中速辊式磨煤机振动大的原因分析及消除措施

杜小君

（中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古 鄂尔多斯 017209）

磨煤机在煤化工磨煤系统运行中发挥着重要的作用，经常出现振动情况，在降低出力的同时，也会削弱其耐久性，甚至对煤化工装置的生产负荷形成阻碍。当前，大部分煤化工磨煤系统及煤化工厂使用中速辊式磨煤机，其振动问题影响面较广，展开研究现实意义重大。本文针对ZGM133N型号的磨煤机进行研究，分析其出现振动的原因，并寻找相应对策。

一、ZGM133N中速辊式磨煤机工作原理

ZGM133N磨煤机属于中速辊盘式磨煤机，这种磨煤机的碾磨部分是由三个磨辊和转动磨环共同组成，其中，磨辊沿着磨环滚动，且进行自转。将洗精煤通过磨煤机中央落煤管落入碾磨部件之间，经碾磨部件转动，并借助离心力将洗精煤运送到碾磨辊道上，通过磨辊进行碾磨。碾磨力均匀作用至三个磨辊上，这个力经磨环、磨辊、压架、拉杆、传动盘、减速机、液压缸后通过底板传至基础（见图1＿1）。

图1 ＿1磨煤机加载传递系统“受力状态图”

碾磨成的煤粉被抛至风环处，热风以一定速度通过风环进入干燥空间，对煤粉干燥处理，并将处理好的煤粉送入碾磨区上部分的旋转分离器当中进行分离。经过分离，将不合格的粗粉进行返回重磨。而合格的煤粉通过干燥处理后带出磨外，在煤当中夹带的杂物(如石块、金属块、黄铁矿块等)全部抛至风环处，经风环刮板处刮落到杂物箱当中，定期人工排出。（见图 1＿2）

图1 ＿2磨煤机“沸腾区”示意图

二、磨煤机出现振动的原因

1.设计因素

磨煤机设计过程中缺乏科学性考虑，对热态形变问题在设计时欠缺考虑，导致磨煤机在运转的过程中出现一定程度的形变问题。同时，设计人员也没有对箱体承重方面考虑周全，机座和机壳刚度方面也欠缺考量，让箱体的承重难以符合实际需求，设备运转过程中容易出现过大幅度的形变。以上情况导致的形变一旦在设备实际运转中出现，就会使原本的位置出现偏差，进而导致三脚架的中间部位也出现偏离，造成振动情况的发生。

2.制造因素

在进行中速辊式磨煤机的生产制造过程中，存在机壳焊接变形问题。变形严重的导致机座不平，机座底部受力不均，铸造的磨盘衬板过于粗糙，安装后容易出现波浪式弧面，磨盘转动运行中导致磨煤机整体出现上下波浪式振动；磨盘、传动盘和衬板铸造的不够规则和均匀，造成转动时出现无法平衡的离心式运动，造成整机振动；磨辊的轮辊外缘为非机械加工制造，导致出现直径偏差超出标准，轮辊椭圆度过大，运行过程中三角架与磨辊受加载力作用出现较大的振动。

3.安装因素

在机座和机壳安装找正时，中心偏差过大，机壳、机座的水平偏差较大，使机壳、机座中心与减速机回转中心的偏差较大，导致运行不平稳。

三角架及三个磨辊的中心没有找正，导向板工作面不能同时接触，造成中心偏差，致使运行中的三个磨辊工作面偏离固定位置，不沿磨盘滚道方向转动，在严重磨损磨盘衬瓦上沿的同时引发振动。

减速机与电动机联轴器找正不准确，减速机轴中心和电动机轴中心偏差较大，使减速机不能正常运行而产生过大的振动。

磨机内部各部分连接螺栓、地脚螺栓拧紧力矩不够，造成运行过程中螺栓松动，出现磨煤机振动。

4.运行因素

4.1 风煤比失调

磨煤机在运行过程中，由于煤化工装置总生产负荷波动，导致磨煤系统经常调整磨煤机的制粉量。要保证冷风、热风和煤的比例之间的相互协调，根据磨煤系统的给煤量进行适时的调整。但是在磨煤机的实际运行过程中，经常出现风煤比失调情况，当磨煤机给煤量一定时，一次风量过小，不能将煤粉及时的从磨机里带走，随着给煤的不断积累，磨煤机内堆积的煤粉越来越多；一次风量过大时，使得磨机内的煤粉越来越少，最后磨辊上下跳动幅度较大，一定程度时产生较大的振动，影响正常生产。

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4.2 碾磨件之间有异物，造成碾磨件磨损

在整个磨煤机的设计过程中，碾磨件是整个机器的重要组成部分，更是磨煤机运行的基本部件。由于洗精煤是通过皮带输送机送入精煤仓内，再提供给磨煤机。皮带输送机的除铁器失灵或除铁能力不足时，运行中有较大的铁块通过皮带进磨煤机，在加载力的作用下，铁块不断被碾压造成负荷不规则变化，也增加碾磨件之间的磨损程度，甚至出现碾磨部件脱落，使磨煤机产生较大振动。

4.3 导向板磨损或间隙过大

由于导向板工作面为圆弧形状，导向板对磨辊的水平位置进行固定，分三处固定在机壳的切向支撑板和下压环下。磨煤机在运行过程中，导向块和导向板接触部位受到频繁冲击和上下移动磨擦。尽管导向块及导向板由耐磨材料制造，但由于接触磨损的原因，限位间隙逐渐变大，致使磨辊位置有所改变，造成磨辊在运行摆动中冲击力加大而发生振动，这种振动将会引起切向支撑后移，甚至造成磨辊倾倒，最终促使磨辊运动轨迹的改变，磨煤机振动增大。

4.4 加载系统故障

加载系统是中速辊式磨煤机的重要工作系统，加载系统是磨煤机液压系统重要组成部分。加载系统主要由电机、双联齿轮泵、比例溢流阀、单向节流阀、安全阀块、油缸组件、蓄能器、冷却器、回油过滤器及压力变送器等组成。

磨煤系统正常运行中加载力出现故障时，加载力压力波动较大时，使得磨煤机出力变化较大，煤层厚度太薄或太厚，磨辊上下跳动幅度过大，均能引起磨机振动。

4.5 磨机给煤量波动大

三、磨煤机振动问题改进建议

1.设计应符合科学理念

为了适应热态情况下机壳不规则的变形，应适当增加机壳的厚度，并在导向板箱体增加加固筋板。同时，在刚度与强度方面强化机壳与机座，降低因设计原因造成的振动发生几率。将支撑垫板安装在三角架与机壳之间，提升三角架的标高。架高磨辊，使之与磨盘两者间存在间隙，这样即便出现断煤现象，磨辊与磨盘中还存在煤层铺垫，能够降低两者间的刚性接触，从而减少振动情况出现。

2.制造改进措施

在进行机座与机壳的制造时，采用防变形的焊接工艺和施工工艺，在满足设计要求的同时保证焊接件不发生变形。焊接完成后尽快将结构应力与焊接应力进行消除，提升磨煤机整体制造精度。对制造过程中的精度要求进行控制，保证控制直径偏差在5mm以内，控制椭圆度在3mm以内。只有进度符合设计要求，才能保证设备运行正常。

3.合理安装

安装之前要对图纸内容进行全面了解，通读使用说明书，使用时要严格按照说明书的内容进行，做好技术交底工作，培养操作人员的责任意识，严格对机座和机壳进行调整，确保其水平状态精准，记录安装信息，质检人员要做好质量控制工作，保证安装质量。

对机座和机壳进行合理调整。找到机座的垂直中心轴线，在其上添加两个吊坠，和减速机垂直方向的中心轴线处于对正状态。使用精密的测量设备测出其标高和水平偏离程度，让偏差程度小于2mm，确定机壳和机座的正中位置，此过程需要在拉钢丝法的辅助下得以实现，吊坠的线需从钢丝的交叉点经过，和减速设备的输出法兰正中位置相对，偏离差距小于2mm。在完成上述工作中，让地脚螺栓处于稳固状态。在安置减速机前，对其底面和台板进行处理，让台板处于平整状态，找准减速机的中心位置，确保紧固螺栓结合面处紧密状态，才可开始工作，随后使用专业测量设备对其输出法兰进行测定，保证其处于水平状态，每个方向的水平偏离程度都要小于 0.2mm。

4.风煤比失调

磨煤机的给煤量和一次风量可根据一次风与煤粉出力变化曲线操作（见图 1＿3）。

图1 ＿3 磨煤机“标准空气曲线”

建立正确的给煤量和一次风量比率是很重要的，如果标定的一次风量、给煤量不准，不但影响负荷调节，而且影响磨煤机运行。在磨煤机运行人员调节磨煤机出力时，应做到增加磨煤机出力时，先加风量，后加煤量。降低磨煤机出力时，先减煤量，后减风量，以防止一次风量调节过快或风量过小造成磨煤机煤层厚度变化较大，使磨煤机振动。

5.碾磨件之间有异物，造成碾磨件磨损处理

在磨煤机运行上煤时，要求上游操作人员经常检查除铁器的运行情况，并及时清理除铁器上的铁块，避免其进入磨煤机。磨煤机运行出现振动时，对磨煤机排渣箱进行多次排渣检查，看是否有异物或磨煤机内部部件脱落。磨煤机每运行1000小时，磨煤机停机应对碾磨件磨损情况进行检查。磨辊耐磨件是高铬铸铁制造，对温度的急剧变化十分敏感，因此绝不能在磨机刚停下来，为尽快开始维修作业而用水或压缩空气来冷却磨辊。

6.导向板磨损或间隙过大处理

经常检查导向装置（导向块及导向板）的磨损和间隙，并保证压架的垂向灵活运动。在磨煤机运行过程中，随着时间的增加，即可与压架上的导向块和导向板间隙都会逐渐增加，从而引起磨煤机的不稳定运转。所以，在对磨煤机进行内部检查时，需要对间隙进行检查和测量，并做好记录。如果间隙大于8mm，就需要增加垫片完成调整，使间隙保持原始状态，垫片结构可以设计成上面或者侧面插入形式。如果导向板与导向块出现明显的阶梯型磨损，将会对压架的自由运动造成妨碍，需要及时更换。

7.加载系统故障处理

经常检查加载系统的蓄能器，有无异常情况，并及时处理。检查加载系统的油路，在磨煤机停止运行时，应对磨煤机的磨辊升降和定变加载的切换进行检查，发现加载油缸和电磁换向阀故障，及时清理和更换。保障3个加载油缸的加载能力同步及电磁换向阀的正常工作。

8.磨煤机给煤量波动大

经常关注洗精煤的分析化验报告单，发现洗精煤水含量大时，注意磨煤机系统的调整及上游溜管的检查。并在磨煤机系统运行一段时间后对磨煤机上游设备称重给煤机的皮带称进行校验，避免因磨煤机给煤量波动大，磨煤机振动强烈。同时也要在磨煤机下料溜管处增加气锤，避免因洗精煤水分大让溜管出现堵料现象。

四、结束语

当中速辊式磨煤机发生振动时，要全面分析问题出现的原因，以积极的手段改变振动状况，让磨煤机的运行效率达到一定水平，增加设备的耐久性，降低对电能等能源的消耗，让整个磨煤系统的运转处于安全稳定的状态，为煤化工的健康发展做出贡献，争取创造更多的经济效益。

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