降低HP1003型磨煤机磨辊轴承损坏率

贾本康

（国电蚌埠发电有限公司，安徽 蚌埠 233411）

0 前言

国电蚌埠发电有限公司一期2×600MW机组制粉系统采用中速磨煤机以及风机正压直吹式，一个锅炉配备了6台机器，每台带锅炉的一层燃烧器。设计为12台上海重型机械厂生产的HP1003型中速碗式磨煤机。

在运行过程中，磨煤机中的密封件由于长期在高温、含煤渣热粉的工况下运行，密封件的使用周期也比机组的大修期短得多，经常出现漏风漏粉及磨辊漏油的现象。同时磨辊进煤粉引起的磨辊轴承损坏故障时有发生，给设备和机组的安全稳定运行带来重大隐患，严重影响了机组的经济效益。因此，对磨煤机密封件进行改造以降低磨辊轴承故障率势在必行。

1 现状调查

国电蚌埠发电有限公司一期2×600MW机组制粉系统设计为6台上海重型机械厂生产的HP1003型中速碗式磨煤机。#1、#2机组投产以来磨煤机运行状况总体良好，但磨煤机各主要易损件使用周期短、更换频率较高。具体更换统计如图1、表1所示。

从图1、表1可以清楚地发现磨辊轴承损坏率较高，主要是因为机器的工作环境比较恶劣，在磨辊的周围全是大大小小的煤粉颗粒，而且密封的风压比较低，密封的时候方式不对，这就造成了粉尘很容易进入磨辊装置轴承箱，这种情况对于润滑油的影响很大，油质会变差，如此一来磨煤机振动就会变大，更强烈的振动对密封圈是一种严重的损毁，这样就会产生一种恶性循环，直至磨辊轴承损坏或者磨辊停转发生。如果要更换磨辊，就需要强琢磨煤机停止运行，而且维修的时间也很长，这对于整个机组的运行安全是一种很大的影响。此外，这种振动很可能会对减速机造成大的损伤，磨辊轴承价格也不低，对于维护费用是一种很大的消耗，占用了大量检修维护费用。

表1

2 原因分析

2.1 内、外置气密封间隙增大导致密封风流失

在机器运行时，正常情况下，密封风母管供风量应该是70.75 m³/min，但是因为有一些灰粉在冷一次风来的密封风中，而且机器运行中会产生石子煤粉颗粒，这2种粉尘颗粒在磨碗转动的作用下会直接增大磨碗传动盘与内、外置气密封磨损间隙，这会大量流失密封风。

2.2 磨辊密封室内密封风与外部一次风压差低

在将损坏后的设备进行解体后，经过检查计算和分析，磨辊在正常工况下密封风有效压力为P=12kPa～15kPa。如果磨煤机工作运行的周期很长，磨辊座盖、裙盖装置以及耐油环抗耐磨性能低，再加上各种粉尘的磨损和冲刷，各部分的间隙会进一步加大，这就会更加进一步流失磨辊密封室内密封风。

如果磨辊密封风压力比外部一次风压力低，煤粉就会跟着热一次风进入密封室，会直接磨损磨辊骨架油封外保持套，高温对骨架油封长期作用会加速其炭化，这就大大地缩短了骨架油封的使用时间。除此之外，煤粉对于润滑油的影响也很大，这就会导致磨辊轴承损坏，也就减少了磨辊轴承的使用时间。

图1 磨煤机备件使用率

2.3 磨辊密封件的质量及安装工艺

磨辊头和磨辊轴的密封是机械式的密封，密封面是3层骨架油封和与磨辊轴紧力配合的耐油套，是嵌入磨辊座盖内的。在机器的运行过程中，磨辊头的转动以及轴承的窜动都会使骨架油封产生磨损。

磨煤机在碾磨过程中，磨辊头的长久旋转会导致油封与磨辊轴耐磨套产生摩擦损坏；机器之前的密封风处于磨辊装置外，煤粉被密封风吹走时很可能会被带到密封圈内。由于煤粉很细小但很坚硬，所以会加剧油封和耐磨套的磨损，造成油封损坏、磨辊轴承箱进粉，润滑油的油质变差，甚至会造成磨辊轴承的损坏、磨辊停转。

3 技术改进

3.1 磨煤机外气封密封改造

该公司磨煤机外气封采用碳精环密封，由于碳精环材质缺乏弹性，不能及时的补偿间隙，导致煤粉、密封风外漏，为此，小组对外气封进行密封改造：在原密封下方装设动环密封装置，对设备长期运行产生的偏心、间隙等缺陷起到及时地补偿，密封效果显著提高。

与此同时，根据磨煤机的运行工况和检修维护经验，经过反复测试和试验，发现磨碗传动盘外置气封间隙为0.5±0.07 mm，应该缩小到0.4±0.05 mm，这样就能使磨碗传动盘与气封齿旋转时能保持小而均匀的间隙，也不会对机器的正常运行产生较大的影响，这样就会大大地减少密封风的漏风量，保证磨煤机密封风母管供风量。

3.2 磨辊各部密封间隙改进调整

为了不使磨辊座盖与裙盖装置间隙磨损过大，流失更多的密封风，在原磨辊裙盖装置外补焊圆钢（Φ8 mm）使裙盖与磨辊座盖套轴向间隙从12 mm缩小到4 mm，裙盖顶部与磨辊座盖面间隙从10 mm调整为2 mm。使因部件的磨损导致密封风量不足引起的煤粉不会进入，对磨辊轴承、骨架密封、磨辊座盖等部件的使用时间都能延长。

3.3 磨煤机进行定期维护检查，保持良好工况

加强对石子煤排放情况的巡视检查，并对磨煤机进行定期维护：检查弹簧加载装置预载力（预载力29.3MPa）、叶轮可调罩间隙（调整值8 mm～10 mm）、磨辊装置与磨碗底衬板间隙（6 mm），磨辊轴颈头间隙（1 mm～1.5 mm）、磨煤机刮板、磨辊磨损量等是否满足运行要求。

3.4 骨架油封安装工艺改进

磨煤机磨辊头与磨辊轴是机械密封的，密封面为3 层骨架油封原安装顺序为1层油封、2层灰封，是嵌入磨辊座盖内的，通过反复研究现改为1层灰封、2层油封。在更换骨架油封时用清洁的润滑脂涂遍骨架油封，确保双唇间填满润滑脂并安装到位，尽可能使油封与转轴保持同心，使油封平面与轴表面保持90°交角，密封性能得到进一步提高。

4 安全经济性评价

4.1 效果检查

（1） 通过对磨煤机机座动环密封改造后，外气封漏风明显减小，噪声减弱，现场粉尘污染得到改善，密封风系统压力提高。具体参数见表2、表3。

表2

表3

（2）截至2016年1月，2台机组12台磨煤机磨辊密封间隙改造全部完成，经济效益明显。到目前为止，12台磨煤机工作情况很稳定，不需要提前更换磨辊的情况，锅炉辅机设备的可靠性有了很大的提高，有效减少了维护成本。

4.2 效果确认

（1）磨煤机外气封改造后同一负荷密封风压提高1.2 kPa，密封风机电耗降低20A，每年可节13万度电，节约电耗约6万元。与此同时，不再出现由于部件的磨损导致密封风量不足引起煤粉进入的情况，提高了磨辊轴承、骨架密封、磨辊座盖等部件的使用寿命。现场安全文明生产状况得到进一步的改善。

（2）改造磨辊密封间隙之后备件的使用寿命得到了明显的延长，磨辊轴承损坏率大大降低，大概减少了18%，很少有检修的情况出现，有效地避免了轴承损坏等各类事故，明显提升了设备的安全性能，大大降低了维护成本。

4.3 费用统计

通过以上技改2台机组每年可节约轴承费：14套×5万元/套=70万元；节约骨架油封费：14×3只×0.5万元/只=21万元；累计节约91万元（尚不含检修人工费、材料费）。而磨辊装置加装机座动环密封的材料、人工费为25万元。因此经济效益显著。

4.4 制定巩固措施

该小组在课题取得上述效果后，并持续改进：制定相应的巩固措施：编制《检修规范》及《定期工作标准》进一步完善制度，使措施标准化，成果得到不断的巩固和扩大。

5 结语

通过对12台磨煤机磨辊装置进行外气封密封改造、磨辊各部密封间隙改进调整、骨架油封安装工艺等一系列改进，磨煤机运行状况改善、磨辊振动正常，对各个磨辊轴承箱的油质油位检查情况良好，磨辊轴承故障率大幅降低，对于磨煤机运行的安全起到了很好的保障作用，同时也对维护成本进行了控制，有效地降低了成本。