双进双出钢球磨煤机绞龙支撑杠断裂原因及改进方法

双进双出钢球磨煤机绞龙支撑杠断裂原因及改进方法

李德强

河南博奥建设有限公司  河南巩义 451200

摘要：双进双出钢球磨煤机是电厂系统中广泛采用的一种制粉设备，由于长期在复杂恶劣煤质的环境下高负荷运行，磨煤机绞龙体支撑杠经常性发生断裂，不仅影响了机组的安全经济运行，同时也增加了维护费用。本文针对支撑杠断裂原因进行了分析，提出了增加支撑杠数量及更换弹性支撑杠等措施，基本解决了支撑杠断裂难题。

关键词： 双进双出磨煤机；支撑杠；断裂；弹性支撑杠

1.设备简介

我厂3X300MW机组，每台炉设定三套BBD4060A双进双出磨煤机正压、直吹式制粉系统，每套制粉系统采用一台双进双出磨煤机。双进双出磨煤机的连续作业率高，煤粉出力和细度稳定，适应煤质广，能适应锅炉负荷大范围变化等优点。

磨煤机主要是由磨煤机筒体、减速机、慢速传动、螺旋输送装置、静压主轴承、密封风装置、混料箱、分离器、大小齿轮传动系统及主轴承润滑系统等组成，同时还配以加球装置、煤粉截止阀、隔音罩等辅助装置。

2.磨煤机绞龙体结构及工作原理

磨煤机绞龙体主要有绞龙片、中空轴、绞龙轴、绞龙支撑杠、和绞龙轴承构成。

绞龙片主要作用就是将落煤管来煤通过绞龙片旋入磨煤机筒体内，中空轴是热一次风和煤粉的通道，热一次风通过中空轴内的中空管进入磨机，使原煤和煤粉得到进一步干燥，干燥的煤粉被风从原煤入口的相反方向带出磨煤机筒体，风粉混合物在磨煤机出口，通道出粉管进入磨煤机分离器。

3.绞龙体支撑杠断裂的原因分析及影响

3.1支撑杠断裂原因

3.1.1绞龙体中心没找好，安装或更换绞龙支撑杠时，绞龙体四周与中空轴管距离不一致，导致中心误差大，绞龙体在运行过程中会出现晃动现象，加剧绞龙支撑杠损坏程度。

3.1.2绞龙支撑杠在安装时，支撑杠安装时必须垂直与绞龙体，不能有倾斜现象，如安装倾斜会导致在运行中支撑杠受力不均，产生应力加速支撑杠螺纹根部处断裂。

3.1.3绞龙体的绞龙片被原煤中的石块、木块等杂物卡住，磨煤机落煤管下部内衬脱落卡涩绞龙，都会致使绞龙体在运行过程中出现晃动现象，若不及时清理杂物，将会导致绞龙支撑杠受力矩过大断裂。

3.1.4磨煤机在加钢球时，如一次性加球过多，会导致绞龙受力增大加速支撑杠断裂。

3.1.5磨煤机运行中，如果受力加大，也会导致支撑杠弯曲，从而引起绞龙晃动，进一步引起支撑杠断裂。

3.1.6由于煤质不好磨机经常超负荷运行加速了绞龙支撑杠的疲劳损坏，从而易引起支撑杠在运行中断裂。

3.1.7焊接工艺方法有误，使用的焊条和支撑棒的材质不符合或热处理工艺不当从而降低了焊接强度。

3.2 断裂的横截面分析

3.2.1支撑棒断裂处一般都在螺纹根部断裂，这个部位是支撑棒应力的集中位置。

3.2.2支撑棒断裂处一般没有塑性变形现象，断口可以拼接成原装。

支撑棒断裂处断裂面颜色一样，证明断裂在很短时间内完成，可以判断支撑杠主存在剪切应力的作用。

3.2.3支撑杠在安装时应垂直绞龙体轴线，这样可以使支撑杠与绞龙体安装孔紧密配合，以便能承受较大的弯曲力矩，如果支撑杠安装后处于倾斜状态，支撑杠将受到预剪切力矩与弯矩的共同作用预剪切力为主要作用力，因此在支撑杠截面将出现较大的预剪切力，其薄弱部位将因剪力作用而断裂。

3.3支撑杠倾斜原因分析

3.3.1安装原因，支撑杠在初始安装时安装倾斜。

3.3.2带有安装支撑杠插孔端衬板在安装到筒体内侧时，其位置精度无法准确保证，导致衬板上的支撑杠插孔与绞龙安装孔同轴度偏差较大，从而出现支撑杠安装后出现倾斜。

3.3.3磨煤机在运行中，由于原煤的磨损和钢球的不断冲击，以及工作温度较高，同时绞龙体受到的负荷会使端衬板螺栓有所松动，从而导致端衬板位置发生变化，端衬板上的支撑杠插孔孔偏离原始安装位置，进而导致支撑杠倾斜。

4.改进措施

4.1.安装时调整绞龙支撑杠与筒体的垂直度，使其符合技术要求，校验绞龙支撑杠中心误差小于3mm，使支撑杠受力均衡。焊接用的焊条应符合支撑杠材质要求，优化热处理工艺，以提高其强度和韧性。

4.2加粗绞龙支撑杠直径，同时尽量缩短长度以提高其强度，改进端衬板支撑杠插孔制造工艺，以增强其基础稳定性。

4.3增加支撑杠的数量，即使一根支撑杠断裂，剩余支撑杠仍具有同心定位性能，可保持绞龙稳定运行，使设备的运行性得到提升（我厂磨煤机支撑杠由原来的4根已改为8根）。

4.4支撑杠加装护套，加装的护套焊接至外侧螺母上，从而保护支撑杠，减小支撑杠的磨损，延长支撑杠的使用寿命。

5.弹性支撑杠的应用

仅从加粗支撑杠的直径、增加数量和改善检修工艺等方面提高支撑杠的使用周期，降低支撑杠缺陷发生几率，并没有彻底解决支撑杠断裂的潜在问题，支撑杠断裂还会时有发生，因为绞龙支撑杠是在常温下安装的，安装时支撑杠与筒体端衬板插孔是刚性顶紧状态，磨煤机运行时筒体内温度较高，200-300℃，温度的变化与钢球的冲击，同时绞龙支撑杠在运行中的受力都将会使端衬板发生变形和移位，改变带有支撑棒插孔的端衬板原有的位置，为此具有伸缩功能和补偿功能的新型弹性支撑杠可有效解决支撑杠频繁断裂的问题。

弹性支撑杠顶部为球面体与端衬板插孔内部安装的凹形球面体配合，有效解决了支撑杠相对于衬板偏移问题，采用新型弹性支撑杠代替原有螺纹支撑杠，可解决螺纹根部应力集中问题，抗弯曲程度大幅提高。

弹性支撑装置内部装有一个碟簧体，通过碟簧体的伸长和压缩能够使支撑杠产生径向偏移量，可以补偿温差和衬板变形引起的位移并始终顶紧衬板，同时平衡对称侧支撑杠的支撑力，能够补偿制造和安装误差，从而避免支撑杠承受加大剪力，可以有效的解决双进双出钢球磨煤机支撑杠断裂的问题。

我厂#6炉磨煤机三台磨煤机已改为弹性支撑杠和刚性支撑杠相结合的安装方式，即每台绞龙安装四根刚性和四根弹性支撑杠，从而大大延长了磨煤机的运行周期。

结语

改造弹性支撑杠和增加支撑杠数量后，支撑杠断裂问题基本消除。维护成本费用降低的同时提高了磨煤机的工作效率，从而保证了机组能够安全经济的运行。

引用

[1 ] 佟成功，双进双出磨煤机支撑杆断裂的原因分析及新型挠性支撑装置的研发[J]装备机械2014.2

[2 ] 《300MW火电机组锅炉检修规程》河南博奥建设有限公司 2015.1

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