中速平盤磨煤機(jī)震動(dòng)的原因分析及解決方法畢業(yè)論文.doc

中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中國(guó)石油大學(xué)（北京）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）中速平盤磨煤機(jī)震動(dòng)的原因分析 及解決方法姓 名：楊維學(xué) 號(hào)：904626性 別：男專 業(yè): 機(jī)械制造及其自動(dòng)化批 次：0709電子郵箱：qqfy_聯(lián)系方式習(xí)中心：寧夏奧鵬學(xué)習(xí)中心指導(dǎo)教師：孫梅玉 2011年9月18日6中速平盤磨煤機(jī)震動(dòng)的原因分析及解決方法摘 要本文介紹中速平盤磨煤機(jī)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用，以及根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中中速平盤磨煤機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)狀來(lái)分析磨震動(dòng)的原因，并根據(jù)磨的結(jié)構(gòu)特性，改變機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)，調(diào)整磨運(yùn)行狀況，從而解決中速平盤磨煤機(jī)的震動(dòng)問(wèn)題。關(guān)鍵詞：中速平盤磨煤機(jī)；震動(dòng)；煤質(zhì)；襯板目錄第一章 引 言41.1 介紹41.2 行業(yè)概述4第二章 中速平盤磨煤機(jī)的基本構(gòu)造52.1 中速磨的結(jié)構(gòu)和工作原理52.2 中速磨的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)52.3 中速磨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)6第三章 中速平盤磨煤機(jī)運(yùn)行中的一些基本問(wèn)題73.1 煤質(zhì)對(duì)中速磨煤機(jī)的運(yùn)行影響73.2 中速磨煤機(jī)易磨件的壽命問(wèn)題73.3 中速磨煤機(jī)配風(fēng)問(wèn)題8第四章 中速平盤磨煤機(jī)震動(dòng)原因分析94.1 煤質(zhì)分析94.2 易磨件及配風(fēng)分析9第五章 解決中速平盤磨煤機(jī)震動(dòng)的方法研究115.1 磨煤機(jī)擋環(huán)改進(jìn)115.2 保持氮?dú)饽彝旰寐?15.3 及時(shí)調(diào)整磨間隙115.4 對(duì)襯板的維護(hù)12參考文獻(xiàn)13第一章 引 言1.1 介紹中國(guó)石油寧夏石化公司水汽部共有三臺(tái)高壓燃煤鍋爐，每臺(tái)鍋爐配有一臺(tái)中速平盤磨煤機(jī)，組成直吹式制粉系統(tǒng)。該磨煤機(jī)型號(hào)為L(zhǎng)M18.20-LDS32Z，磨煤能力為24.2t/h，煤粉細(xì)度要求75%（通過(guò)200目篩子）和100%（通過(guò)60目篩子），煤粉水分要求1.0%，其驅(qū)動(dòng)方式電機(jī)減速機(jī)磨盤，電機(jī)功率295KW，減速比為1/23，額定電流為40A。本文已該磨煤機(jī)作為樣板，來(lái)分析中速平盤磨煤機(jī)震動(dòng)原因，并根據(jù)該磨煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況的改變及其部件的改進(jìn)，消除震動(dòng)的效果，從而提出該類磨煤機(jī)消除震動(dòng)的方法。1.2 行業(yè)概述近年由于能源短缺，尤其國(guó)家對(duì)優(yōu)質(zhì)煤資源的限制開(kāi)采方針，造成各大電力、化肥等公司原材料成本大幅上升，各個(gè)公司分別降低原材料引進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)，從而使鍋爐燃煤情況明顯惡化，磨煤機(jī)震動(dòng)、磨損情況加劇。在這種形勢(shì)下如何提高磨煤機(jī)運(yùn)行周期，是各公司減少維修次數(shù)，降低維修成本，維持長(zhǎng)周期運(yùn)行的基本問(wèn)題之一。第二章 中速平盤磨煤機(jī)的基本構(gòu)造2.1 中速磨的結(jié)構(gòu)和工作原理中速磨內(nèi)部空間布置二個(gè)相對(duì)的棍子均勻地分布在磨盤滾道上，其輥套繞著固定輥軸在磨盤上滾動(dòng)。磨棍與磨盤之間靠液壓裝置施加壓于壓緊彈簧傳力并通過(guò)杠桿直接傳到基礎(chǔ)上。采用氮?dú)饽覂?chǔ)能變壓加載傳動(dòng)力能保證磨煤機(jī)更好地適應(yīng)變工況運(yùn)行。磨煤機(jī)下磨盤在電機(jī)、減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)磨棍做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，原煤從中央加料口進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的磨盤，在離心力的作用下被甩到磨環(huán)滾道，依靠棍子與磨環(huán)間碾壓、擠壓作用把煤磨制成煤粉；同時(shí)干燥的一次鳳從四周環(huán)形風(fēng)道送人到磨煤機(jī)把磨好的的煤粉進(jìn)行干燥并輸送到煤粉分離器中進(jìn)行分離，合格的煤粉送入一次風(fēng)管，不合格的煤粉重新回到磨煤機(jī)中再磨；一些難磨的雜物（煤矸石等）被甩至廢料箱中，人工排出。2.2 中速磨的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，占地少，金屬消耗少，投資低，磨煤電耗低，噪聲小，煤粉的均勻性好。缺點(diǎn)：磨煤機(jī)部件易磨損，不易磨硬質(zhì)煤和灰分大的煤，對(duì)石塊、木塊、鐵塊較為敏感，同時(shí)由于熱風(fēng)溫度不易過(guò)高，所以在磨制水分大的煤時(shí)較為困難，另外結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需嚴(yán)格地定期檢修，對(duì)煤種有一定的選擇性，一般用于磨制煙煤包括貧煤。2.3 中速磨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、磨棍直徑大，滾動(dòng)阻力小，故出力特性好，電耗低，耐磨材料壽命長(zhǎng)。2、轉(zhuǎn)速低，出力平穩(wěn)，噪音低，碾磨效率高。3、磨棍的擺動(dòng)優(yōu)勢(shì)，對(duì)煤中的鐵塊、木塊、石塊適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)鐵塊有拔甩功能。4、采用固定的鉸軸支撐磨棍，使磨棍在磨盤上有一定的傾斜度，1215，同時(shí)具有擺動(dòng)優(yōu)勢(shì)，提高了耐磨件的使用壽命，碾壓煤層制粉效率高。5、磨棍與磨盤端面形狀相配，保證了良好的碾磨效果，確保磨煤機(jī)的后期出力。6、磨棍加載負(fù)荷直接傳至基礎(chǔ)，以靜定系統(tǒng)均勻傳遞碾磨力，磨煤機(jī)外殼不承受重大載荷，磨煤機(jī)穩(wěn)定性好。7、采用變加載力，碾磨效率高。8、煤粉均勻度好高，靜態(tài)分離器為n=1.01.2，動(dòng)態(tài)分離器n=1.21.4。9、可帶負(fù)荷啟動(dòng)，且布置緊湊，檢修方便安全。第三章 中速平盤磨煤機(jī)運(yùn)行中的一些基本問(wèn)題3.1 煤質(zhì)對(duì)中速磨煤機(jī)的運(yùn)行影響1、中速磨煤機(jī)較適應(yīng)的煤種為煙煤（包括貧煤）。煙煤：一般為粒狀、小塊狀，也有粉狀的，多呈黑色而有光澤，質(zhì)地細(xì)致，含揮發(fā)分30%以上，燃點(diǎn)不太高，較易點(diǎn)燃；含碳量與發(fā)熱量較高，燃燒時(shí)上火快，火焰長(zhǎng)，有大量黑煙，燃燒時(shí)間較長(zhǎng)；大多數(shù)煙煤有粘性，燃燒時(shí)易結(jié)渣。由于煙煤煤質(zhì)較軟，哈氏可磨系數(shù)較低，中速磨煤機(jī)在碾壓該煤種磨損最小。2、原煤的好與壞直接影響磨煤機(jī)運(yùn)行周期。原煤煤矸石過(guò)多或含有大量塊狀雜質(zhì)，會(huì)增加磨煤機(jī)磨棍碾壓負(fù)荷，電流波動(dòng)，電耗增加，磨輥運(yùn)行周期減少，磨棍疲勞斷裂，甚至有大塊雜質(zhì)卡在磨輥與磨環(huán)中間，造成磨煤機(jī)過(guò)電流跳車或其內(nèi)部元件損壞。3.2 中速磨煤機(jī)易磨件的壽命問(wèn)題中速磨不可以在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)添加鋼球等方法來(lái)解決磨件的磨損問(wèn)題，同時(shí)中速磨煤機(jī)的碾磨件磨損后會(huì)帶來(lái)出力下降，煤粉細(xì)度變粗等問(wèn)題，因此中速磨煤機(jī)易磨件的壽命問(wèn)題在中速磨運(yùn)行過(guò)程中很重要。中速磨的碾磨部件磨棍和襯板是易磨部件，其壽命主要取決于三個(gè)因素：一是碾磨件所用耐磨材料的性能；二是煤的磨損指數(shù)和磨煤機(jī)的運(yùn)行參數(shù)；三是中速磨煤機(jī)易磨部件在失效前可供磨損的金屬量，即有效碾磨金屬量。目前各中速磨煤機(jī)碾磨件采用的材料基本相同，主要為鎳鉻合金及高鉻鑄鐵。但各類型中速磨碾磨部件之間的配合形式有較大的區(qū)別。寧夏石化公司所用磨煤機(jī)由于磨棍和磨盤之間沒(méi)有預(yù)留間隙，但也不存在碰撞沖擊現(xiàn)象，因此用中等硬度的材質(zhì)。碾磨件之間的配合形式同時(shí)也決定了碾磨件磨損的均勻程度，寧夏石化公司所用磨煤機(jī)的輪胎形磨棍直徑較大，同時(shí)碾磨面較窄，磨棍磨盤之間緊密接觸，接觸面為圓弧形。輥輪與磨盤之間傾斜角可在1215范圍內(nèi)擺動(dòng)，從而改變輥輪的磨損面，因此磨損較均勻，有效碾磨金屬含量較高，壽命較長(zhǎng)。在整個(gè)壽命期間，磨煤機(jī)的出力和細(xì)度基本保持不變。煤的磨損指數(shù)（哈氏可磨系數(shù)）對(duì)中速磨煤機(jī)的壽命影響是很大的，中速磨煤機(jī)選用1.2Ke2.0的煤質(zhì)，所以煙煤是最好的選擇。3.3 中速磨煤機(jī)配風(fēng)問(wèn)題一般電站鍋爐對(duì)煤質(zhì)要求并不嚴(yán)格，但對(duì)煤粉細(xì)度有嚴(yán)格的要求。寧夏石化公司三臺(tái)鍋爐煤粉細(xì)度要求為75%（通過(guò)200目篩子）和100%（通過(guò)60目篩子）。在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，煤粉細(xì)度的選擇主要是取決于：（1）煤的燃燒性能（煤的揮發(fā)分高，灰分少，煤粉就可粗些）；（2）煤的燃燒方式、爐膛熱負(fù)荷等，爐膛的容積熱負(fù)荷低，容許的火焰行程較長(zhǎng)，煤粉可以粗些；（3）煤粉的均勻性指數(shù)越大，過(guò)大煤顆粒占的比例就越少，允許煤粉也就相對(duì)粗些。煤粉細(xì)度與磨煤機(jī)出力是相關(guān)的，這就要保證磨煤機(jī)通風(fēng)量與煤量成一定比例，通風(fēng)量過(guò)大鍋爐易脫火，通風(fēng)量過(guò)小磨煤機(jī)易堵煤。磨煤機(jī)環(huán)形氣流速度應(yīng)選擇一合理數(shù)值，以保證研磨區(qū)具有良好的空氣動(dòng)力特性，即氣流應(yīng)能托起大部分煤粒，但僅攜帶少量煤粒進(jìn)分離器，其余部分仍返回碾磨區(qū)，在碾磨區(qū)元件周圍形成一定厚度的循環(huán)煤層，以便保證一定的磨煤出力，減少石子煤的排放量。風(fēng)環(huán)氣流速度過(guò)低，不僅會(huì)降低磨煤出力，而且煤粉過(guò)細(xì)，石子煤排放量增加；流速過(guò)高，又會(huì)使煤粉變粗，阻力增大，通風(fēng)電耗增加。因此，環(huán)形氣流速度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，這可以通過(guò)控制風(fēng)環(huán)間隙實(shí)現(xiàn)。第四章 中速平盤磨煤機(jī)震動(dòng)原因分析通過(guò)對(duì)中速平盤磨煤機(jī)所用煤質(zhì)、易磨件、配風(fēng)的了解，就可以找到磨煤機(jī)震動(dòng)原因的著手點(diǎn)。下面根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況我們分析寧夏石化公司所用的中速平盤磨煤機(jī)煤質(zhì)、易磨件、配風(fēng)。4.1 煤質(zhì)分析近年來(lái)，由于國(guó)內(nèi)煤炭資源短缺，尤其冬季用煤形勢(shì)緊張，公司所進(jìn)原煤煤質(zhì)大不如前，煤內(nèi)摻雜煤矸石等大塊不易磨物質(zhì)增多，使得磨煤機(jī)運(yùn)行周期降低。自2008年1#、2#、4#磨煤機(jī)震動(dòng)明顯增大，因磨震動(dòng)引起的停車次數(shù)達(dá)到平均每年6次，嚴(yán)重影響到公司安全生產(chǎn)形勢(shì)。從取樣分析這幾年原煤的哈氏可磨系數(shù)的數(shù)據(jù)中可以看出，Ke平均在4.1左右，高時(shí)可達(dá)5.3。這就是由于其中煤矸石等耐磨物質(zhì)提高了哈氏可磨系數(shù)。4.2 易磨件及配風(fēng)分析由于煤質(zhì)的改變，加劇了磨震動(dòng)和易磨件的磨損。中速平盤磨煤機(jī)已不適應(yīng)該煤質(zhì)。在磨震動(dòng)加劇時(shí)和每次檢修后的廢料中都掏出大量未碾磨碎的煤矸石，鐵塊。這些物質(zhì)在磨煤機(jī)內(nèi)部靠磨棍碾磨，由于其質(zhì)量高，不易磨損，在磨棍未磨碎后被離心力甩至廢料箱，但這個(gè)過(guò)程中，磨棍碾磨強(qiáng)度增大，磨棍與磨盤間隙由于這些摻雜在磨盤上的硬物存在造成的煤層厚度不均從而大幅波動(dòng)，使輥套金屬疲勞度增大。這在磨煤機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，磨電流波動(dòng)增大，磨震值升高且波動(dòng)大和磨檢修周期縮短可以看出。在每次磨停運(yùn)檢修時(shí)，易磨件磨損嚴(yán)重，最近一次檢修中，磨煤機(jī)襯板磨損達(dá)面積（20cm30cm），磨損深度3.5cm，這極易造成磨煤機(jī)震動(dòng)。由于煤質(zhì)的變化，磨出力降低，保證鍋爐運(yùn)行，風(fēng)煤配比逐漸增大，增加了鍋爐的灰飛磨損。同時(shí)，一次風(fēng)量增大后，大量未磨碎也未能甩出的煤矸石在吹起后由于重力作用落下，一部分沉積在環(huán)形風(fēng)道內(nèi)，造成環(huán)形風(fēng)道堵塞，磨棍曲軸磨損加劇，當(dāng)曲軸磨細(xì)后，又易造成磨棍不平衡，磨煤機(jī)左右搖擺震動(dòng)。第五章 解決中速平盤磨煤機(jī)震動(dòng)的方法研究在分析了中速平盤磨震動(dòng)原因后，我們可以在磨煤機(jī)本身結(jié)構(gòu)和運(yùn)行調(diào)整、檢修維護(hù)中找到一些解決磨煤機(jī)震動(dòng)的方法，下面是我們提出一些方案。5.1 磨煤機(jī)擋環(huán)改進(jìn)這一點(diǎn)基于對(duì)增加磨煤機(jī)煤層厚度的考慮，由于煤質(zhì)改變后，煤矸石等耐磨異物增多，導(dǎo)致磨盤上煤層厚度不均，使磨煤機(jī)出現(xiàn)震動(dòng)。增高擋環(huán)后，磨盤上的煤通過(guò)磨盤旋轉(zhuǎn)的離心力甩出的幾率降低，磨盤上煤層厚度增加，從而使煤矸石等異物壓在煤層內(nèi)，保證磨盤與磨棍之間間隙均衡，磨棍碾磨平穩(wěn)。煤矸石等異物在運(yùn)行中逐漸移至擋圈處，然后甩出。增高擋環(huán)也可減少環(huán)形風(fēng)道出煤粉的沉積，降低環(huán)形風(fēng)道堵塞幾率。5.2 保持氮?dú)饽彝旰寐实獨(dú)饽沂悄ッ簷C(jī)碾磨時(shí)的主要緩沖裝置，保證氮?dú)饽业耐旰寐剩纱蟠笤黾幽ッ簷C(jī)在碾煤使發(fā)生的波動(dòng)。同時(shí)，控制好液壓油壓，防止液壓油壓過(guò)高，造成氮?dú)饽移屏选?.3 及時(shí)調(diào)整磨間隙由于煤質(zhì)運(yùn)輸存在不均衡性，煤矸石等大塊異物在煤內(nèi)分布不均，所以輸送到磨煤機(jī)內(nèi)的煤中含煤矸石多少的時(shí)間點(diǎn)也不同，這就需要我們?cè)谄綍r(shí)運(yùn)行過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)調(diào)整磨煤機(jī)間隙，在磨煤機(jī)震值增大，磨煤機(jī)電流波動(dòng)上升時(shí)要及時(shí)增大磨煤機(jī)間隙，從而保證一時(shí)期內(nèi)大量煤矸石等耐磨異物進(jìn)入磨煤機(jī)后造成磨煤機(jī)震動(dòng)甚至損壞。5.4 對(duì)襯板的維護(hù)磨煤機(jī)襯板磨損會(huì)使煤層厚度不均，高壓油壓不穩(wěn)，磨煤機(jī)震動(dòng)。對(duì)襯板的維護(hù)也是防止磨煤機(jī)發(fā)生震動(dòng)的關(guān)鍵。參考文獻(xiàn)1 芩可法，周昊，池作和著大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)中國(guó)電力出版