HP型碗式中速磨煤机运行声音异常分析与处理

闻瑞士，游施纬

（国能铜陵发电有限公司，安徽 铜陵 244153）

0 引言

磨煤机是火电厂锅炉制粉系统的主要设备，其运行工况决定锅炉是否能够稳定燃烧。磨煤机发生故障会影响整个机组的安全稳定运行。由煤场输送来的原煤虽然经过筛选、除铁等工序，但是仍不可避免地会含有各种杂质和异物；磨煤机长时间处于高负荷运转状态；制粉系统运行环境恶劣，工作过程复杂。这些都会导致制粉系统发生各类故障［1］。磨煤机内部故障往往伴随有异常声音，通过声音进行磨煤机故障的判断与处理，可保证制粉系统安全可靠运行。

火力发电厂的锅炉制粉系统通常采用中间仓储式和正压直吹式两种型式。相较于中间仓储式制粉系统，正压直吹式制粉系统因其具有结构简单、占地面积小、运行噪音小、初期投资少等优点广受欢迎，已经被越来越多的火电厂采用［2］。但是正压直吹式制粉系统也有缺点，例如若制粉系统采用碗式磨煤机，则其煤种适应性差、维护复杂、易堵煤、易卡涩。在机组运行过程中，磨煤机内部故障时通常会发出异常声音，及时发现磨煤机内部异常声音，并正确分析处理，可确保锅炉安全运行。

某630 MW超临界火电机组锅炉制粉系统采用HP型碗式中速磨煤机，在运行中该磨煤机出现异常声音，本文以此为研究案例，对不同原因导致的磨煤机声音异常进行分析，并提出处理措施和预防措施，以供同类型机组参考。

1 磨煤机设备简介

该630 MW超临界火电机组锅炉采用正压直吹式制粉系统。每套制粉系统由1台磨煤机和1台给煤机组成，每台锅炉装设6套制粉系统。制粉系统设有密封风系统，每台机组锅炉制粉系统的密封风系统配置2台100%容量的离心式风机，正常运行时1台运行1台备用。

制粉系统配置的HP型碗式中速磨煤机最大出力为63.3 t/h，设计煤种为烟煤，转速为33.01 r/min，磨辊加载方式为弹簧加载，磨辊旋转方向为顺时针（从上往下看），传动方式为螺旋伞齿轮加行星齿轮二级传动。磨煤机外设有润滑油站，为轴承和齿轮提供润滑油。驱动磨煤机的电动机额定电压为6 kV，额定电流为69.6 A，转速为977 r/min。磨煤机结构如图1所示。

图1 HP型碗式中速磨煤机结构

2 磨煤机声音异常分析及处理

由于设计复杂、零部件较多，HP型碗式磨煤机在运行过程中声音异常的原因较多。该机组投运以来磨煤机多次出现声音异常，尤其是当进行大比例劣质煤掺烧时，发生声音异常的次数会增加。近几年磨煤机发生声音异常的次数如表1所示。总结发现磨煤机发生声音异常的主要原因为原煤中混入铁块等坚硬异物、磨煤机轴承损坏、磨煤机内部部件脱落或折断等。

表1 磨煤机异常声音次数年度统计表

2.1 原煤中混入铁块等坚硬异物

1）事故情况。某日运行人员监盘时发现该电厂2号锅炉D磨煤机用电动机的电流大幅波动，立即对该磨煤机本体进行检查，听到磨碗上方发出尖锐的异常响声，初步判断该磨煤机内部有金属摩擦，运行人员立即停运2号锅炉D磨煤机。检修人员抢修时打开人孔门进入2号锅炉D磨煤机内部进行检查，发现有一块较大的圆锥形铁块。该铁块造成磨煤机内部部分配件严重损坏，导向装置下衬板破裂、脱落，空气节流环断裂、脱落，导向叶轮变形、裂损，叶轮调整罩变形、磨损，导向装置侧衬板脱落，左、右中间衬板脱落。从磨煤机中取出的异物如图2所示。

图2 从磨煤机中取出的异物

2）原因分析。碗式中速磨煤机内部进入异物是其运行过程中发生异常声音和振动的主要原因之一。经过排查，从磨煤机中取出的铁块并非来自磨煤机内的金属部件，唯一的可能是输煤系统除铁器未能完全清除原煤中的铁块，造成磨煤机内部配件严重损坏。

3）处理措施。检修人员立即对故障磨煤机进行大修，对所有损坏的零部件进行逐一检查、维修或更换，尽快恢复磨煤机的正常备用状态，避免影响机组的带负荷能力［3］。

4）预防措施。火电厂输煤专业要加强对原煤的监督与管理，防止原煤中掺杂铁块、木块等异物，定期对输煤系统除铁器、碎煤机、滚轴筛等设备进行点检定修，确保原煤筛查设备正常运行［4］。

2.2 磨煤机磨辊轴承损坏

1）事故情况。某日运行人员对2号锅炉2D磨煤机进行就地巡检时，发现该磨煤机的齿轮箱部位有异常声音，利用听针进行检查，发现磨辊内部有咯噔咯噔的声音，判断为磨辊出现故障。同时发现2号锅炉2D磨煤机用电动机的电流出现较大幅度的波动，且磨煤机轴承温度明显升高，随即停止该磨煤机运行。检修人员对该磨煤机进行解体检查，发现磨辊轴承损坏并无法修复，且轴承油脂中混入了煤粉。

2）原因分析。一般情况下，磨煤机磨辊损坏主要原因为：轴承质量不合格；油脂质量不合格，轴承密封不佳混入煤粉使油脂变差；安装不到位；磨煤机进入异物，长时间振动造成磨辊损坏。磨煤机解体检查时，未发现磨煤机内部有异物，但是磨煤机轴承间隙已经严重脏污，因此判断该磨煤机磨辊轴承损坏是因为轴承密封不佳混入煤粉使油脂变差。磨煤机磨辊运转的安全可靠性和使用寿命主要取决于其轴承的密封性能。

3）处理措施。磨煤机磨辊轴承损坏时，需要拆解磨辊轴承，查明原因，更换油封，并检查润滑油是否合格。如果轴承内部混入大量粉尘，不能通过出油口排出，可以打开轴承的内端盖，利用压缩空气将油泥混合物排出，清洗干净后再加入新的润滑油，若轴承磨损严重，则直接更换新的磨辊轴承［5］。

4）预防措施。磨煤机检修时应严把检修质量关，确保设备复装符合工艺要求；制定科学合理的设备定检周期，每月进行轴承油脂化验，适当提前更换轴承密封圈，确认各转动部件密封环之间的间隙是否合格，若不合格应及时调整；运行中注意监视轴承温度、磨煤机用电动机的电流等参数；巡检人员加强对磨煤机运行声音的巡视，如有异常立即停止磨煤机运行，全面排查并消除故障［6］。

2.3 磨煤机内部部件脱落或折断

1）事故情况。某日运行人员发现2号锅炉F磨煤机用电动机的电流由40.6 A快速上升至46.3 A，现场检查发现磨煤机磨碗下部声音异常，发出金属撞击的声音，磨煤机地基有震感，初步判断磨煤机内部存在金属碰磨。运行人员立即停运2号锅炉F磨煤机。检修人员对2号锅炉F磨煤机进行解体检查，取出2块较大的损坏、变形的石子煤刮板，初步检查发现，一磨辊不转，一导向叶轮脱落并变形，侧衬板、节流环等部件损坏严重，如图3、图4所示。

图3 破损的侧衬板

图4 损坏的节流环

2）原因分析。检修时发现原煤中有螺栓、铁块等硬质异物，说明此次声音异常的直接原因是磨煤机内部金属部件脱落。磨煤机内部金属部件脱落的原因有很多，例如金属部件制造不合格、硬物进入磨煤机内部磨断内部部件等［7-8］。

3）处理措施。磨煤机检修人员对故障磨煤机进行大修，对磨煤机内遗留物体尤其是散落的金属进行全面排查和清理，对所有损坏的零部件进行逐一检查、维修或更换，尽快恢复磨煤机的正常备用状态［9］。

4）预防措施。设备管理部门应做好磨煤机的定检和定修工作，定期对磨煤机导向装置、磨辊、衬板、节流环、分离器、刮板等部件的磨损情况进行测量，对磨损值超标的部件及时进行处理，对暂时无法彻底处理的部件进行记录，待机组检修时进行更换［10］。此外，运行部门应加强设备的状态监测，及时发现设备隐患，消除设备缺陷。

2.4 故障处理措施

电厂磨煤机故障属于一般性的常见缺陷，处理此类问题需结合工作经验形成标准化的工作流程，以快速消除缺陷。因此，本文对磨煤机声音异常的分析与处理进行总结归纳，如表2所示。

表2 磨煤机声音异常的原因及处理措施

3 结语

磨煤机是火力发电厂的重要设备之一，其制粉效果直接影响到锅炉的燃烧效率。HP型碗式中速磨煤机零部件较多，工作人员要加强设备的检查和维护保养工作，定期对磨辊、磨盘进行检测，化验润滑油质量，掌握磨煤机的运行状况，按计划更换磨辊、磨盘及易损件，以确保设备安全运行。