摘要：本文围绕国外某EPC电站项目磨煤机磨辊磨损问题，通过现场实际调查，分析磨煤机磨辊磨损原因，研究提高磨煤机磨辊耐磨性能的优化方案，并对方案优化前后的磨煤机磨辊耐磨性能进行比较，确定提高磨煤机磨辊耐磨性能的优化方案。
关键词：磨煤机；磨辊；磨辊耐磨性能；方案优化
1 引言
磨煤机是将煤块破碎并磨成煤粉的机械，它是煤粉炉的重要辅助设备。山东电力建设第三工程公司国外某EPC电站项目1号炉移交时间为2012年5月份，至2013年1月份，磨煤机磨辊套磨损已经很严重，达到重新堆焊条件，连同机组试运，磨煤机实际运行不足3000h。磨辊套的使用寿命与厂家签订的技术协议不相符，现场实际使用寿命仅约3000h，不符合合同约定的12000h，也不符合合同约定的小修周期为1年的约定。
此项目磨煤机选用国内某磨煤机专业生产厂家的设备，1#、2#炉共计12台，选用中速立式磨，型号为HP1163，每台磨煤机设置3个磨辊，磨辊表面套有磨辊套，为磨煤机设备主要研磨部件，是易损件。HP磨煤机磨辊套采用耐磨合金堆焊，磨辊套的正常使用寿命≥12000h（磨损后可重复堆焊4～5次，每次堆焊后均可正常使用12000h），磨碗衬板采用高铬铸铁，正常使用寿命≥12000h，其他耐磨部件的使用寿命不低于16000h。
2 现场调查
此项目磨煤机磨辊套磨损严重问题出现后，已经影响了现场机组正常、稳定运行。
2.1 磨煤机运行一段时间后，至2013年5月份，再次检查磨煤机磨辊磨损情况，发现磨损最深处达到110mm，无法再继续使用。
2.2 根据现场实际情况及业主要求，原有的磨煤机磨辊已无法使用，只能进行更换。
2.3 根据现场磨煤机运行工况及堆焊情况分析，磨辊套磨损过快极有可能是由于供货商提供的磨辊套耐磨层耐磨性能不合格造成的。
现场测量的磨辊磨损照片
作为一家实力雄厚的国际化电站EPC项目总包企业，公司一直秉承“缔造精品工程”的愿景和“质量第一”的原则，然而磨煤机磨辊耐磨性能偏低引发的堆焊等问题，增加了现场运行、维护的成本，并且影响了公司负责任承包商的形象。因此监造部门准备制定措施，提高磨煤机磨辊耐磨性能。
3 磨煤机磨辊磨损严重原因分析
3.1 根据合同要求，现场煤质的可磨系数（HGI）50，为较易研磨煤质，而设备厂家供货的磨辊套耐磨层的耐磨性远达不到合同要求，这是造成磨损严重的主要原因；
3.2 经核查原材料，得知原先厂家采用的耐磨堆焊材料为高铬铸铁焊丝Delcrome104Φ3.2，配以108焊剂进行堆焊。虽然此焊丝中含有大量的Cr和C，堆焊组织一般为残余奥氏体和共晶碳化物，硬度为HV1700左右，具有较高的抗磨料磨损性能，但它只适用于易磨损煤质，当煤质可磨系数达到（HGI）60以上时，特别是煤质中掺杂较多石子煤等异物时，此种材料堆焊层耐磨性能将大大降低，无法满足寿命要求。
3.3 现场煤质取样化验冲刷指数为极强等级，实际的煤质HGI是73，为易研磨煤质，超出合同要求数值。由于煤质可磨系数变大，研磨难度变大，这也是造成磨损较快的原因；
3.4 合同中没有对直接影响耐磨件寿命的煤样冲刷指数提出具体要求，造成厂家在选择相关材料型号时无参考依据，厂家为节约成本，一般按照冲刷指数最低的选择，这同样也是影响磨辊套耐磨层耐磨性不能满足合同要求的原因。
通过监造人员的现场见证、分析及论证，确定以下3条作为磨煤机磨辊套磨损严重的主要原因：堆焊层耐磨材料不能满足要求，现场运行环境与合同技术要求存在差异，采购、技术环节控制不到位。
4 制定磨煤机磨辊耐磨性能提高方案
监造人员根据分析得出的影响磨辊耐磨性能的主要原因，有针对性的制定有效措施，从多方面入手提高磨辊的耐磨性能。
4.1 在EPC合同中明确煤种的冲刷磨损Ke指数。
在与供货商的技术协议中将耐磨性能作为主要考核项目；在与供货商的技术协议中，将业主的设计煤种冲刷磨损Ke指数与厂家进行约定，从而使供货商能够根据磨损要求，提高磨辊辊套耐磨层的耐磨性。
4.2 选择耐磨性能更好的堆焊材料
根据现场煤质耐磨参数及冲刷指数，选定性能更好的耐磨材料，保证磨辊套原材料、焊接材料满足合同要求。
4.3 重视磨辊套原材料的检验，设置磨辊套耐磨层的现场见证检查点。
将磨辊套原材料及堆焊层焊接材料、焊接工艺作为监造资料审核点，在磨辊套加工、堆焊前后进行严格审核；将此类磨辊套的硬度试验作为现场见证点，确保出厂前磨辊套耐磨层的耐磨性达到要求。
4.4 在供应商生产车间，磨辊耐磨层堆焊时可采用下述堆焊工艺：
4.4.1 堆焊工作中，先堆焊过渡层，然后堆焊耐磨层；
4.4.2 焊前预热：加热到190℃左右时停止，磨辊内外壁温度基本均匀，并用钢丝刷清除铁锈；
4.4.3 调整焊接位置：停止加热后，将磨辊待焊边缘调至水平位置；
4.4.4 接通焊机电源，启动焊机；
4.4.5 调整焊丝位置，使焊丝与工件有轻微压力的接触（刮擦现象）；
4.4.6 引弧，先焊接过渡层，从磨辊胎外侧边缘向内焊，焊完一层后，再焊第二层，过渡层应焊三层，焊接过程中，注意及时清理焊渣，添加焊剂；
4.4.7 堆焊耐磨层：过渡层焊完后，堆焊耐磨层，焊接层次不限，以符合磨辊尺寸标准为止；
4.4.8 焊后缓冷：堆焊结束后，立即用保温棉将磨辊包扎起来，使其在室温下缓冷；
4.4.9 硬度检测：堆焊后耐磨层表面硬度根据煤质冲刷磨损Ke指数确定。
通过上述措施，监造部从合同签订、磨辊生产、设备监造等环节采取针对性措施，制定完善、有效地措施，明显提高了磨煤机磨辊耐磨性能。在对磨辊耐磨性能进行优化后，监造对本项目1#炉、2#炉的所有磨煤机磨辊进行运行跟踪，目前所有磨煤机磨辊运行正常。
5 结语
经过全体人员的共同努力，从多方面采取措施，对磨煤机磨辊耐磨性能进行了优化。整个优化方案凝聚了所有人员的付出和汗水，从最终的方案来看，取得了不错的效果。堆焊式耐磨层通过合理选用堆焊材料和正确的焊接工艺，堆焊磨辊可比传统磨棍有更好的耐磨性和抗冲击能力，解决了耐磨层剥落、断辊等问题；同时，堆焊式耐磨层可以在磨辊磨损达到一定程度后，可以再进行重复堆焊，而不至于报废，大大降低了磨辊重复采购的成本。磨煤机磨辊耐磨性能提高方案的制定，将大大提高磨煤机磨辊的耐磨性能，并为类似项目的磨煤机磨辊选型、采购、生产提供借鉴。
论文作者:于世宝,房新章
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/26
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