摘要：本文結(jié)合作者多年工作經(jīng)驗(yàn)，就燃煤電廠鋼球磨煤機(jī)襯板缺陷產(chǎn)生的原因、預(yù)防裂紋出現(xiàn)的措施進(jìn)行了闡述，供相關(guān)人員參考。

　　關(guān)鍵詞：鋼球磨煤機(jī),襯板,缺陷,原因,對(duì)策

　　鋼球磨煤機(jī)雖然有占地面積大、笨重、噪音大、初投資高等缺點(diǎn)，但對(duì)煤種的適應(yīng)性廣，具有連續(xù)作業(yè)率高、維修方便、煤粉出力和細(xì)度穩(wěn)定、儲(chǔ)存能力強(qiáng)、響應(yīng)迅速、運(yùn)行靈活性大、風(fēng)煤比較低、不受異物影響、對(duì)原煤中所夾帶的鐵塊等雜物也不敏感等優(yōu)點(diǎn)，所以大多數(shù)火力發(fā)電機(jī)組仍沿用至今，但磨煤機(jī)普遍存在襯板磨損及缺陷問(wèn)題。

　　球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)，鋼球在磨制煤粉的同時(shí)對(duì)襯板也存在沖擊和磨損。由于煤質(zhì)、襯板和鋼球材質(zhì)、硬度及安裝運(yùn)行工況等因素的影響，磨煤機(jī)襯板普遍出現(xiàn)各種損壞問(wèn)題。某些電廠甚至出現(xiàn)運(yùn)行不到一年就出現(xiàn)襯板斷裂和磨通、脫落等問(wèn)題。嚴(yán)重的，襯板大面積脫落造成筒體變形，被迫停磨搶修，影響了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度和維修費(fèi)用。

　　1. 影響襯板壽命的因素：

　　根據(jù)磨煤機(jī)運(yùn)行中襯板損壞情況和對(duì)缺陷襯板的分析，可將影響磨煤機(jī)襯板使用壽命的因素歸納為以下六條：

　　1.1 襯板材質(zhì)及熱處理工藝不符合要求：

　　襯板材質(zhì)中某些元素含量不符合有關(guān)規(guī)范要求或熱處理工藝存在問(wèn)題易造成襯板出現(xiàn)裂紋等缺陷。

　　1.2 設(shè)計(jì)制造及安裝質(zhì)量的影響：

　　襯板螺栓孔處應(yīng)力集中，該部位易發(fā)生斷裂問(wèn)題。襯板不平整、筒壁變形，安裝時(shí)襯板與筒壁不吻合，都易造成襯板斷裂。另外，安裝中螺栓緊固不規(guī)范也易造成螺栓松動(dòng)或脫落，造成襯板損壞。

　　1.3 煤的可磨性系數(shù)影響：

　　煤的可磨性越差，必然造成磨煤機(jī)襯板磨損越嚴(yán)重。如果煤中加入過(guò)多的煤矸石，也會(huì)造成煤的可磨性差。

　　1.4 磨煤機(jī)襯板和鋼球硬度比不合理：

　　如果襯板與鋼球的硬度比不合理，易造成襯板磨損加快，影響襯板的使用壽命。

　　1.5 磨煤機(jī)運(yùn)行工況的影響：

　　低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，進(jìn)煤量調(diào)整不當(dāng)，易造成磨煤機(jī)內(nèi)存煤量較少，使部分鋼球直接與襯板摩擦撞擊，襯板磨損加劇，襯板斷裂機(jī)會(huì)大幅度增加。

　　1.6 消除缺陷不及時(shí)的影響：

　　如果出現(xiàn)磨煤機(jī)個(gè)別襯板斷裂脫落或固定螺栓斷裂時(shí)，不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除，就會(huì)引起其他襯板的損壞，甚至導(dǎo)致筒體變形。

　　2. 襯板材質(zhì)、熱處理工藝及設(shè)計(jì)制造方面對(duì)襯板壽命的影響：

　　上述六方面因素中前兩條，即襯板材質(zhì)、熱處理工藝及設(shè)計(jì)制造是影響襯板壽命最基本、最重要的方面，這方面的問(wèn)題在安裝過(guò)程中便可發(fā)現(xiàn)。

　　如某1×3 5 0 M W 燃煤電站項(xiàng)目，一臺(tái)爐共配置有三臺(tái)BBD4760型號(hào)雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，由國(guó)內(nèi)某知名企業(yè)生產(chǎn)供貨。磨煤機(jī)BMCR工況下最大出力為114.64t/h，所用襯板材質(zhì)為ZGCr13MoVRe，合同要求襯板使用壽命大于八萬(wàn)小時(shí)。襯板生產(chǎn)由磨煤機(jī)供貨商分包給了湖南一家公司生產(chǎn)完成。本項(xiàng)目的磨煤機(jī)在安裝過(guò)程中先后發(fā)現(xiàn)99塊襯板斷裂，占總襯板數(shù)量的5.9%。襯板發(fā)運(yùn)、斷裂數(shù)量、備件情況統(tǒng)計(jì)如下表所示。

　　序號(hào)襯板型號(hào)隨機(jī)備件第一批備件第二批備件第三批備件第四批備件第五批備件第六批備件第七批備件隨機(jī)+已發(fā)備件斷裂數(shù)量總計(jì)

　　1012 227 432026

　　202211 1 366

　　303212 12 2625

　　4 042112 13107

　　5 052 224 32823

　　6 062 213 11108

　　7 102 2 374

　　合計(jì) 1410714 21159699

　　據(jù)了解，本項(xiàng)目所用材質(zhì)的襯板(ZGCr13MoVRe)，在其他項(xiàng)目上也有應(yīng)用，也在安裝過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)三十余塊襯板斷裂情況，但是在后續(xù)運(yùn)行生產(chǎn)情況良好。

　　經(jīng)過(guò)分析襯板斷裂照片可知，斷裂的襯板中有的斷裂面分成新舊兩部分，即有部分?jǐn)嗔岩r板存在舊裂紋現(xiàn)象。因此可推斷這種襯板不是僅因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)、安裝不當(dāng)造成，可能是因?yàn)橐r板本身已存在裂紋缺陷。因照片顯示的斷裂面比較平直，因此該部分有舊裂紋的斷裂襯板存在的裂紋應(yīng)屬冷裂紋。

　　從理論上說(shuō)，鑄件裂紋一般分為三類：熱裂(在鑄件上有穿透或不穿透的裂紋，主要是彎曲形的，裂紋斷口形狀很不規(guī)則，開(kāi)裂處金屬表皮氧化)、冷裂(在鑄件上有穿透或不穿透的裂紋，外觀主要是直線的裂縫，開(kāi)裂處金屬表皮未氧化)、溫裂(在鑄件上有穿透或不穿透的裂紋，開(kāi)裂處金屬表皮氧化，由于氣割、焊接或熱處理不當(dāng)所引起)。

　　冷裂紋產(chǎn)生原因主要有鑄件結(jié)構(gòu)不合理、鑄件冷卻過(guò)快、落砂、搬運(yùn)、清理、機(jī)械加工和安裝中的撞擊等。冷裂紋可分成機(jī)械作用造成的斷裂(通常出現(xiàn)于斷面交界處，斷口外貌正常，有時(shí)具有相連的鋸齒狀斷痕)、內(nèi)應(yīng)力及收縮受阻造成的斷裂(斷口邊緣平直，出現(xiàn)在冷卻時(shí)對(duì)應(yīng)力敏感的部位)兩種。

　　襯板為鑄件，本身存在冷脆性。而對(duì)ZGCr13MoVRe材質(zhì)分析來(lái)看，馬氏體含量高，殘余奧氏體較少，具有較高的硬度和低的沖擊韌性，因此ZGCr13MoVRe脆性較大。材質(zhì)ZGCr13MoVRe襯板的沖擊力數(shù)值不小于5J，因此這種材質(zhì)耐沖擊力較小。基于此種材質(zhì)的沖擊韌性較小的特點(diǎn)，從生產(chǎn)、驗(yàn)收、包裝、運(yùn)輸、安裝各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)注意加強(qiáng)檢查和保管。在搬運(yùn)、吊裝、安裝過(guò)程中，都應(yīng)輕拿輕放，嚴(yán)禁撞擊、摔碰;嚴(yán)禁對(duì)襯板氣割、電焊;嚴(yán)禁用榔頭等重物大力敲擊。襯板同罐體接觸面不平的要使用拋光機(jī)修整后再安裝。

　　生產(chǎn)中雖然進(jìn)行了熱處理(淬火、回火)來(lái)消除鑄件內(nèi)應(yīng)力，然后進(jìn)行了不同時(shí)段的時(shí)效處理，但仍不能完全消除。

　　從供貨廠家提供的襯板化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中可知，按照國(guó)家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《磨煤機(jī)耐磨件技術(shù)條件》(DL/T 681-1999)中的要求，本項(xiàng)目所用襯板中Si和Mo的含量偏小，這可能也是引起襯板斷裂的原因之一。

　　襯板安裝完成熱態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因磨煤機(jī)罐體內(nèi)部溫度很高，可以慢慢消除內(nèi)存的殘余應(yīng)力，因此熱態(tài)運(yùn)行后因應(yīng)力集中斷裂的情況會(huì)有好轉(zhuǎn)。

　　3. 延長(zhǎng)襯板壽命的措施：

　　嚴(yán)格檢查襯板的材質(zhì)和硬度：

　　做好襯板生產(chǎn)過(guò)程中和出廠前的檢查和檢驗(yàn)工作，保證襯板的材質(zhì)和硬度符合工藝和國(guó)家有關(guān)規(guī)范的要求。襯板出廠前應(yīng)進(jìn)行尺寸檢查、機(jī)械性能測(cè)試、金相檢驗(yàn)以及觀察(肉眼觀察襯板表面，特別是螺孔周?chē)�，看是否有裂紋)、敲擊(用榔頭輕輕敲打襯板，若發(fā)出雜音(不清脆)，則襯板可能存在裂紋，需認(rèn)真檢查)、滲水(對(duì)存在疑問(wèn)的襯板，表面潑上一層清水，待襯板表面干燥后，裂紋的位置因不能及時(shí)干燥而留下一條水印)等表面質(zhì)量檢查驗(yàn)收。進(jìn)一步研究不同煤質(zhì)對(duì)應(yīng)鋼球磨煤機(jī)襯板的合理選材，材質(zhì)成分的適應(yīng)性分析，在保證襯板合理壽命的前提下優(yōu)化襯板的材質(zhì)選擇和處理工藝。

　　3.1 合理選定鋼球與襯板的硬度：

　　磨煤機(jī)襯板與鋼球硬度比值應(yīng)控制在合適的范圍內(nèi)，此比值一般在1：0.85～0.90之間。

　　3.2 嚴(yán)格控制進(jìn)廠煤質(zhì)：

　　嚴(yán)格控制進(jìn)廠煤質(zhì)，降低煤中矸石含量，以提高原煤的可磨系數(shù)。

　　3.3 按照負(fù)荷要求及時(shí)合理調(diào)整磨煤機(jī)進(jìn)煤量：

　　低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，及時(shí)調(diào)整磨煤機(jī)的進(jìn)煤量，可根據(jù)負(fù)荷情況，停用幾臺(tái)磨煤機(jī)。

　　3.4 改進(jìn)設(shè)計(jì)制造上的不合理之處：

　　襯板螺栓孔處設(shè)計(jì)成圓弧形以避免該處應(yīng)力集中。

　　3.5 嚴(yán)把襯板安裝質(zhì)量關(guān)：

　　襯板與筒體如不吻合，應(yīng)調(diào)換襯板或?qū)σr板修磨處理;固定、擰緊螺栓時(shí)按規(guī)范要求緊到合適力矩，并應(yīng)在試轉(zhuǎn)后對(duì)襯板固定螺栓進(jìn)行復(fù)緊，保證固定螺栓具有一定的預(yù)緊力，防止螺栓松動(dòng)。

　　3.6 及時(shí)消除設(shè)備缺陷：

　　及時(shí)消除設(shè)備缺陷，防止襯板損壞范圍擴(kuò)展，保證機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。