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啤嶺機(jī)電設(shè)備（上海）有限公司
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筒型球磨機(jī)軸瓦燒損原因及改進(jìn)

2013-10-24

胡尚誠(chéng)
（河門口發(fā)電廠，617065）
　　摘　要：為了解決球磨機(jī)軸瓦燒損問(wèn)題，河門口發(fā)電廠針對(duì)此問(wèn)題，經(jīng)過(guò)幾年的研究及試驗(yàn)，提出了改進(jìn)軸瓦溫度測(cè)點(diǎn)位置，軸瓦澆鑄及刮瓦工藝、調(diào)整球磨機(jī)膨脹間隙、增加回油通流能力等綜合治理措施，達(dá)到了連續(xù)六年多無(wú)軸瓦燒損的良好效果。
　　關(guān)鍵詞：火電廠；滾筒球磨機(jī)；燒軸瓦
　　1　前言 
　　 磨煤機(jī)是電廠鍋爐的主要輔助設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著鍋爐燃煤的研磨任務(wù)，普遍存在軸瓦燒損、漏粉、漏油、磨損等問(wèn)題。特別是采用靜壓注射潤(rùn)滑軸瓦方式的筒型球磨機(jī)，其軸瓦燒損頻繁，一旦軸瓦燒損后，恢復(fù)性檢修的勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)用高，工期長(zhǎng)，嚴(yán)重威脅鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，很多電廠為避免或減少軸瓦的燒損，對(duì)此進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索，但效果甚微。河門口發(fā)電廠針對(duì)該廠十二臺(tái)球磨機(jī)存在的共性問(wèn)題，從1989年起開展了技術(shù)攻關(guān)研究，達(dá)到了連續(xù)六年多無(wú)軸瓦燒損的良好效果。
　　2　設(shè)備概況
　　河門口發(fā)電廠共裝有六臺(tái)中、高壓鍋爐， 每臺(tái)爐配置兩臺(tái)由沈陽(yáng)重型機(jī)械廠生產(chǎn)的筒型球磨機(jī)，型號(hào)為DTM250/360和DTM287/410。球磨機(jī)的潤(rùn)滑油系統(tǒng)屬于低位油箱集中供油，高位油箱靜壓注射軸瓦及減速器齒輪供油方式。
　　低位油箱：低于零米地面2.5m，容積2.5m3。
　　高位油箱：標(biāo)高12m，容積0.8m3。
　　油泵：CBZ-50A，出力28kg/min，工作壓力1.3MPa，出口壓力0.30-0.35MPa。
　　球磨機(jī)軸瓦鎢金材料：Chpbsh16-16-8。
　　3　球磨機(jī)軸瓦燒損原因
　　1985-1989年期間，河門口電廠共發(fā)生球磨機(jī)軸瓦燒損六臺(tái)次，Z嚴(yán)重的一次軸瓦燒損產(chǎn)生了“抱軸”現(xiàn)象，致使修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)萬(wàn)元之多。根據(jù)多次燒瓦事故，經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析后，發(fā)現(xiàn)軸瓦燒損不外乎如下幾個(gè)方面的原因。
　　1）球磨機(jī)軸瓦溫度測(cè)點(diǎn)位置不合理，不能真實(shí)反應(yīng)軸瓦溫度。運(yùn)行規(guī)程按制造廠設(shè)計(jì)要求規(guī)定軸瓦報(bào)警溫度為50℃，回油溫度不超過(guò)48℃，而當(dāng)軸瓦溫度報(bào)警時(shí)，已發(fā)生了軸瓦燒損，說(shuō)明規(guī)定控制溫度遠(yuǎn)高于保護(hù)軸瓦的溫度，因?yàn)檩S瓦鎢金的軟化溫度為110℃。
　　2）潤(rùn)滑油回油系統(tǒng)回油能力不足。為了防止軸瓦端泄回油槽不漏油，一般關(guān)小軸瓦進(jìn)油門運(yùn)行，當(dāng)油中機(jī)械雜質(zhì)過(guò)多時(shí)，堵塞進(jìn)油管上的節(jié)流孔或軸瓦上蓋的注油孔，引起軸瓦斷油燒損。另外，進(jìn)油門處于半開狀態(tài)，受振動(dòng)的影響引起油門自動(dòng)關(guān)閉也易造成斷油燒軸瓦。
　　3）球磨機(jī)罐體安裝時(shí)，預(yù)留膨脹間隙不足，造成承力軸承軸瓦與軸頸油檔磨損發(fā)熱引起燒瓦。
　　4）球磨機(jī)軸瓦鎢金的澆鑄工藝不當(dāng)及大修中刮瓦質(zhì)量欠佳，一方面引起鎢金龜裂、脫胎，另一方面造成軸瓦油膜破壞，以及軸瓦同心度過(guò)差造成軸瓦承載能力降低，三個(gè)方面均會(huì)引起軸瓦燒損。
　　5）運(yùn)行人員監(jiān)控、操作不當(dāng)，球磨機(jī)進(jìn)出口熱風(fēng)溫度過(guò)高等，也是燒損軸瓦的一個(gè)重要因素。
　　4　防止軸瓦燒損的改進(jìn)措施
　　4.1 軸瓦溫度測(cè)點(diǎn)的位置改進(jìn)
　　改前軸瓦溫度測(cè)點(diǎn)安裝在軸瓦鎢金層下方的鑄鐵件內(nèi)，如圖所示，測(cè)點(diǎn)距鎢金底層50mm，設(shè)計(jì)報(bào)警溫度50℃。
　　改進(jìn)溫度測(cè)點(diǎn)，直接將測(cè)溫元件安裝在軸瓦承載區(qū)的鎢金層內(nèi)，如圖。

軸瓦測(cè)溫點(diǎn)改進(jìn)示意圖
　　溫度引線固定在軸瓦回油槽內(nèi)，從中分面鉆孔引出。鎢金及軸承座的導(dǎo)熱系數(shù)是常量，在同等運(yùn)行工況下假定改前和改后軸頸對(duì)軸瓦的傳熱量保持不變，那么，測(cè)溫點(diǎn)的溫度梯度dt/dr=常量。由此式可知，測(cè)溫點(diǎn)離軸瓦鎢金層愈遠(yuǎn)，即dr愈大，溫度差也越大，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)軸瓦報(bào)警溫度時(shí)，改前測(cè)點(diǎn)處的實(shí)際溫度大于改后測(cè)點(diǎn)處的溫度，由此可說(shuō)明，改后測(cè)溫點(diǎn)顯然能降低溫度梯度，起到真實(shí)反映軸瓦溫度，保護(hù)軸瓦的作用。
　　改后溫度測(cè)點(diǎn)與改前測(cè)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，改后測(cè)點(diǎn)反映的溫度比改前提高了10℃左右，即當(dāng)改后測(cè)點(diǎn)溫度達(dá)到50℃時(shí)，改 前僅40℃以下。因此，原測(cè)溫點(diǎn)報(bào)警時(shí)，軸瓦溫度已到了60℃以上，軸瓦勢(shì)必發(fā)生燒損。測(cè)點(diǎn)位置改進(jìn)后，運(yùn)行中多次發(fā)現(xiàn)軸瓦溫度到50℃報(bào)警，停磨檢查，未發(fā)現(xiàn)軸瓦燒損的痕跡，實(shí)踐證明改進(jìn)測(cè)溫點(diǎn)能真實(shí)反映軸瓦溫度。為提高其可靠性，規(guī)程仍規(guī)定軸瓦的報(bào)警溫度不超過(guò)50℃，回油溫度不超過(guò)48℃。
　　4.2 移動(dòng)球磨機(jī)軸承座臺(tái)板保證罐體膨脹間隙
　　DTM287/410球磨機(jī)有三臺(tái)存在膨脹間隙不足，安裝預(yù)留膨脹間隙僅4-6mm，造成軸頸油檔磨損發(fā)熱，曾經(jīng)以車削降低軸瓦鎢金寬度等方式來(lái)補(bǔ)償膨脹間隙，也只能達(dá)到6-8mm，而實(shí)際膨脹間隙需要8-12mm。 軸瓦鎢金寬度降低后，壓強(qiáng)升高，PV值增大，既易造成潤(rùn)滑油被擠出，破壞滑膜，又造成軸瓦承載能力降低，引起軸瓦發(fā)熱燒損。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，采取了治本的辦法，將球磨機(jī)進(jìn)出口承座臺(tái)板螺孔擴(kuò)成槽形，移動(dòng)臺(tái)板，將膨脹間隙調(diào)整到14-15mm，接近或達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　4.3 改進(jìn)軸瓦的補(bǔ)澆及刮瓦工藝
　　4.3.1 軸瓦補(bǔ)澆工藝
　　電廠補(bǔ)澆或全澆軸瓦鎢金，一般采用氧-乙炔火焰進(jìn)行，澆瓦質(zhì)量的高低直接關(guān)系到鎢金是否裂紋、脫胎。一旦發(fā)生這種情況，就容易引起軸瓦燒損。為解決此問(wèn)題，河門口發(fā)電廠曾多次試驗(yàn)，要么火焊溫度掌握不好，造成鎢金硬度高而脆裂，要么掛錫不牢，引起鎢金脫胎，新工藝試驗(yàn)如下。
　　1）軸瓦油污的清洗：軸瓦清洗度的高低決定了軸承座掛錫的牢固性，因此，改進(jìn)清洗油污的方法至關(guān)重要。通過(guò)試驗(yàn)，采用磷酸三鈉溶液浸泡，軸承座冷卻水室通蒸汽加熱恒溫，這種方式比原來(lái)的溫水浸泡方法更容易將油污清洗干凈。
　　2）鎢金的澆鑄或補(bǔ)焊工藝：首先利用低溫蒸汽預(yù)熱軸座，使溫度均勻，澆鑄鎢金時(shí)，從軸承座的燕尾槽開始，待其堆滿后，再采取分層堆焊，連續(xù)施焊工藝，邊堆焊邊檢查有無(wú)脫胎、裂紋、過(guò)熱現(xiàn)象。一般采用聽聲音法檢查脫胎，修刮方式檢查裂紋。過(guò)熱表現(xiàn)在硬度高，呈脆性，修刮時(shí)鎢金呈粉狀，以此來(lái)調(diào)節(jié)火焊溫度及速度。值得注意的是熔合鎢金的速度要快，以保證其塑性，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱。
　　4.3.2 鎢金修刮工藝
　　軸瓦處于液體潤(rùn)滑狀態(tài)，因此，軸瓦鎢金層與軸頸之間必有一層油膜承載，其油膜的承載能力取決于油膜的厚度及穩(wěn)定性，這就要求修刮軸瓦工藝及質(zhì)量要高，電廠一般采用刮點(diǎn)與磨合方式，保證軸瓦與軸頸的接觸點(diǎn)每25×25mm面積有3點(diǎn)以上，接觸點(diǎn)受球磨機(jī)起動(dòng)初期磨合的影響，部分接觸點(diǎn)要被研磨掉，因此，采取軸瓦刮點(diǎn)與拉交叉鈄線槽的方式相結(jié)合，更有利于軸瓦油膜的穩(wěn)定形成，鈄線槽控制在承載區(qū)60度范圍內(nèi)，深度不大于0.05～0.10mm，起始點(diǎn)與軸端泄面保持在50mm以上，避免油從鈄線槽直接溢出。
　　4.4 增加回油通流能力的改進(jìn)
　　球磨機(jī)進(jìn)出口軸瓦回油管，廠家采用單邊回油，通流能力低，單邊回油管極易堵塞，因此，從軸瓦座回油槽底部?jī)蓚?cè)各引一路回油管，既滿足了回油通流能力，又增加了軸承的散熱效果，因?yàn)榍蚰C(jī)循環(huán)供油系統(tǒng)，軸承本身的散熱很小，絕大部分熱量是通過(guò)回油帶走。另外，雙回油管路又改善了油中煤粉、機(jī)械雜質(zhì)容易引起堵塞的不利因素，同時(shí)避免了軸承漏油。
　　4.5 防止煤粉進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)污染油質(zhì)的措施
　　球磨機(jī)進(jìn)出口跑粉勢(shì)必造成煤粉從軸瓦動(dòng)、靜結(jié)合面進(jìn)入油中，污染油質(zhì)，磨損軸瓦，堵塞油管，為此采取了以下防范措施。
　　1）進(jìn)出口軸瓦上蓋加裝擋粉罩殼，因?yàn)樯仙w頂部與軸頸之間的間隙大于其它部位，跑粉時(shí)，煤粉很容易從此處進(jìn)入軸瓦間。
　　2）低位油箱原來(lái)兩側(cè)球磨機(jī)公用改成各自獨(dú)立的油箱，用連通門調(diào)節(jié)事故油位，避免兩側(cè)油系統(tǒng)交叉污染。
　　3）高位油箱加裝沉積煤粉及機(jī)械雜質(zhì)的裝置，防止?jié)櫥投挝廴尽?
　　4）加強(qiáng)運(yùn)行管理，提高值班質(zhì)量，防止球磨機(jī)跑粉。
　　5　效果評(píng)價(jià)
　　河門口發(fā)電廠從1989年2月開始，逐步對(duì)球磨機(jī)實(shí)施改進(jìn)，取得了顯著的效果。
　　5.1 防止了軸瓦燒損事故發(fā)生
　　六年多時(shí)間內(nèi)未發(fā)生一次軸瓦燒損事故，運(yùn)行中多次發(fā)現(xiàn)軸瓦溫度到48℃-50℃報(bào)警，停運(yùn)球磨機(jī)檢查，均未發(fā)生軸瓦燒損痕跡，經(jīng)分析一般是螺旋導(dǎo)管與料斗磨擦發(fā)熱，進(jìn)口風(fēng)溫過(guò)高，回油系統(tǒng)冷卻水量小等引起軸瓦溫度上升。
　　5.2 節(jié)約材料
　　1985年～1989年與1989年～1995年相比較，由于無(wú)軸瓦燒損修補(bǔ)及澆鑄直接節(jié)約修復(fù)費(fèi)用達(dá)10萬(wàn)元以上，潤(rùn)滑油污染減緩后，年節(jié)約機(jī)油8-10t，價(jià)值5-7萬(wàn)元。
　　5.3 檢修勞動(dòng)強(qiáng)度降低
　　近幾年大修中，檢查軸瓦無(wú)脫胎、裂紋現(xiàn)象，加上無(wú)燒軸瓦事故發(fā)生，降低了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
來(lái)源：《四川電力技術(shù)》1997年增刊1