摘要：球磨机是重要的粉碎设备，被广泛用于建材及化工等行业。球磨机产生噪音极大，严重影响劳动者健康。本文对球磨机产生的噪声进行了分类，介绍了噪声产生关键部位及原因，提出了球磨机噪声常规处理方法，以供参考。
关键词:钢球磨煤机;噪声;控制措施
前言
钢球磨煤机是火力发电厂的重要辅助设备，对一定尺寸的煤进行干燥、破碎和粉碎，以满足锅炉的燃烧需要。钢球磨煤机的钢球消耗量大，为了降低钢材的消耗，必须对耐磨材料进行研究，寻找合适的高耐磨材料。橡胶衬里是国内外最著名的研究成果之一，国内外对此进行了多方面的研究。为了提高衬板的使用时间，国内已进行了相关研究。球磨机作为火电厂关键的生产设备，其材料和能源消耗的比例占选矿厂总成本的45%以上，且其磨矿效率直接影响火电厂的生产指标。磨煤效率的高低与磨煤介质配比有直接关系，介质配比与煤性质相适应时，介质破碎力与煤所需破碎的作用力较为匹配，破碎所需能量最小，磨矿效率最佳。
１钢球磨煤机的工作原理及其应用
１.１钢球磨煤机的构造及其工作原理
球磨机主要由旋转部、主轴承部、送料、卸料、传动等部分组成，包括防尘罩、电动机、减速器、销钉联轴器等辅助部件，并配有辅助机械。旋转部分由筒体、法兰板和人孔盖组成。该管由钢板制成，为了防止研磨介质的冲击和磨损，并降低噪声，内壁有衬里。钢筒端部有凸缘并连接到端盖上，送料部分由空心轴颈铸钢件组成，在轴颈中，卸料部分由空心轴颈和栅板组成。传动部分由减速器和传动轴组成。
钢球磨煤机是由电动机通过轴销联轴器和减速器驱动，带动旋转部分转动。转鼓装有研磨介质，即钢球。当圆筒旋转，在离心力和摩擦力的作用下，钢球将旋转筒体提升到一定高度，由于其自身的重力将下降，煤炭的筒体预计将下降。这种在煤粉冲击作用下的研磨形式，称为磨削过程。粉碎后的煤粉经制粉系统送出，再送入锅炉燃烧或储存在煤仓内。
１.２钢球磨煤机的主要类型
钢球磨煤机是粉磨工艺中最重要的设备之一，按照不同形式可以分为多种类型。
１.３钢球磨煤机存在的问题
钢球磨煤机作为发电厂的主要破碎粉磨设备，在电厂、水泥、矿山、化工、冶金等行业的生产中发挥了巨大的作用。这些行业的生产效率在很大程度上取决于钢球磨煤机的生产效率。然而，由于工作环境恶劣，连续工作时间长，球磨机容易出现各种问题，具体如下。（１）进料端盖出现裂纹；（２）清除废球不及时；无料位监视系统；（４）滑动轴承损坏；（５）制粉系统漏风；（６）噪声大；（７）制粉系统爆炸。
2球磨机产生噪声分类、关键部位及原因
球磨机噪声主要产生在破碎煤过程中，分四类：第一类是球磨辊筒转动，筒内钢球、衬板、煤互相撞击而产生的机械性噪声；第二类是齿轮转动时产生的机械啮合噪声；第三类是电流产生的电磁噪声；第四类机器运转产生的排风空气性噪声。球磨设备发生噪声的关键部位是辊筒和辅机。其中辊筒里有煤、钢球，辅机包括齿轮、电机、减速箱、排粉机等。根据大量实践检测结果表明，发生噪声的主要部件为辊筒。当将辊筒的噪声减弱或抑制后，产生的噪声主要来源为辅机。辅机噪声在90～103dB左右，主要来源为排粉机的空气动力性噪声、电机电磁噪声、齿轮的啮合噪声等。探究噪声产生的主要原因是解决处理噪声问题的前提条件。球磨机运行时候，辊筒在电动机的带动下开始旋转，将筒内的钢球抛起来。钢球被抛到一定高度后做自由落体运动，利用钢球的动能势能，与物料多次相互撞击，最终把物料研磨成粉。在物料磨碎的这道工序中，钢球、物料互相碰撞，在辊筒内部产生直达声。同时，大量钢球与物料与筒体内衬板相互撞击，衬板振动会产生噪声。钢球与物料对衬板的撞击是造成辊筒振动的主要力源，虽然这种力源持续时间很短，约有0.1至0.2毫秒，但是具有冲击性，频率范围很宽。
3球磨机噪声常规处理方法
3.1加隔声罩法
加隔声罩法是较为常见的处理方法，将球磨机的整个辊筒用较多层的罩子罩起来，在机壳外留出空气层，随后再加上穿孔钢板，外部将玻璃布、玻璃棉、阻尼层等吸音材料包裹，最后安装固定好罩壳体。因为外壳多为金属，里面衬有的吸音材料，这样处理有较好的降低噪声的效果，一般降噪量可达到15～20dB。但是，这种方法缺点也很明显，经过加隔声罩后，在安装球磨设备时候，需要占空间较大，使用场地上有一定局限性。另外，检维修球磨设备时，需要将隔声罩每一层拆除掉。当完成检维修工作后，需要重新安装隔声罩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在检维修前期准备和收尾阶段，拆装隔声罩的工作给检修人员带来不便，增加了检维修时间与工作量。
3.2简易包扎方法
用工业毛毡、玻璃棉等软质吸音材料，厚度为4mm左右薄钢板做成弧形的隔声盖板，然后将弧形盖板用螺栓固定在辊筒上。辊筒上固定衬板的螺栓均不进行盖板包裹，在盖板两端的链接处留有150mm左右弧长的距离，这种做法方便了设备检维修工作，免除了将隔声盖板拆除的作业。但是，这种方法降噪效果不明显，降低噪音量在10dB左右。与加装隔声罩相比，该方法避免了检维修球磨设备拆装隔声罩不方便的缺陷，方便了设备的维修，缩短了检维修周期，日常清理辊筒泄漏物也十分方便。因为隔声盖板不能将辊筒整体包扎，隔声板两端的螺栓有间隔，噪声从辊筒内沿螺栓向外传播，不易被吸音材料吸收，另外没有减震阻尼措施，控制噪声效果降低。
3.3在衬板底部设弹性层
正确地将橡胶材料充填在辊筒壳内与衬板之间，这样形成了橡胶垫层。这种方法可以有效增加衬板与筒体接触的弹性，消除接触面的刚性，有效减少设备运行中筒体与衬板的振动，可以降低噪音在15dB以上，降噪效果明显。但是，这种方法造价较高。
3.4用橡胶衬板代替锰钢衬板
选择合适硬度和冲击韧性的衬板材料非常关键。球磨机在运行当中，钢球在筒体内落下轨迹呈瀑布状，对物料及衬板将会产生冲击力，冲击力所做功与钢球直径和磨筒直径有很大关系。如果衬板材料质量差，不平整，会出现衬板与衬板、衬板与筒壁之间不吻合的情况，直接影响球磨机正常运行。如果选择橡胶衬板代替锰钢材料，可以最大限度防止机器运行中产生的噪音。另外，橡胶衬板便于安装，又兼备良好的减震阻尼作用。钢球冲击橡胶衬板，可以增加冲击持续时间，橡胶衬板起到了缓冲作用，从理论上应该有较好的降噪效果，可达到20dB降噪量。但是，橡胶衬板价格很高，而且衬板的使用寿命相对较短。
3.5磨音测量仪的应用
3.5.1磨音测量仪简介
磨音测量仪是根据钢球与球磨机内壁材料和衬板碰撞发出的声音频率设计的，经过检测球磨机内钢球与内壁和衬板碰撞发出的声音，清楚的反应球磨机是否存在涨肚、干磨等异常状态，再进行自动（手动）调节控制矿物原料的输入量，使球磨机的运行状态达到最优。
3.5.2磨音测量仪的工作原理
磨音测量仪的音频信号接收器安设在球磨机附近，邻近钢球的碰撞点部位。球磨机运行中钢球与内壁撞击发出特定的音频，音频接收器接收钢球碰撞球磨机内壁发出的音频信号，将音频信号输入音频变换器。音频变换器将音频信号接收，接收的音频信号转换成模拟信号。现场工作人员根据球磨机运行上位机对音频接收器转换的模拟信号设定相应的量程值，超过量程值上限和下限时报警器报警，记录仪同时对此时的报警值进行记录。音频变换器将模拟信号给定输送机来控制流量计达到物料入磨均匀度。
3.5.3磨音测量仪的调试设置
根据技术要求对音频信号接收器、变换器进行正确安装，音频信号接收器安装在能够准确捕捉到球磨机内钢球和物料碰撞粉碎状态的位置之间，距离控制在20cm。（1）速率调整。按设计要求对音频信号变换器电子阻尼开关进行调整，将电子阻尼开关调至“2”档位，反应速率时间常数约为8s。（2）定位调整。磨音测量仪采集球磨机运行时刻的音频，再根据输入信号0～500mv时进行有效分析。当输入信号为0时，定位器调整为设备输出的20mA。（3）感度调整。调整敏感度。球磨机工作时，向右旋转调整感度电位器时，音频信号变换器输出信号减少至50％。（4）通过音频信号变换器确认适当的球磨机碾磨敏感水平。球磨机在正常工作状况下，物料给进将在某一时间点停止，钢球与钢球的撞击和钢球撞击衬板，此时磨音测量仪的磨音接收器接收的音频太小，球磨机空磨状态下磨音接收器接收的音频较大。在这个过程中，声音信号幅度的50％以上是必要的。
结束语
火力发电厂燃烧煤种多样，挥发分低，煤粉比例比较大，球磨机制粉系统在我国火力发电厂得到广泛应用，在电厂锅炉中的各种煤磨、球磨、机磨的煤消耗量最高，且在生产运行过程中产生极大的噪音，对生产人员造成极大的伤害，因此应尽可能控制噪音的产生，促进火电厂的长远发展。
参考文献：
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[2]丁常富，蔡志成.EMD中有效IMF选取方法的研究[J].热力发电，2014，43(1)：36-40+45.
论文作者:马世荣
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/16
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