摘要：为了解决某电厂低速钢球磨煤机运行中衬板频繁脱落，进行了技术改造。采取双金属镶嵌式组合自固衬板，改造后其效果良好。
关键词：钢球磨煤机；组合自固定式；衬板；螺栓
1 概述
低速钢球磨煤机虽然有占地面积大、笨重、噪声大、初投资高等缺点,但对煤种的适用性广；当煤中混有铁块等杂物时,能够长期可靠地运行，维持一定的出力和煤粉细度，且单台出力高,检修周期长。所以大多数火力发电机组仍沿用至今，但磨煤机普遍存在衬板磨损问题。
某电厂#1、2炉均为420t/h锅炉，各配制粉系统两套，制粉系统采用中间储仓乏气送粉方式，配置两台MG-3560型钢球磨煤机。筒体转速17.57r/min，磨煤机额定出力是30t/h，装球量最大64t。由于磨煤机采用“燕尾槽咬合、拧紧楔固定”组合形式的高锰钢衬板，衬板容易破碎，导致部分衬板经常脱落，被迫停磨抢修，不仅影响到机组的安全经济运行，也大大地增加了检修的劳动强度和维修费用，发电成本上升。该电厂先后在#1、2炉磨煤机上进行衬板换型，选用双金属镶嵌式组合自固衬板，经过两年的使用，显示出各方面的优越性。
2 钢球磨煤机的工作原理
钢球磨煤机机是由进出口料斗、转动部、轴承部、传动部等主要部分及防护罩、棒销联轴器、减速器、低级等辅助部分组成。机器主要的工作部分--转动部由壁厚25mm的圆筒及两个端盖组成。筒内装有波形锰钢衬板，衬板借助固定(拧紧)锲形成的横向压力牢固结合在筒壁上，在衬板和筒壁间衬有10mm厚的石棉垫，以防止筒体内的热量外传，并缓冲衬板和筒体间的冲击，有助于衬板和筒体紧密结合。工作部传动系统由电动机经棒销联轴器传动。转动的滚筒内装有钢球。但滚筒转动时，钢球在离心力和摩擦力的作用下被转动着的筒体提升到一定的高度后，由于本体自重力的作用而跌落，使筒内的煤在下落钢球的冲击和淹没作用下形成煤粉。
3 衬板的磨损机理
钢球磨煤机在设计转速下，筒体内的钢球被携带到一定高度后即处于失控状态，钢球呈抛物线轨迹自由下落。它还会受到周围磨球及物料的约束，钢球与钢球、钢球与物料、钢球与衬板产生撞击碰撞同时，衬板与物料、钢球之间又产生滑动及钢球的滚动、研磨，工作中的衬板受小能量多次重复冲击，衬板表面连续发生接触疲劳，显微切削、塑性变形、挤压擦伤，结果引起衬板表面疲劳剥离，表面金属不断剥落，直至报废，硬度低的衬板表面划痕深，沟槽边缘有明显的塑性变形。而硬度高的衬板表面光滑，无明显塑性变形现象。
4 组合自固定式衬板的结构
目前国内已推出多种新型耐磨衬板，并对安装工艺进行了改革，在衬板抗磨材料上都有新的突破。近年来，该电厂4台钢球磨煤机上的衬板已陆续全部更改成双金属镶嵌式组合自固衬板。该新型衬板采用铬、钼等多元素合金的材质，它既有较高的抗磨硬度，也有极好的金属韧性。这类“组合”衬板含意是指衬板的结构形式和安装后的整体形式。自固定是指衬板本身的自我强化及安装后的自我紧固。其工作原理是：组合自固定无螺栓衬板分别由板体和铆板组成。板体的功能是耐磨(由高硬度合金铸成），而铆板功能是稳定板体并向板体施加预先力（铆板由韧性合金组成）。
组合自固定式衬板安装时利用衬板本身与磨煤机筒体的几何形状，利用拱型的力学原理组砌而成，与传统衬板的安装相比，安装技术要求高，但安装简便，劳动强度低。
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5 组合自固定式高铬衬板的特点
该衬板根据本身的几何形状，采用力学结构原理进行双金属组合（指衬板与铆板两种金属），利用磨煤机运行中钢球撞击作用来完成预应力自固，实现衬板的整体强化，保证了高强度，低韧性的衬板自固稳定性及可靠性，同时，这种衬板能使磨煤机运转时产生明显分级作用，使出料按由大到小的顺序排列得整整齐齐。从而使磨煤机处于最佳工作状态，能较大幅度地提高磨煤机出力，同时磨煤机筒体不做任何改动。
6 锰钢与高铬铸铁材料特性的比较
6.1锰钢材料特性
锰钢ZGMn13金相组织为奥氏体组织，工作特性是衬板受到钢球的冲击，从表面奥氏体组织向表面马氏体组织转变。只有ZGMn13表面硬度由HB229转为HRC40从而发挥耐磨的作用。但是由于受磨煤机筒体直径和钢球大小的限制，钢球的抛起高度不够，产生的冲击力不足以使其组织从奥氏体向马氏体组织转变。所以锰钢衬板在磨煤机上的应用，理论上是成的，但运行工况达不到设计要求。同时由于锰钢材料的延展性，虽然衬板背后有10cm的石棉垫，但其提供延展余量不足以达到并满足锰钢衬板延展性的要求，所以在磨煤机工作中存在严重的反拱变形，产生螺栓拉断、衬板脱落和漏粉现象。
6.2高铬铸铁材料特性
高铬铸铁金属组织为共晶碳化物+马氏体+少量残余奥氏体组织，并有优异的耐磨性和良好的韧性，使其性能是高猛钢的4-6倍。同时该结构使筒体衬板形成一个坚实的自固定整体，其金属组织不会产生同ZGMn13所发生的径向延展性和反拱变形所产生的断螺栓、掉衬板、漏粉等问题。
7 组合自固定式衬板的应用效果
该电厂通过这两年的时间把4台钢球磨煤机的衬板全部改装成双金属镶嵌式组合自固衬板。由于该衬板的几何形状是利用拱形力学原理组砌而成，安装组合比较紧凑，衬板的延变合理，所以可以避免断螺栓和漏粉现象，维修率可大幅度降低，而且可有效地降低噪音。衬板改装后通过两年运行实践证明：
（1）该衬板在安装稳定性和运行可靠性方面都大大超过原来的传统衬板，衬板在运行中整体得到了强化，不易脱落。
（2）衬板充分发挥材质的耐磨性能，预测衬板使用寿命为5～7 年。
（3）由于双金属镶嵌式组合自固衬板中的工艺螺栓在运行中不起作用避免了螺栓断裂，有效的防止了煤粉外泄，减少了环境污染。
（4）由于安装质量的保证，衬板的事故大幅的下降，工人的维护工作减少，降低了职工的劳动强度。
（5）由于检修减少，磨煤机停运时间减少，保证了设备的正常运行，有效地增加了电厂的经济效益。
参考文献
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论文作者:谭文龙,张新波,李保宣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/10
标签：衬板论文; 组合论文; 钢球论文; 磨煤机论文; 锰钢论文; 螺栓论文; 组织论文; 《电力设备》2017年第34期论文;