0、前言
筒式鋼球磨煤機(簡稱球磨機)具有一個直徑為2~4m,長為3~10m的圓柱形或圓錐形的滾筒,筒內裝有大量直徑為25~60mm的鋼球,滾筒轉速較低,一般為16~25轉/分,利用盛在滾筒內的鋼球的運動,通過撞擊、擠壓和研磨作用來完成磨煤過程。球磨機主要應用于發電、水泥生產等行業,球磨機燒大瓦事故時有發生,曾一度威脅著鍋爐的安全經濟運行。球磨機燒大瓦事故處理時需要頂磨、揭蓋、抽瓦和刮研等多道工序,不僅煩瑣,而且每次燒瓦刮研都要損失0.4~0.7mm厚的巴氏合金層,燒瓦刮研越嚴重,巴氏合金層損失就越多。在正常運轉時,巴氏合金層每年磨損厚度僅為0.13~0.15mm/年,這就意味著每次燒瓦后的軸瓦刮研,就會減少3.1~4.7年的使用壽命,由此可見研究球磨機燒瓦原因及預防措施具有重要的實際意義。本文結合永濟熱電廠3號鍋爐2號DTM287/410型球磨機發生的“燒大瓦”事故分析事故的發生原因,介紹解決辦法,以供借鑒。
1、球磨機燒大瓦原因分析。
大瓦發熱的原因是多種多樣的(見圖1),概括起來球磨機發熱、燒瓦原因主要有如下幾種:(1)空心軸頸制造加工粗糙,保管不善,軸頸出現各種缺陷,如結斑,錐度、橢圓度不合格,銹蝕、麻坑等,以致油膜破壞軸瓦;(2)隨著球磨機容量的增大,其體積、重量增加,相對剛性減弱受壓變形大,以及基礎墊鐵布置不合理,臺板嚴重變形,或者墊鐵未墊實,二次灌漿不飽滿或鑄件時效處理不夠,殘余應力引起變形,以致球心調節失靈燒瓦;(3)軸瓦刮研質量不好,鎢金澆鑄不好,脫胎、氣孔,軟硬不一;(4)潤滑油變臟、變質或選擇不當;(5)球面瓦卡澀,大罐膨脹間隙未留夠,大罐中心軸距誤差過大等。當前國內大多數球磨機采用刮瓦軸承,這種軸承瓦面刮研出的斑點,雖然可以儲存潤滑油,但卻無助于油膜的形成,還會將形成的油膜劃破,對軸瓦潤滑不利,導致發熱、燒瓦頻繁。
2、事故分析與處理
永濟熱電廠3號鍋爐2號球磨機型號為DTM28 7/410,1998年5月19日發生燒大瓦事故。經檢查球磨機簡體伸長15mm。出口襯瓦磨損2mm,入口襯瓦磨損8mm,出入口襯瓦全部燒壞,出入口襯瓦球面底部各向外移5mm。根據此情況當時采取如下檢修方案:(1)更換出入口襯瓦;(2)將出入口襯瓦球面座外移38mm,留出膨脹間隙15mm。但按此方案更換襯瓦后啟動試驗,襯瓦溫度很快上升,說明問題主要出在刮瓦質量不合要求,球磨機簡體就位不當上。當時試轉情況如下(回油溫度):
第一次:試轉時的初始溫度為38℃,開始時間為6月6日3:00(間下表)
表1 第一次試轉情況
啟動時間/min |
入口溫度/℃ |
出口溫度/℃ |
0 |
38 |
38 |
30 |
48 |
46 |
50 |
53 |
52 |
第二次:6月6日9:30~10: 00出入口溫度為55℃。
第三次:6月6日16: 00~16: 40人口溫度為50℃,出口溫度為52℃。
試轉時電機電流為100A(平時為80A)。
開上瓦蓋測量間隙,測量情況見表2、表3。
表2 出口瓦間隙
角度 |
塞尺深度 |
間隙 |
塞尺深度 |
間隙 |
塞尺深度 |
間隙 |
東南角 |
400 |
0.2 |
300 |
1.0 |
150 |
1.5 |
東北角 |
700 |
0.2 |
300 |
1.0 |
150 |
1.5 |
西南角 |
700 |
0.2 |
300 |
1.0 |
150 |
1.5 |
西北角 |
400 |
0.2 |
300 |
1.0 |
150 |
1.5 |
表3入口瓦間隙
角度 |
塞尺深度 |
間隙 |
塞尺深度 |
間隙 |
塞尺深度 |
間隙 |
東南角 |
400 |
0.2 |
50 |
1.0 |
- |
- |
東北角 |
500 |
0.2 |
50 |
1.0 |
- |
- |
西南角 |
300 |
0.2 |
150 |
1.0 |
- |
- |
西北角 |
600 |
0.2 |
300 |
1.0 |
150 |
1.2 |
人口空心軸上靠簡體擋油槽50~60mm處有一道槽深0.3mm,推力間隙2.7mm。
規程規定回油溫度不應超過40℃,主軸承溫度不應超過65℃,其它軸承溫度不應超過80℃,由于冷卻水初溫為38℃,回油溫度可適當放寬。重新刮研襯瓦,打磨空心軸。試轉后發現溫度還是高,同時襯瓦有沿徑向晃動的跡象,究其實質是簡體軸線彎曲,測量得數據如圖2所示。從測量數據可以看出,空心軸彎曲0.28mm,橢圓變形度為1.7mm,對空心軸進行研磨加工,使之達到完全合格。
3、消除及預防措施
球磨機“燒大瓦”事故的消除及預防主要是針對發熱、燒瓦原因采取相應措施,通常有:(1)認真檢查消除空心軸頸加工制造缺陷,采取磨軸或熱態重載刮研,以瓦配軸方法解決;(2)認真檢查消除變形,球面調心保證有可靠措施,合理布置基礎墊鐵,使之受力均勻、重荷不變形,球面瓦四角留0.25mm的間隙,球面瓦與座中心一致不偏不卡,調節靈活;(3)認真檢查軸瓦鎢金有無缺陷并消除,仔細刮研,保證質量;(4)認真選擇潤滑油保證由質清潔、油量充足,高壓油系統投入正常:(5)加強運行的監視檢查,嚴格施工檢修工藝等措施。
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