng)軌跡的改變，磨煤機(jī)振動(dòng)增大。
4.4加載系統(tǒng)故障
加載系統(tǒng)是中速輥式磨煤機(jī)的重要工作系統(tǒng)，加載系統(tǒng)是磨煤機(jī)液壓系統(tǒng)重要組成部分。加載系統(tǒng)主要由電機(jī)、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(guò)濾器及壓力變送器等組成。
磨煤系統(tǒng)正常運(yùn)行中加載力出現(xiàn)故障時(shí)，加載力壓力波動(dòng)較大時(shí)，使得磨煤機(jī)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(jī)振動(dòng)。
4.5磨機(jī)給煤量波動(dòng)大
磨煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中給煤量需要處于平穩(wěn)狀態(tài)，否則就會(huì)造成磨煤機(jī)振動(dòng)，內(nèi)部出現(xiàn)堵塞的情況，電機(jī)電流開(kāi)始出現(xiàn)異常，與此同時(shí)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(yùn)含的水分較多，經(jīng)常會(huì)因水分過(guò)多導(dǎo)致磨煤機(jī)進(jìn)料溜管洗精煤掛壁嚴(yán)重或煤塊大堵料，使得磨煤機(jī)正常運(yùn)行時(shí)突然斷料，磨煤機(jī)內(nèi)煤層太薄，磨煤機(jī)振動(dòng)較大。但也會(huì)因?yàn)檫M(jìn)磨煤機(jī)上游設(shè)備稱(chēng)重給煤機(jī)故障，使磨煤機(jī)進(jìn)料量突然增大，磨煤機(jī)碾磨能力未進(jìn)行及時(shí)調(diào)整， 磨煤機(jī)內(nèi)的煤層厚度增加，使磨煤機(jī)出現(xiàn)喘振。
三、磨煤機(jī)振動(dòng)問(wèn)題改進(jìn)建議
1、設(shè)計(jì)應(yīng)符合科學(xué)理念
為了適應(yīng)熱態(tài)情況下機(jī)殼不規(guī)則的變形，應(yīng)適當(dāng)增加機(jī)殼的厚度，并在導(dǎo)向板箱體增加加固筋板。同時(shí)，在剛度與強(qiáng)度方面強(qiáng)化機(jī)殼與機(jī)座，降低因設(shè)計(jì)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(jī)殼之間，提升三角架的標(biāo)高。架高磨輥，使之與磨盤(pán)兩者間存在間隙，這樣即便出現(xiàn)斷煤現(xiàn)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(xiàn)。
2、制造改進(jìn)措施
在進(jìn)行機(jī)座與機(jī)殼的制造時(shí)，采用防變形的焊接工藝和施工工藝，在滿足設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)應(yīng)力與焊接應(yīng)力進(jìn)行消除，提升磨煤機(jī)整體制造精度。對(duì)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)?nèi)，控制橢圓度在3mm以?xún)?nèi)。只有進(jìn)度符合設(shè)計(jì)要求，才能保證設(shè)備運(yùn)行正常。
3、合理安裝
安裝之前要對(duì)圖紙內(nèi)容進(jìn)行全面了解，通讀使用說(shuō)明書(shū)，使用時(shí)要嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容進(jìn)行，做好技術(shù)交底工作，培養(yǎng)操作人員的責(zé)任意識(shí)，嚴(yán)格對(duì)機(jī)座和機(jī)殼進(jìn)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(duì)機(jī)座和機(jī)殼進(jìn)行合理調(diào)整。找到機(jī)座的垂直中心軸線，在其上添加兩個(gè)吊墜，和減速機(jī)垂直方向的中心軸線處于對(duì)正狀態(tài)。使用精密的測(cè)量設(shè)備測(cè)出其標(biāo)高和水平偏離程度，讓偏差程度小于2mm，確定機(jī)殼和機(jī)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(xiàn)，吊墜的線需從鋼絲的交叉點(diǎn)經(jīng)過(guò)，和減速設(shè)備的輸出法蘭正中位置相對(duì)，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(jī)前，對(duì)其底面和臺(tái)板進(jìn)行處理，讓臺(tái)板處于平整狀態(tài)，找準(zhǔn)減速機(jī)的中心位置，確保緊固螺栓結(jié)合面處緊密狀態(tài)，才可開(kāi)始工作，隨后使用專(zhuān)業(yè)測(cè)量設(shè)備對(duì)其輸出法蘭進(jìn)行測(cè)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(diào)
磨煤機(jī)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(jiàn)圖1_3)。
圖1_3 磨煤機(jī)“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(fù)荷調(diào)節(jié)，而且影響磨煤機(jī)運(yùn)行。在磨煤機(jī)運(yùn)行人員調(diào)節(jié)磨煤機(jī)出力時(shí)，應(yīng)做到增加磨煤機(jī)出力時(shí)，先加風(fēng)量，后加煤量。降低磨煤機(jī)出力時(shí)，先減煤量，后減風(fēng)量，以防止一次風(fēng)量調(diào)節(jié)過(guò)快或風(fēng)量過(guò)小造成磨煤機(jī)煤層厚度變化較大，使磨煤機(jī)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(jī)運(yùn)行上煤時(shí)，要求上游操作人員經(jīng)常檢查除鐵器的運(yùn)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(jī)。磨煤機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)振動(dòng)時(shí)，對(duì)磨煤機(jī)排渣箱進(jìn)行多次排渣檢查，看是否有異物或磨煤機(jī)內(nèi)部部件脫落。磨煤機(jī)每運(yùn)行1000小時(shí)，磨煤機(jī)停機(jī)應(yīng)對(duì)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(duì)溫度的急劇變化十分敏感，因此絕不能在磨機(jī)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(dǎo)向板磨損或間隙過(guò)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(yùn)動(dòng)。在磨煤機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，隨著時(shí)間的增加，即可與壓架上的導(dǎo)向塊和導(dǎo)向板間隙都會(huì)逐漸增加，從而引起磨煤機(jī)的不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，在對(duì)磨煤機(jī)進(jìn)行內(nèi)部檢查時(shí)，需要對(duì)間隙進(jìn)行檢查和測(cè)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(jì)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(huì)對(duì)壓架的自由運(yùn)動(dòng)造成妨礙，需要及時(shí)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(wú)異常情況，并及時(shí)處理。檢查加載系統(tǒng)的油路，在磨煤機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，應(yīng)對(duì)磨煤機(jī)的磨輥升降和定變加載的切換進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)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(jī)給煤量波動(dòng)大
經(jīng)常關(guān)注洗精煤的分析化驗(yàn)報(bào)告單，發(fā)現(xiàn)洗精煤水含量大時(shí)，注意磨煤機(jī)系統(tǒng)的調(diào)整及上游溜管的檢查。并在磨煤機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后對(duì)磨煤機(jī)上游設(shè)備稱(chēng)重給煤機(jī)的皮帶稱(chēng)進(jìn)行校驗(yàn)，避免因磨煤機(jī)給煤量波動(dòng)大，磨煤機(jī)振動(dòng)強(qiáng)烈。同時(shí)也要在磨煤機(jī)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(yǔ)
當(dāng)中速輥式磨煤機(jī)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，要全面分析問(wèn)題出現(xiàn)的原因，以積極的手段改變振動(dòng)狀況，讓磨煤機(jī)的運(yùn)行效率達(dá)到一定水平，增加設(shè)備的耐久性，降低對(duì)電能等能源的消耗，讓整個(gè)磨煤系統(tǒng)的運(yùn)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(xiàn)，爭(zhēng)取創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)：
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