李智勇　王強

（昆鋼煉鐵廠）

摘　要：昆鋼安寧基地煉鐵廠噴煤工（gōng）序煤粉（fěn）製備係統使用（yòng）的是北京電力設備（bèi）總廠2011年生產的ZGM133N型中速輥式磨煤機，投運（yùn）前期設備運行一直很穩定（dìng），隨著磨煤（méi）機累（lèi）計（jì）運行時間的增加、原料條件的惡化、提高台時產量的需求,磨（mó）機傳動盤（pán）與機座（zuò）密封環部位頻繁發（fā）生漏（lòu）風、漏煤的情況,甚至出現局部擦碰冒火花和傳動盤抱死的現象，因點巡檢發現及時緊急停（tíng）機（jī），未釀成事故；但問題的出現已嚴重影響磨煤機的（de）安全運行和製粉係統的生（shēng）產安（ān）全。通過（guò）對磨煤機機座密封環的結構進行改造，在部分保留原迷宮密封（fēng）的基礎上增加了一定厚度的軟密封。通過改造有效解決了傳動盤與機座密封環頻繁泄漏和擦碰等問（wèn）題,不僅（jǐn）降低了維護（hù）費用,還提高了維護效率，提高了磨煤機安全運行的穩定性,極大保證了製粉係統生產的工藝安（ān）全。

關鍵詞：ZGM133N中速輥式磨煤機；製粉係統（tǒng）；機座密封；迷宮密封（fēng）；氧含量

1　設備概況

安寧基地煉鐵廠（chǎng）噴煤製粉係統現有兩台中速磨煤機，ZGM133N型和（hé）ZGM133G型各一台，均由北京電力設備總廠生產。ZGM133N型磨機（jī）2012年投運，ZGM133G型2020年投運；年總製粉能力66萬噸，其中ZGM133N型磨機年製粉能力（lì）32萬噸，無（wú）備機。中速（sù）磨煤機對煤質要求高，不適宜磨硬質煤，要求（qiú）煤中無（wú）雜物（wù）、鐵器等。適宜磨製（zhì）無煙（yān）煤、瘦（shòu）煤、煙煤、少量褐煤。

2　存在的問題

煉鐵廠（chǎng）噴吹煤來源十分複雜，質量優劣不一，受煤種多、煤質雜、可磨性低、水份重，加之前（qián）期多為（wéi）汽車運輸和混配煤，導致煤中雜（zá）物異物多，又無有效的分揀設備，堆存場地小、無充分的晾曬風幹時間（jiān）等因素影響，磨煤機產（chǎn）能亦受到嚴重製約。2020年以前單台磨機保高爐（lú）生產期（qī）間，經常（cháng）出現製粉量趕不上噴煤量，生產（chǎn）壓力大，導致（zhì）趕產量的情況，設備磨損加劇，維護時間不足；工藝參數把控不到（dào）位，運行（háng）時間的增加；加之原料條件的（de）惡（è）化、提高台時產（chǎn）量的需求等因素疊加,導致磨（mó）機機座密封環與傳（chuán）動盤部（bù）位頻（pín）繁出現漏（lòu）風（fēng）、後期進一步出現漏煤的情況，有時甚至出現密封環（huán）邊緣（yuán）與傳動盤（pán）擦碰（pèng）局部（bù）發紅冒火（huǒ）星的現象。因（yīn）噴煤製粉係統屬負壓運行係（xì）統，密封環處漏風會抽入大量空氣進係（xì）統，導致係統氧含量升高，如遇火花（huā）抽入係統，則無異於給係統埋下了不定（dìng）時（shí）炸彈，隱患巨大。

3　磨煤機傳動盤密封故障原因分析

3.1 磨（mó）煤機機座密封環構造

ZGM133N型磨煤機傳動盤密封是依靠機座密（mì）封環內圈上依次排列均勻分布呈鋸齒形結構的環行密封齒來實現的，屬於迷宮式密封。生（shēng）產運（yùn）行過程中，傳動盤（pán）處於旋轉運動狀態，機座（zuò）密封（fēng）環與磨機機座（zuò）固（gù）定在一起呈靜止狀（zhuàng）態。整個機座密封環外徑Φ2447mm、內徑Φ2223±0.14mm、厚度110mm（結構如圖一）,在（zài）沿機（jī）座密封環的軸線上分布著呈鋸齒形結構（gòu）的（de）16條齒槽。機座密封環與傳動盤外壁的設計安裝間隙為0.5±0.2mm，過大失去密封作用、過小會導致傳動盤（pán）在旋轉過程中與機座密封環擦碰。

圖一 密封環設計圖

3.2 原因分析

磨煤機傳動盤密封環（huán）初（chū）期泄漏時，隻是輕微漏風（fēng）並伴隨（suí）有氣流的嘯叫聲，慢慢開始出現粉末狀煤粉溢出，最終發展到小顆（kē）粒煤粒、礦粒直徑≤2mm及火星從傳動盤部位冒出。通過對傳動盤（pán）和機座密封環結構及運行（háng）情（qíng）況進行分析，判斷磨煤機傳動盤機座（zuò）密封環出（chū）現泄漏、擦碰（pèng）、卡阻抱死（sǐ）主要有以下原因：

3.2.1 傳（chuán）動盤與擋（dǎng）渣環間的密（mì）封（fēng）型式存在設計缺陷

磨煤機在機座（zuò）內（nèi）側與傳動盤中部間設有擋渣環（huán），擋渣環是阻擋顆粒石子煤進入機座（zuò）密封環的第一道防（fáng）線。穿過擋渣環後，顆粒石子煤已無向外排出的通道，不可避免的會（huì）在機座（zuò）密封室內（nèi）形成堆積。

擋渣環（huán）與傳動盤中部（bù）密封止（zhǐ）口設計安裝間隙2±0.5mm，擋渣環高度350mm、厚度16mm,，傳動盤中部密封止口圓周直徑（jìng）φ2610±1.0mm。擋渣（zhā）環與傳（chuán）動盤（pán）中（zhōng）部密封止口間隙（xì）在設計和理論上是（shì）能夠（gòu）保證的，但實際生產中擋渣（zhā）環與傳動盤密（mì）封止口之間的間（jiān）隙隨著運（yùn）行時間的增加、卡塞石子煤的原因間隙會越變越大，不能有效阻止顆粒（lì）石子煤（méi）通過，通過擋渣環的顆粒石子煤尺寸越來越大。還形成惡性循環（huán），劣化加劇。

圖（tú）二 磨煤機機座結（jié）構圖

3.2.2 磨煤機機座密（mì）封環與傳動盤間隙過小

磨煤機（jī）機（jī）座密封環與傳動盤的設計 安裝間（jiān）隙為0.5±0.2mm，傳動盤最小處圓周直（zhí）徑Φ2222mm、機座密封環圓周直徑Φ2223±0.14mm（如圖二）；磨煤機機座密封（fēng）環與傳動盤間隙在（zài）理論上是能夠保證的，但（dàn）這兩個工件因單體尺（chǐ）寸大（dà），在（zài）加工、運輸、安（ān）裝中都不可避免的會出（chū）現偏差、變（biàn）形，設計（jì）配合間隙又過小（xiǎo）。磨煤機機座密封環與傳（chuán）動盤的同心度在實際裝配中也是很（hěn）難控製的（de）參數之一，不同（tóng）心兩者不可避免的會 擦碰。加之（zhī）為磨製合格（gé）的（de）煤粉，磨煤機運行工況（kuàng）下一次風室溫度（dù）基本（běn）穩定在300℃左右，機座密封環工作溫度長年在（zài）160℃左右，由於熱輻射的原因（yīn）傳動盤（pán）工作溫度也能達到70～80℃，考（kǎo）慮金屬膨脹係數的原因，密封間隙進一步縮小。

3.2.3 煤種多煤質差（chà）

由於噴吹煤價格的不斷攀升（shēng）和追求噴吹經（jīng）濟效益最大化，不得不尋找質優（yōu）價廉的煤種部分替代噴吹（chuī）煤，造成近年來噴吹煤煤質不斷下降。煤種多煤質差、可磨性指數低。磨煤機在運行過程中，排渣量明顯增加。由於一次風室空間有限，如果排渣不及（jí）時，煤渣堆積後不可避（bì）免的會（huì）穿過擋渣環進入機座（zuò）密封環（huán）與（yǔ）傳動盤之（zhī）間的間隙（xì），密封風室內煤渣堆（duī）積到一定程度，最終造成密封環破壞，傳動盤卡塞（sāi）。

3.2.4 運行中刮板脫落（luò）

根據（jù）日常運行經驗，刮板間隙調整不當或刮板磨損後未及時進行更換都會導致刮渣效果（guǒ）變（biàn）差，在煤渣量較大時（shí）更會（huì）加劇刮渣板的磨損，甚至脫落。刮（guā）渣板脫落後，大量煤渣堆積（jī）在一次風室，一次風室塞滿後煤渣勢必穿過擋渣環進入機座密封環與（yǔ）傳動盤之間的（de）間（jiān）隙；不斷堆積並（bìng）將密封風室填（tián）滿。

3.2.5 運行調整不當

因現有製粉工藝屬於負壓（yā）運行係統，煤粉顆粒在磨煤機內部由（yóu）下而上（shàng）向上運（yùn）動的（de）動力完全依靠主排風機（jī）抽力形成的負壓，在製粉係統（tǒng）啟停機操作和磨機運行過程中，每當工（gōng）藝參數控製不當，就會造成磨煤機（jī）堵塞，導致一次風室、密封風室全部被煤（méi）充滿，煤粒不可避免的進入機座密封環與傳動盤之間的間隙。

4　改造方案

通過分析（xī），認為磨煤機傳動盤與機座密封（fēng）環部位（wèi）頻繁（fán）出現漏風、漏粉、擦碰、傳動盤抱死的主要原因是傳動盤與擋渣環間的密封型式存在設計（jì）缺陷和磨煤機機座密封環與傳動盤間隙過小導致。因此改造（zào）的方向主（zhǔ）要是優化傳動（dòng）盤與擋渣環間的密封（fēng）型（xíng）式，想辦法有效增大密封環與（yǔ）傳動盤間（jiān）隙。通（tōng）過對擋（dǎng）渣環、機座密封（fēng）環結構進行分析，提出（chū）如下改造方案。

4.1 擋渣環上部增（zēng）加密封護板

擋渣環上部增加密封（fēng）護板，可有效防止擋（dǎng）渣（zhā）環與傳動（dòng）盤密封止口因磨損間隙增大後，阻擋顆粒（lì）煤進入密封風室。根據圖紙尺寸和實際測繪，確定護板尺寸，沿擋渣環圓周環形分布，材料采用寬度30mm、厚度（dù）4mm的扁鋼。利用磨煤（méi）機檢（jiǎn）修，打開（kāi）一次風室入孔，將密封（fēng）護板貼合（hé）在擋渣環外壁上，調整護板與傳動盤密封止口間的軸向間隙在1～ 1.5mm，兩者平行度偏差≤0.5mm，焊接固定。

4.2 機座密封環改造（zào）

在延用原迷宮密封結構（gòu）的基礎上，保留一半密封齒；減（jiǎn）少一半密封齒並將該部位製作成空（kōng）腔，用軟材（cái）料羊毛氈做內部填充，為防止羊毛氈與傳動盤擦碰後沿圓周運動（dòng），結構設計為V型燕尾槽，羊毛氈寬度尺寸根據現場（chǎng）實際測量製（zhì）作，整體（tǐ）保（bǎo）證填充物固定後與傳動 盤外壁（bì）間（jiān）仍有0.5mm間隙（xì）。填充物下部（bù）用壓板壓實、螺栓固定。（如圖三、圖四）壓板製作為剖分式（shì），便於拆裝。上部適當增（zēng）加傳（chuán）動（dòng）盤與機座（zuò）密封環安裝間隙，由（yóu）0.5±0.2mm增加到1.5±0.2mm.改進後每月可定時（shí）卸下壓板和填充物，對上部密封齒進行檢查、清理。

圖三 密（mì）封環和壓（yā）板改造圖

圖四 密封環改造圖

5　改造效果

5.1 運行情況對比

對磨煤機機座密封環進行改造後（hòu），傳動盤部位在再發生漏（lòu）風、漏煤現象，傳動盤卡阻和擦碰起火花現象也未在發生過，設備運行風險及檢修維護工作量大幅減小，磨煤機運行更加安全、可靠。

5.2 經（jīng）濟效益

5.2.1直接經濟效益

機（jī）座密封環未改造（zào）前的使用壽命根（gēn）據廠家提供的使用標（biāo）準和實際使用情況，基本使用（yòng）每半年需（xū）進行更換，每（měi）年（nián）需更（gèng）換2套。密封環價格/套。機座密封環自改造後，迄今為止已5年沒有進行更換，使用情況都還正常；每半年隻需拆（chāi）開壓板檢查清理密封齒和更換密封填料，每次更換密封填料（liào）的成本約100元。前後對比（bǐ）：節省備件材料費20000×2×5-100×2×5=199000元，還（hái）降低了機座密封環更換過程中的大量（liàng）人工（gōng）支出和（hé）檢修成本（běn）。

5.2.2間接經濟效益

機（jī）座密封環實施改造後，有效克服（fú）了傳動盤部位的漏風、漏粉現象，為（wéi）降低製粉係統氧含（hán）量並達（dá）到≦6%的（de）安全生（shēng）產要求和製粉係統運行工藝安全創造了有利保證，無粉塵揚塵外溢後生產作業現場的環境也得到大幅改善。杜絕了因（yīn）傳動盤卡阻和擦碰起火花被吸（xī）入製粉係統（tǒng）後帶（dài）來的重大安全生產風險，最大程度的避免了因傳動盤卡阻造成磨機電機（jī）、減速機堵轉帶來的重大設（shè）備事故；磨機電機、減速機作為製（zhì）粉係（xì）統（tǒng）的（de）核心設備，單體價值少則七八十萬。同時（shí）還避免了因設備故障造成的（de）停產等經濟（jì）損失，有力保障了高爐噴吹煤粉的供給，為（wéi）高爐提煤降焦奠定了基礎。

6　結束語

ZGM133N中速磨煤機機座密封係統經過改造，有效（xiào）解決了傳動盤與機（jī）座密封環頻繁泄漏和擦碰的問題,消除（chú）了重（chóng）大安全生產隱患。不僅降低了維護費用,還（hái）提（tí）高了維護效率，提高了（le）磨煤（méi）機安全運行（háng）的穩（wěn）定性,極（jí）大（dà）保證了製粉係統生產的工藝（yì）安全。

參考資料

ZGM133N型（xíng）中速輥式磨煤機使用說（shuō）明書（shū）———————北京電力設備總廠

高爐噴煤技術——————————————————冶金工業出版社 金豔娟主編

來源（yuán）：《昆鋼科技》

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