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探究磨煤机机座密封优化策略

发布时间:2025-08-19 22:08:32 文章作者:爱游戏开户app

  ZGM型磨煤机原设计采用的是碳精密封环型式的机座密封装置,由于机座长期磨损造成磨煤机运行中机座泄漏较多的风粉现象,机座漏风漏粉问题不仅会导致磨煤机内部压力损失增加能耗,同时对周围环境的污染也是对设备健康运行极为不利,甚至引起粉尘爆炸等安全风险隐患。通过一系列分析磨煤机机座磨损泄露原因,从结构上对机座密封来优化、改造,探究有效密封措施减少磨煤机机座的磨损、漏风粉现象,提高机组的整体运行效率和改善现场文明生产水平。

  ZGM型磨煤机在运行时,磨内处于正压工况,从而使得磨内与外部存在压力差,磨煤机密封风系统主要起到防止运行中煤粉进入磨辊轴承内部及避免磨煤机热风、煤粉向外泄露作用,主要由以下几个部分组成:

  磨辊密封是使磨辊腔室内形成大于磨内的气压防护,防止磨煤机内的煤粉进入磨辊中,污染磨辊油甚至损坏磨辊轴承,威胁磨辊装置的正常运行,其中磨辊密封风量约占总密封风系统总风量的50%。

  拉杆密封是在拉杆下密封腔室内形成大于磨内的气压防护,在磨煤机运行中,拉杆存在上下、左右的运动,通过拉杆上、下密封的移动补偿维持拉杆密封腔室内压力,避免磨煤机内部煤粉进入拉杆密封腔室,甚至外泄。拉杆密封风量约占总密封风系统总风量的5%。

  机座密封作用是防止在磨煤机运行中一次风从转动的传动盘处泄漏,因此要求密封风室的密封风压须大于一次风室内的一次风压力,从而形成一道保护气帘,防止风粉泄露出。机座密封装置主要由碳精密封环、弹簧、上下连接环及上下密封环等组成。整套装置通过上、下连接环安装在转动盘下方,密封风绝大部分经上连接环上部间隙吹入一次风室,仅少量泄露至磨煤机外部,因此,起到防止一次风室中的一次风和粉尘向外泄漏的作用,从而改善了磨煤机周围的工作环境。机座密封风量约占总密封风系统总风量的5%。

  由此可见,磨辊密封虽占据了密封风量50%的需求,但是其设计目的大多数都用在保护磨辊轴承系统的有效性,保证磨辊轴承系统的正常运行,从而保持磨煤机出力,其密封效果不影响制粉系统与设备外界的介质气体的交换;而拉杆与机座密封系统,尤其是机座密封是确保整个磨煤机制粉系统内部所有介质气体与外界隔绝密封的关键,一旦机座密封失效,无论是热风还是密封风都会直接泄露到设备外部,所以机座密封的有效性一直是磨煤机密封系统的重点与难点。如果密封性能不佳,不仅会导致煤粉外泄,还会对磨煤机内部结构造成损害,进而影响整体性能。

  通过对磨煤机机座密封结构分析,结合磨煤机运行、检修中的设备工况,全面梳理磨煤机机座密封漏风漏粉的种种原因分析,导致磨煤机机座密封失效由多因素共同作用,主要有:设备老化与磨损、安装质量、材料选择以及设备正常运行与维护操作等。基于上述分析,提出针对性的改进措施与解决方案,包括密封结构的优化设计、密封材料的更新换代、安装与维护流程的标准化以及操作条件的优化调整等,以期从根本上解决漏风漏粉问题,提升燃煤机组的整体运行效率与环保性能。

  磨煤机投产后长时间运行虽然碾磨、活动部件在会大修中不断检修、更换,但磨煤机机座属于磨煤机主体部分,除碳精密封环的更换,其他部件非特殊情况不做特定检修,磨煤机及其机座部件不可避免的会经历物化变化,因此导致密封性能逐渐恶化。

  在长期的煤粉冲刷作用下,磨煤机内部的结构也会发生吹蚀磨损,拉杆箱壁变薄最后出现漏洞;渣室主轴动静结合面缝隙变大,导致煤渣掉入其中,进入机座密封的石子煤又与碳精密封系统变成研磨系统,对磨煤机主轴进行磨损,因此导致碳精密封与主轴密封面破损。结合日常检修统计,因磨损因素是导致密封失效的根本原因,磨损不仅增大了密封间隙,还可能会引起密封面不平整,进一步加剧了漏风漏粉现象。

  在密封设备的安装过程中,安装质量上的问题常常被忽视,但实际上至关重要。安装质量直接影响机座的密封性能,进而影响整个机组的运行效率和安全。具体来说,安装质量上的问题导致的设备密封不良大多数表现在以下几个方面:

  磨煤机机座密封结构对安装精细度有一定要求,需要一些经验与技巧,如密封面的平整度、螺栓的紧固力矩等都必须要格外注意。如果安装过程中未能精确调整,例如密封面存在微小倾斜或间隙,就会导致密封不严密,进而引发漏风漏粉现象。又比如每台磨煤机的运行振动频率不一致,所以在设备的紧固与焊接等等处理上需要针对每台磨煤机进行调整。

  密封件如密封圈、密封垫的安装需遵循特定顺序和技巧,例如未使用专用工具、未清理密封面上的异物或安装方向错误,都会降低密封效果。例如,柔性自补偿弹性密封圈的安装需保持适当的压缩量,以确保其长期密封性能;若安装时压缩不足或过量,均会导致密封失效。

  螺栓、螺母等紧固件的选择、安装扭矩及防松措施也是影响密封性能的重要的条件。使用劣质紧固件、紧固力矩不一致或未采取比较有效的防松措施,都可能会引起紧固件松动,进而造成密封失效。在高温环境下,紧固件的热膨胀差异也需要非常关注,以避免因热胀冷缩引起的密封面间隙增大。

  由此可见,密封部件安装时加强安装过程的质量控制至关重要,包括提高安装精细度、规范密封件安装、合理选择并处理紧固件、严控安装环境和加强专业指导与监督,以确保磨煤机机座密封性能的长期稳定。

  目前行业内在磨煤机密封上现有的材料密封主要为硅酸铝耐火纤维绳、碳石墨盘根环、浸树脂碳精密封环和浸锑碳精密封环以及高分子聚合物密封,其肖氏硬度,抗压强度和摩擦系数,耐温等级及连续运转寿命及更换成本等方面,各有利弊,取决于不同用户具体煤质和磨煤机工况,各自不同程度上均为市场所运用。以上密封材质虽然有较高的耐温和耐磨性能,但是在面对磨煤机经常使用后的工况却力不从心,常规使用的寿命往往远远低于其理论时长,可靠性较低,根本原因在其缺乏柔性自密封效果,无论是耐温弹簧还是石墨密封环本身在遇到长时间高温及磨损后均会丧失自补偿效果,从而在设计上导致密封效果的失效。高分子聚合物密封虽然有补偿性,但是其制备以及性能控制的阈值差异极大,不同原料,不同配方,不同生产方式所提供的产品性能差距极大,导致产品性能波动很大,良莠不齐,难以区分优劣,质量稳定性无法控制。

  近年来,煤质问题越来越严峻,而用电需求却成长期上升趋势,煤炭中的石子煤及其他杂质也给磨煤机运行时的维护带来重大挑战,原有的设计冗余在实际使用中经常被突破,如在极端情况下,刮板断裂,石子煤来不及排出等情况屡见不鲜,本身既给予磨煤机运行较大压力,同时又由于上述密封材质的原因,在工况恶劣,密封材质选项不佳,渣室清渣不易等多重因素互相耦合影响下,造成了石墨/碳精制品磨煤机机座密封寿命较短,密封效果较差的恶性循环。部分磨煤机的机座密封有效密封在短时内即便失效,使生产现场环境变得恶劣,对现场工作人员的健康造成较大伤害,极度影响文明生产、安全生产的进行;另外,因密封不良泄露出带有煤、灰、粉的热风,不仅造成大量热损失的同时,使周边设备收到不同程度的污染,使得设备可靠性下降,影响机组整体性能水平。

  密封风压力的变化也会直接影响密封系统的密封能力。在燃煤机组运行过程中,磨煤机内部及周围环境的压力会随工况调整而波动。如果密封设计未最大限度地考虑压力变化范围,会密封结构本身的承压能力不够,在密封风管堵塞或者渣室堵渣且清理不及时等情况下,这些超出原有密封装置设计阈值的情况会加重密封系统压力,恶化密封装置工作寿命,所以及时作出调整运行工况,避免极端条件对密封系统的冲击。在磨煤机运行时及时有效的对排渣系统和密封风系统来进行检查和维护,快速发现并处理潜在的漏风漏粉隐患,确保磨煤机机座的密封性能始终处在良好状态也是一个重要因素。

  鉴于上述的分析,针对性的提出相对应的解决措施方案,其主要思路便是:通过高效且实用的密封设计来尽可能的满足密封的可靠性、耐久性和适应性。在费用、性能、可维护性上达到尽可能的平衡。

  在渣室内部,机座内密封能够使用多层密封结构来增强密封效果。这种结构通常结合静密封层和动密封层,静密封层负责基础的密封隔离,由高性能合金材料制造成的密封件动密封层则随主轴转动,通过弹性材料的密封元件,在不同工况下保持紧密贴合。利用弹簧加载的密封环,可上下浮动时自动调整密封力,有很大效果预防漏风漏粉。如图所示。

  在机座外密封处,引入自补偿机制也是提升密封性能的重要措施。传统碳精密封结构在长时间使用后,由于磨损或变形,往往会导致密封失效且没有自补偿效果。而自补偿机制通过弹性唇口设计,使密封元件在磨损后仍能自动调整位置或形状,以维持密封效果。同时,针对高分子聚合物不同性质的特点,有明确的目的性的使用不同性能的复合材料密封体,阻燃抗撕裂,耐老化,耐高温的复合密封结构。

  从耐温性能(耐高温,耐吹蚀),弹性性能,市场行情报价,易得程度,加工难度这个5个纬度,首先对密封材质的选材做多元化的分析。通过对现有的工程耐高温密封材质的甄选,选择了有代表性的4种材质:

  盘根填料相对而言成本优势最明显,耐温性能也可圈可点,但是最大短板是加工可塑性极差,只能采用模具挤压成型的方式来进行针对性的结构设计。

  金属机械密封是常见的耐高温密封材质,合金金属密封件其在低于600摄氏度温度时基本不会老化,可定制每一种造型加工,但是缺乏弹性自补偿密封效果,价格也较为昂贵。

  从上能够准确的看出,目前可选用的密封材质中,很难有某种材质可以在每个方面满足全部需求,并达到完美的平衡。这对于机座密封的设计思路也起到了决定性的作用:不能简单的寄托于一种材质能解决全部问题,要么舍弃某些方面,追求单项性能的绝对领先,要么必须复合方式,在可接受的成本范围内,最大化的结合各种材质的优势,优化机座密封的性能。所以在机座密封的结构优化与材质选材中,第一先考虑金属与聚合物的优势结合。

  在结构与材质客观性的优化后,还需要对安装精细度和设备维护提出科学性的提高指导意见,安装阶段必须严格按照设计的基本要求进行,包括机座与密封件的精确对中、紧固件的扭矩控制以及密封间隙的调整,弹性体的预紧力控制等。安装过程中还需格外的注意保护密封面,避免划伤或污染,确保密封面的平整度与光洁度契合设计要求。优化磨煤机的运行参数,减少因操作不当导致的密封压力波动。例如,合理调整磨煤机的给煤量和风量等参数,确保磨煤机在最佳工况下运行,减少因负荷波动对密封性能的影响,遇到堵渣情况,及时清理。

  通过对磨煤机机座漏风漏粉问题的现场研究,本文获得了宝贵的经验教训。这些经验不仅揭示了问题的最终的原因,还为其他机组提供了有益的借鉴。

  实践表明,设备的老化与磨损是导致密封失效的根本原因之一。尤其是长时间运行的机组,其密封件容易因磨损而产生间隙,从而引发漏风漏粉。因此,按时进行检查并更换磨损的密封件至关重要。建议根据机组的运行时间和磨损情况,制定科学合理的更换计划,以确保密封性能的持续有效性。

  安装过程中的质量上的问题也不容忽视。案例中多次出现因安装不当导致的密封不严现象,如密封面不平整、紧固力矩不足等。这要求我们在安装过程中严格遵守操作规程,确保每一步操作都符合规定标准。加强安装人员的培训和技术指导,提高其专业素养和责任心,也是减少安装质量上的问题的重要途径。

  密封材料的选择对漏风漏粉问题也有显著影响。某些机组因选用不耐高温、不磨损的密封材料,导致在恶劣工况下密封性能迅速下降。因此,在选择密封材料时,应最大限度地考虑机组运行环境的特点,选择拥有非常良好耐高温、耐磨损性能的优质材料。定期对密封材料来性能评估,及时有效地发现并更换性能直线下降的材料,也是保障密封性能的有效措施。

  最后现场还启示我们,优化操作流程和加强维护管理对于预防漏风漏粉问题同样重要。通过优化操作流程,减少因操作不当导致的密封损伤;加强维护管理,及时有效地发现并处理潜在的密封问题,可以大大降低漏风漏粉的风险。

  通过对现场的深入分析,本文不仅揭示了火电燃煤机组磨煤机机座漏风漏粉问题的最终的原因,还获得了宝贵的经验教训。这些经验教训不仅为其他机组提供了有益的借鉴,也为未来在磨煤机机座密封方面的研究和改进指明了方向。