摘 要：随着人类社会生产力的发展，锅炉的蒸发量不断增大，已由每小时几吨的小型锅炉发展到每小时几千吨的大型锅炉，由层状燃烧的火床炉到悬浮燃烧的煤粉炉，燃料的颗粒由煤块发展到煤粉。现代电厂的燃煤锅炉广泛采用中速磨煤机。本文以某电厂中速磨煤机为例，根据生产运行过程中中速磨煤机的运行现状来分析磨煤机震动的原因，并根据磨的结构特性，改变机械设计参数，调整磨运行状况，从而解决中速磨煤机的震动问题。
　　关键词：中速磨煤机；震动；煤质；衬板
　　1.引 言
　　近年由于能源短缺，尤其国家对优质煤资源的限制开采方针，造成各大电力、化肥等公司原材料成本大幅上升，各个公司分别降低原材料引进的标准，从而使锅炉燃煤情况明显恶化，磨煤机震动、磨损情况加剧。在这种形势下如何提高磨煤机运行周期，是各公司减少维修次数，降低维修成本，维持长周期运行的基本问题之一。
　　2.中速磨煤机的基本构造
　　2.1.中速磨的结构和工作原理
　　中速磨内部空间布置二个相对的棍子均匀地分布在磨盘滚道上，其辊套绕着固定辊轴在磨盘上滚动。磨棍与磨盘之间靠液压装置施加压于压紧弹簧传力并通过杠杆直接传到基础上。采用氮气囊储能变压加载传动力能保证磨煤机更好地适应变工况运行。
　　磨煤机下磨盘在电机、减速机的驱动下旋转，从而带动磨棍做相对转动，原煤从中央加料口进入旋转的磨盘，在离心力的作用下被甩到磨环滚道，依靠棍子与磨环间碾压、挤压作用把煤磨制成煤粉；同时干燥的一次凤从四周环形风道送人到磨煤机把磨好的的煤粉进行干燥并输送到煤粉分离器中进行分离，合格的煤粉送入一次风管，不合格的煤粉重新回到磨煤机中再磨；一些难磨的杂物（煤矸石等）被甩至废料箱中，人工排出。
　　2.2.中速磨煤机的优点与缺点
　　优点：结构紧凑，体积小，重量轻，占地少，金属消耗少，投资低，磨煤电耗低，噪声小，煤粉的均匀性好。
　　缺点：磨煤机部件易磨损，不易磨硬质煤和灰分大的煤，对石块、木块、铁块较为敏感，同时由于热风温度不易过高，所以在磨制水分大的煤时较为困难，另外结构比较复杂，需严格地定期检修，对煤种有一定的选择性，一般用于磨制烟煤包括贫煤。
　　3.中速磨煤机运行中问题分析
　　3.1.煤质对中速磨煤机的运行影响
　　中速磨煤机较适应的煤种为烟煤（包括贫煤）。烟煤一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。由于烟煤煤质较软，哈氏可磨系数较低，中速磨煤机在碾压该煤种磨损最小。
　　原煤的好与坏直接影响磨煤机运行周期。原煤煤矸石过多或含有大量块状杂质，会增加磨煤机磨棍碾压负荷，电流波动，电耗增加，磨辊运行周期减少，磨棍疲劳断裂，甚至有大块杂质卡在磨辊与磨环中间，造成磨煤机过电流跳车或其内部元件损坏。
　　3.2.中速磨煤机易磨件的寿命问题
　　中速磨不可以在运行过程中通过添加钢球等方法来解决磨件的磨损问题，同时中速磨煤机的碾磨件磨损后会带来出力下降，煤粉细度变粗等问题，因此中速磨煤机易磨件的寿命问题在中速磨运行过程中很重要。中速磨的碾磨部件磨棍和衬板是易磨部件，其寿命主要取决于三个因素：一是碾磨件所用耐磨材料的性能；二是煤的磨损指数和磨煤机的运行参数；三是中速磨煤机易磨部件在失效前可供磨损的金属量，即有效碾磨金属量。
　　目前各中速磨煤机碾磨件采用的材料基本相同，主要为镍铬合金及高铬铸铁。但各类型中速磨碾磨部件之间的配合形式有较大的区别。宁夏石化公司所用磨煤机由于磨棍和磨盘之间没有预留间隙，但也不存在碰撞冲击现象，因此用中等硬度的材质。辊轮与磨盘之间倾斜角可在12°～15°范围内摆动，从而改变辊轮的磨损面，因此磨损较均匀，有效碾磨金属含量较高，寿命较长。在整个寿命期间，磨煤机的出力和细度基本保持不变。煤的磨损指数（哈氏可磨系数）对中速磨煤机的寿命影响是很大的，中速磨煤机选用1.2≤Ke≤2.0的煤质，所以烟煤是最好的选择。
　　3.3.中速磨煤机配风问题
　　一般电站锅炉对煤质要求并不严格，但对煤粉细度有严格的要求。宁夏石化公司三台锅炉煤粉细度要求为>75%（通过200目筛子）和100%（通过60目筛子）。在设计和运行中，煤粉细度的选择主要是取决于：（1）煤的燃烧性能（煤的挥发分高，灰分少，煤粉就可粗些）；（2）煤的燃烧方式、炉膛热负荷等，炉膛的容积热负荷低，容许的火焰行程较长，煤粉可以粗些；（3）煤粉的均匀性指数越大，过大煤颗粒占的比例就越少，允许煤粉也就相对粗些。
　　煤粉细度与磨煤机出力是相关的，这就要保证磨煤机通风量与煤量成一定比例，通风量过大锅炉易脱火，通风量过小磨煤机易堵煤。磨煤机环形气流速度应选择一合理数值，以保证研磨区具有良好的空气动力特性，即气流应能托起大部分煤粒，但仅携带少量煤粒进分离器，其余部分仍返回碾磨区，在碾磨区元件周围形成一定厚度的循环煤层，以便保证一定的磨煤出力，减少石子煤的排放量。风环气流速度过低，不仅会降低磨煤出力，而且煤粉过细，石子煤排放量增加；流速过高，又会使煤粉变粗，阻力增大，通风电耗增加。因此，环形气流速度应控制在一定范围内，这可以通过控制风环间隙实现。
　　4.中速磨煤机震动原因分析
　　通过对中速磨煤机所用煤质、易磨件、配风的了解，就可以找到磨煤机震动原因的着手点。下面根据现实情况我们分析宁夏石化公司所用的中速磨煤机煤质、易磨件、配风。
　　4.1.煤质分析
　　近年来，由于国内煤炭资源短缺，尤其冬季用煤形势紧张，该厂所进原煤煤质大不如前，煤内掺杂煤矸石等大块不易磨物质增多，使得磨煤机运行周期降低。自2008年1#、2#、4#磨煤机震动明显增大，因磨震动引起的停车次数达到平均每年6次，严重影响到该厂安全生产形势。从这几年原煤取样的哈氏可磨系数的数据中可以看出，Ke平均在4.1左右，高时可达5.3。这就是由于其中煤矸石等耐磨物质提高了哈氏可磨系数。 　　4.2.易磨件及配风分析
　　由于煤质的改变，加剧了磨震动和易磨件的磨损。中速磨煤机已不适应该煤质。在磨震动加剧时和每次调试后的废料中都掏出大量未碾磨碎的煤矸石，铁块。这些物质在磨煤机内部靠磨棍碾磨，由于其质量高，不易磨损，在磨棍未磨碎后被离心力甩至废料箱，但这个过程中，磨棍碾磨强度增大，磨棍与磨盘间隙由于这些掺杂在磨盘上的硬物存在造成的煤层厚度不均从而大幅波动，使辊套金属疲劳度增大。这在磨煤机运行过程中，磨电流波动增大，磨震值升高且波动大和磨检修周期缩短可以看出。在每次磨停运检修时，易磨件磨损严重，最近一次检修中，磨煤机衬板磨损达面积（20cm×30cm），磨损深度3.5cm，这极易造成磨煤机震动。
　　由于煤质的变化，磨出力降低，保证锅炉运行，风煤配比逐渐增大，增加了锅炉的灰飞磨损。同时，一次风量增大后，大量未磨碎也未能甩出的煤矸石在吹起后由于重力作用落下，一部分沉积在环形风道内，造成环形风道堵塞，磨棍曲轴磨损加剧，当曲轴磨细后，又易造成磨棍不平衡，磨煤机左右摇摆震动。
　　5.解决中速磨煤机震动的方法研究
　　在分析了中速平盘磨震动原因后，我们可以在磨煤机本身结构和运行调整、检修维护中找到一些解决磨煤机震动的方法，下面是我们提出一些方案。
　　5.1.磨煤机挡环改进
　　这一点基于对增加磨煤机煤层厚度的考虑，由于煤质改变后，煤矸石等耐磨异物增多，导致磨盘上煤层厚度不均，使磨煤机出现震动。增高挡环后，磨盘上的煤通过磨盘旋转的离心力甩出的几率降低，磨盘上煤层厚度增加，从而使煤矸石等异物压在煤层内，保证磨盘与磨棍之间间隙均衡，磨棍碾磨平稳。煤矸石等异物在运行中逐渐移至挡圈处，然后甩出。
　　增高挡环也可减少环形风道出煤粉的沉积，降低环形风道堵塞几率。
　　5.2.保持氮气囊完好率
　　氮气囊是磨煤机碾磨时的主要缓冲装置，保证氮气囊的完好率，可大大增加磨煤机在碾煤使发生的波动。同时，控制好液压油压，防止液压油压过高，造成氮气囊破裂。
　　5.3.及时调整磨间隙
　　由于煤质运输存在不均衡性，煤矸石等大块异物在煤内分布不均，所以输送到磨煤机内的煤中含煤矸石多少的时间点也不同，这就需要我们在平时运行过程中及时发现调整磨煤机间隙，在磨煤机震值增大，磨煤机电流波动上升时要及时增大磨煤机间隙，从而保证一时期内大量煤矸石等耐磨异物进入磨煤机后造成磨煤机震动甚至损坏。
　　5.4.对衬板的维护
　　磨煤机衬板磨损会使煤层厚度不均，高压油压不稳，磨煤机震动。对衬板的维护也是防止磨煤机发生震动的关键。
　　参考文献：
　　[1]芩可法，周昊，池作和著.大型电站锅炉安全及优化运行技术.中国电力出版社，2007年2月.
　　[2]张力著.电站锅炉原理.电力大学出版社，2009年11月.
　　[3]邢培生著.锅炉设备运行及事故处理.化学工业出版社，2008年2月.
　　作者简介：丁占宇（1985-），性别：男，籍贯：山西省朔州市，工作单位：山东电力建设第三工程公司，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：锅炉安装与调试。