减少磨煤机运行时产生震动的方法探讨

减少磨煤机运行时产生震动的方法探讨

陈建林  

安徽晋谋中能化工股份有限公司气化车间 

摘要：

磨煤机是化工和热电企业常用的设备，也是容易出现运行问题的设备。在正常运转中，磨煤机磨煤时产生震动，会加速了对磨煤机碾磨部位和密封部分的磨损。随着磨煤机长期运行及震动磨损的加剧，会导致设备经常因泄露需要检修，磨煤的有效率降低，消耗偏高。同时，磨煤机震动产生的损耗和泄露，影响装置现场的环境和和造成能源的浪费。

因此，本文主要通过中能化工股份有限公司（以下称中能公司）所使用的MPS辊式磨煤机在煤气化装置运行中存在的问题进行讨论，解决磨煤机在运行时震动大的问题和减少磨煤机运行时因震动引起磨损过快的问题，避免因这些问题导致磨煤机的损坏，提高磨煤机的工作效率和环境保护工作，改变磨煤机日常生产的形象。

关键词：磨煤机减震；稳定运行；减震方法；

目前，中能化工三期项目煤气化装置磨煤机从2020年初次试车至今，已经运行了三年。现在的磨煤机因长期运行磨损和震动问题出现运行效率低且周期短，设备磨损严重。出现了连续运行15天就需要倒磨检修；磨煤机在运行中产生的震动加速了设备的损耗；润滑油能耗的增加，增加了检修工作量和装置运行风险。

因此，我们通过研究磨煤机工作原理，讨论分析出影响磨煤机震动大影响长周期运行的原因，找出解决磨煤机震动大的方法等三个方面进行讨论。

1、MPS辊式磨煤机的生产原理

1.1 原料煤的研磨工艺

辊盘式磨煤机的中架体内部是由转动的磨环和三个沿磨环滚动的固定且可自转的磨辊组成。来自给煤系统预处理的需进行碾磨的＜2cm原煤从磨煤机的中央部落煤管垂直落到磨煤机的磨盘中央，下架体内旋转的磨盘（29.7转/分）借助于减速机旋转的离心力将原料煤旋转流动至碾磨的磨盘瓦道上，通过加压的三个磨辊进行碾磨。三个磨辊沿着加压架上的固定轴沿圆周方向旋转作用力均布于磨盘瓦道上，磨辊碾磨力则由液压油站加载系统控制拉杆下拉加压架产生，在固定的磨辊加压架转动轴上，碾磨力均匀作用至三个磨辊上，这个加载作用力经磨盘、磨辊、加压架、液压拉杆、带推力瓦的减速机、液压油缸后通过底部台板传至磨煤机基础上。

1.2 研磨粉煤的干燥分离工艺

原煤在磨煤机内的碾磨和研磨后的粉煤干燥是在中架体内同时进行的，来自惰性气体发生器加热的循环一次风通过磨盘外环的喷嘴环均匀进入磨盘周围，产生的加热气流，将碾磨好的粉煤从磨盘上切向离心甩出的煤粉混合物进行干燥并随循环风流动输送到磨煤机顶部的分离器，煤粉混合物在分离器中进行筛选分离（分离器的转速可根据磨煤工艺的需求进行调整），不合格的粗颗粒粉煤被筛选下来落到磨盘上再次研磨；合格的细粉则被循环一次风烘干后带出旋转分离器分离器。

1.3 煤矸石及废料的筛选

磨煤机内难以粉碎且一次风不能够吹走的石子、铁块、杂物等通过磨盘喷嘴环落到刮板室，被刮板刮进废料收集箱进行收集，再由操作人员定期清理废料收集箱内的杂物清理至废渣场。清除废渣料的过程可以在磨煤机运行期间气控隔离阀门进行在线隔离。

2．辊式磨煤机在运行中振动大的常见原因 

磨煤机在研磨原料块煤时会产生震动，如果对其震动不加以控制和消除震动，会导致磨煤机震动磨损逐渐增大，法兰松动泄露粉煤，加剧设备磨损和设备损坏等后果。通过MPS磨煤机长期运行情况研讨，发现以下原因造成：

2.1 磨煤工艺的循环风量与磨煤负荷比例不匹配。

当磨煤机内每小时磨煤量一定时，循环气一次风量过小，就会造成磨煤机内的煤层厚度就会随着堆积的煤粉的积累越来越多，当磨煤机磨辊运行会受到阻力波动而引起磨煤机振动；循环一次风使用量过大时，会造成磨煤机磨盘上的煤粉越来越少，煤层越来越薄，最后导致磨辊的自重和加载力直接作用在磨盘上，没有原煤的缓冲，产生较大的硬性接触振动后，造成设备的震动。

2.2废料石子等清理。

磨煤机废料收集箱清理不及时，使磨煤机废料箱内存渣过多，有可能堵磨堵塞磨盘及风道，产生料层不平衡引起振动。 

2.3磨煤机机械性故障。

如：磨煤机轴座严重磨损；磨辊或辊套脱落；导向装置磨损大或间隙不当；刮板箱刮板脱落；磨辊轴承故障磨辊不转；减速机故障等。一般都是设备因震动磨损严重或缺乏润滑造成部件损坏等，使磨辊或减速机不能正常运转，继而使磨辊和磨盘产生振动。

2.4铁块等异物进入磨煤机磨盘上，在液压加载力的作用下，不能碾压碎的异物造成磨辊磨盘不规则的运转，使磨煤机运转时产生较大振动。

2.5 原煤的可磨指数差。

煤质的可磨指数变化较大时，煤的可磨性系数高或者低，都会导致风粉比调节不及时，导致磨盘煤层高低引起的振动。 

2.6磨煤机负荷的调整或波动。

当磨煤机负荷大幅度调整时，特别是在开停磨期间和突发性减负荷时，较少的给煤量或瞬时流量的波动后，磨辊不能均匀碾磨磨盘上的煤层，导致磨盘煤层波动发生震动。磨煤加载力系统出现故障时，如油压、蓄能器缓冲能力等不足，使得磨煤机加载出力变化较小，或三个拉杆加载力不一致，导致磨辊运转中上下跳动幅度过大而引起的振动磨损。  

3．解决MPS磨煤机震动的方法

3.1、修复磨辊磨盘瓦，减少震动。
   三期气化磨煤机是MPS245辊式磨煤机，正常生产时磨辊在磨盘瓦上碾磨粉煤，长期的磨损让磨辊和磨盘凸凹不平，转动时容易引起磨煤机震动，且磨煤效率低，产品合格率低。
   针对此现状，先从设备磨损的恢复上做起，修复磨辊和磨盘瓦磨损的创伤面，使磨煤机运行平稳，从源头上减少磨煤机碾磨时的震动。
   在磨煤机的修复工作上，可以寻找专业的磨辊修复人员对磨辊和磨盘进行高质量修复。修复后的磨煤机增加磨煤效率，节约了电耗，减少磨煤机的震动。
3.2 运转设备运行晃动。

三期气化磨煤机是一个立式运转设备，其顶部旋转分离器运转震动偏大会带动整体的晃动。可以对旋转分离器传动轴技改，由连轴式改为法兰式链接。
改成法兰连接的减震垫片校正后，启到减缓运转时震动的传导。有效降低了来自顶部分离器的震动。
3.3 磨煤机的基础固定
    磨煤机的震动还由本体的震动得不到固定。因此，在磨煤机基础上进行加固。对磨煤机附件、管道和辅助设备上进行支撑和固定,固定支架固定在气化楼的防震框架上。
    措施实施加固后，能有效减少磨煤机附件设备晃动，避免相关设备的变动。
3.4 磨煤工艺的调整

    由于设备的修复会导致磨辊与磨盘间碾磨间隙较小，了。因此，我们需要对磨煤的工艺进行调整，降低加载力和循环风量的使用，使磨煤机运行稳定，减少磨煤设备的磨损。磨辊加载压力从10MPa降到9.2。磨煤机电流从64An下降到了54An。而粉煤粒度合格率从68%提升到70%以上。
    通过调整和优化后，三期MPS磨煤机运行比较稳定，磨煤机震动有效降低至原始开车状态。同之前磨煤负荷相比，磨煤机热负荷用量减少，润滑油消耗变低，磨煤机运行周期得以延长5天。
3.5操作人员技术水平方面

磨煤机从设备技术改造上解决一些震动问题，但也要在运行中操作好、维护好。如果因操作调节不及时或者操作不当，也会引起磨煤机的震动。因此，磨煤系统操作人员的业务能力提升也很重要。因此，要经常组织磨煤操作人员学习关于原煤方面的知识和请有经验的操作人员讲解关于磨煤机稳定生产的讨论学习活动。
    通过学习活动，可以增强磨煤机操作人员在复杂情况下的应急能力，操作能力和主控与现场的沟通能力，及时稳定磨煤机操作工艺，降低磨煤机运行时的震动和避免磨煤机负荷的波动。
4、减震优化效果检查：
    通过对设备、工艺和技术指导等工作调整，中能公司三期MPS磨煤机运行良好，不仅降低了磨煤机运行时的震动，降低了磨煤系统的电量和燃料气的消耗。有效提升运行周期，实现运行周期30天的目标，保障三期煤气化炉生产需求。同时，在准备筹划磨煤量更大的装置来面对四期航天炉装置。为航天炉装置稳定、经济环保和长周期运行提供了指导方向。

结语：

    在当前粉煤气化装置的普及下，辊式磨煤机的采用会逐渐增多。磨煤机装置的稳定长周期运行是粉煤装置达到安全、环保、经济、效益最有效的保障。同时也为项目磨煤机设备的选择和磨煤机生产运行提供了指导。在今后的煤化工生产中，在辊式磨煤机操作使用上，优化工艺，关注生产的各个环保细节，充分发挥磨煤机功能及运行的效益。