筛煤机常见故障及改进分析

施连勇

（中国石油锦州石化公司热电公司，辽宁锦州 121001）

0 引言

锦州石化热电公司输煤系统配套4 台240 t/h 锅炉耗煤的生产能力设计建成。工艺流程是环锤式碎煤机对煤块进行粗碎，出料小于50 mm 的煤块进入筛煤机筛分，筛煤机出料小于13 mm的煤块进入上煤皮带为锅炉提供燃料，大于13 mm 的煤块进入锤击式碎煤机进行细碎后供给锅炉。

1 筛煤机现状

1.1 滚筒筛煤机结构组成

筛煤机由筛筒、电机、减速机、箱体及相关支撑部件组成。筛筒入口端有进料筒，进料筒通过法兰固定在箱体上，进料筒出口端伸入筛筒的入口端。筛筒出口端下方的座上设置粗料出口，筛筒下方的底座上设置细料出口。筛筒两端分别套装大滚圈和小滚圈，大滚圈和小滚圈下方的底座上各有一对托辊机构，筛筒中部套装大链轮，电机减速机连接小链轮，小链轮通过双排链条与大链轮连接；大滚圈、小滚圈和大链轮通过若干个连接板连接在一起组成锥形框架。筛筒的表面有一层锰钢网，网面孔径小于13 mm。工作时，电机驱动减速机通过双排链条带动筛筒进行煤粒筛分。

1.2 滚筒筛煤机操作注意事项

（1）滚筒筛必须空载启动，严禁进料后启动机器，否则由于扭矩过大，可能撕裂筛网，影响设备使用寿命。若因非正常情况停机，再次启动时应将筒体内物料清理干净。

（2）设备正常运转后方可均匀投料，需观察出料是否正常，正常运行后关闭密封隔离罩。

（3）运行人员应每小时对设备巡检一次，检查出料粒径和有无漏料及扬尘情况。

（4）检查电机、传动部件温度温升情况及是否有异声。正常工况下，轴承的温升不应超过40 ℃，轴承最高温度不得超过70 ℃。超温应立即停车，并查明原因，及时排除故障。

（5）检查进、出料口是否有堵渣情况，如有应及时处理。

（6）停机前应先停止进料，等筒体内物料出尽后再切断电源。

（7）停机后对设备整机进行检查，发现异常立即处理。

（8）严禁在设备运转时进行调整。

2 筛煤机常见故障

筛煤机的常见故障：①筛筒变形；②筛网破损；③托辊表面磨损或托辊轴承故障；④减速机故障；⑤电机故障；⑥小链轮齿面磨损；⑦大链轮齿面磨损；⑧双排链条磨损；⑨地脚松动。

2.1 筛煤机故障诊断实例

2.1.1 故障现象

2021 年1 月2 日23 时，乙侧筛煤机突然发出巨大的噪声并伴有剧烈的振动，整个楼板随之发生共振，减速机振动幅值见表1，振动幅值最大达到69.2 mm/s，电流达到40 A，而正常工作时振动最大幅值为7.5 mm/s，电流为24 A。振动与负荷远超过正常水平。

表1 减速机振动幅值mm/s

2.1.2 故障分析与处理

（1）筛煤机电流过大表示筛煤机的负荷过大，通常在煤比较湿的情况下，筛网沾满湿煤下煤不畅会导致筛煤机负荷过大。冬季的煤并不湿，因此排除这种可能。另外常见的原因是筛煤机托辊故障，当筛煤机托辊轴承损坏或者托辊处夹煤矸石时会导致筛煤机负荷增大。

（2）停机检查发现筛煤机一个托辊不转，该托辊由于长期磨损发生故障不能转动，筛煤机工作时，筛筒的滚圈与4 个托辊接触，只有3 个托辊转动，造成了筛筒别劲，使整个筛筒处于严重的动不平衡状态，导致剧烈的振动。另外，由于该筛煤机已经使用7 年，筛筒大链轮齿面磨损非常严重，与双排链条啮合不好，别劲故障发生时，啮合不好的问题更加严重，导致双排链条也随之发生大的振动，不停地击打链盒，发出巨大的噪声。

（3）更换托辊后电流正常，链条击打链盒的声音消失。对减速再次进行振动监测，监测数据见表2。从表2 数据可以看出，振动幅值下降明显但仍然很高，水平方向振动比垂直方向振动幅值大，根据经验怀疑是基础松动。对减速机地脚螺栓进行紧固，振动并没有降低。仔细检查减速机地脚钢板，发现钢板出现一处裂纹。制作并更换新的地脚钢板，振动值恢复到正常状态。

表2 更换托辊后减速机振动幅值 mm/s

2.2 小结

筛煤机是输煤系统的重要设备，一旦发生故障会导致整条上煤线停运。所以平时要对筛煤机的振动、温度、声音以及电流定时监测，发现问题尽快查找原因及时处理，以免发生大的事故影响锅炉的燃料供应。

3 筛煤机改进分析

3.1 存在的问题

（1）目前使用的筛煤机已经运行7 年，达到了使用寿命，筛筒上的齿轮已经严重磨损，继续运行会发生筛筒齿轮无法与双排链条啮合的情况，导致无法上煤，将会影响机组的安全运行。

此筛煤机使用的是2010 年之前的技术，技术比较陈旧。筛煤机在工况稍差的情况下就会剧烈振动，电流增大，过大的振动和过高的负荷都会对筛煤机各部件造成损害。

（2）筛筒上的筛网虽然能够满足出粒小于13 mm 的要求，但容易被落下的大块煤矸石砸破。目前筛煤机的筛网镶嵌在筛筒骨架内，筛网损坏后无法整体更换，只能一层一层的修补。层层修补后的筛网（图1）增加了筛筒的不平衡量，在筛筒旋转时会导致转子动不平衡，造成筛筒振动加大，筛筒的振动通过链条传递到减速机和电机，长期过大的振动会损坏减速机和电机。因此需要将筛网由网状结构改为更粗的锰钢条或者其他更坚固的结构形式。

图1 多次修补后的筛网

（3）目前的筛网形式，遇到湿煤时筛网容易粘满煤粉发生堵煤事故，会导致整个筛筒被煤堆满，过大的负荷会破坏整个筛筒的圆度，而变为椭圆的筛筒每转一圈就会对减速机造成一次冲击。并且筛网堵塞后会使落煤管发生积煤现象，导致整条上煤线停运，影响安全生产。另外，发生堵煤事故（图2）后需要大量的人力清理积煤。

图2 堵煤事故

（4）托辊在筛煤机箱体中与落煤管的来煤接触，长时间会损坏托辊的轴承压盖，使煤粉与石块进入轴承，导致轴承失效。

（5）托辊与滚圈紧密结合，对筛筒起支撑作用。筛筒筛分煤粉的过程中，两条滚圈时时与4 个托辊摩擦，长时间摩擦会导致托辊轮面磨损。

（6）成本方面：筛煤机每年至少需要换两套托辊、一套筛网，随着使用年限增加，双排链条（图3），大链轮、小链轮都会磨损，一旦筛筒上的大链轮磨损，整个筛筒都要更换，而筛筒是筛煤机最主要部件，更换一个筛筒基本上相当于更换一台新的筛煤机。

图3 双排链条磨损

3.2 筛煤机改造分析

目前常用的筛煤机结构形式主要有两种：通轴式和滚轴式。

3.2.1 通轴式结构

通轴式是指筛煤机箱体内是一根通轴及筛分系统，箱体外两端由轴承座支撑，并与减速机、电机连接的一种结构形式。箱体内的筛桶可以是圆柱形也可以是圆锥形（图4），如果设计为圆柱形，则需要将整个筛煤机箱体设计成一定的角度，这样有利于煤块的筛分。另外，筛桶可以选择适当的筛网空隙或者辐条的间隙来满足筛分粒度的要求。

图4 通轴式筛煤机结构示意

通轴式筛煤机的优点：①振动小。通轴式筛煤机结构简单，没有主动齿、从动齿及链条，也没有滚圈及支撑托辊，因此不会产生剧烈的振动；②通轴式筛煤机轴承在轴承座内不与煤粉直接接触，并且可以随时加入润滑脂，轴承不容易损坏；③由于避免了频繁更换备件，所以能够产生一定的间接经济效益。

通轴式筛煤机的缺点：①减速机、电机与筛筒轴同心，在筛煤机箱体的一侧，这种结构导致整个箱体及电机、减速机的总长度比较长，所以需要的场地比较大，给旧筛煤机改造带来了一定的难度；②筛网或者辐条的结构形式遇到湿煤的情况下容易堵煤；③长时间运行筛网容易破损，辐条容易变形。

3.2.2 滚轴式结构

如图5 所示，滚轴式筛煤机由多组同向旋转的筛轴组成，每根筛轴上安装若干等距筛片，筛轴上的筛孔尺寸按照物料粒度要求设计。物料在滚动过程中不断分层，小颗粒下移，大颗粒向前滚动，小于筛孔尺寸的小粒煤在自重和旋转力的共同作用下落入筛孔，大于筛孔尺寸的煤块会留在筛面上，在筛轴的旋转作用下继续前进，进入碎煤机破碎。滚轴筛煤机的清理齿紧贴筛片，对卡落在筛片缝隙间的煤块进行清理，保证筛分过程中的筛孔通透。

图5 滚轴式筛煤机

滚轴式筛煤机的优点：①结构简单，筛分效率高。这种设备体积小、安装简单、维修方便，本身振动很小，且外界的振动对其影响也极小；②每个筛轴均由一台电机驱动，当一根筛轴磨损或者一台驱动电机发生故障时，并不影响整台筛煤机的筛分工作。

滚轴式筛煤机的缺点：①有时出现卡轴甚至断裂现象；②有时出粒尺寸控制不好；③筛轴磨损及电机烧坏后更换零部件成本较高。

4 结语

目前，锅炉机组输煤系统中，通轴式与滚轴式筛煤机已经取代落后的托辊式筛煤机，具体选择哪种结构形式，还需要结合实际做大量的调研工作。