摘要：针对发电厂1台锅炉磨煤机磨辊运行中断裂的问题，通过分析，出了磨煤机磨辊断裂的主要原因，提出了防范措施。
Abstract: for the crack of grinder roll in the operation of one boiler coal mill in the power plant, by analyzed, we found the main reason in grinder roll of coal mill and put forwards to prevention measures.
Key Words: coal mill; grinder roll crack; overlaying; high Gr cast iron
概述
我厂2×300MW火电机组#1～#2锅炉为上海锅炉厂有限公司制造的亚临界压力中间一次再热自然循环炉，锅炉采用正压直吹式制粉系统，每台锅炉配五台ZGM95N型中速磨煤机。
二、 事故经过
2011年11月12日上午，我厂制粉系统维护单位检修人员在对1E磨煤机分离器折向挡板卡涩停磨检查时，发现1E磨煤机靠检修大门处的磨辊辊套断裂，立即汇报锅炉专业人员。锅炉专业立即组织展开抢修工作，邀请株洲国华电力设备制造安装有限公司来人参与抢修，经过近4天时间的抢修，#1E磨于16日5时投入运行，设备运行正常。
三、原因分析
经现场仔细检查，发现断裂的磨辊滚套整个圆周有堆焊材料脱落的痕迹（见图1），而在裂口附近位置，堆焊材料脱落严重，呈碗口型（见图2）。这台磨煤机磨辊是今年7月13日开始堆焊的，7月28日堆焊结束，运行已经有3个多月。此前磨煤机一直运行稳定。在10月27日曾经发生过1E磨煤机振动大，当时因1A磨煤机在进行磨辊堆焊，白天机组负荷较高，所以没有立即停运1E磨煤机，
图1辊套表面焊材脱落图2 裂口处有碗口大的凹坑 后来从磨煤机石子煤箱排出来一个锤头和一些铁块（见图3），其中最大的一块有200×150mm。正常磨辊碾磨煤，辊套表面是很光
滑的，而断裂的磨辊滚套堆焊材料脱落很明显是辊套反复碾压铁块造成的，这种现象在11月17日1B磨煤机打开时也发现有一个磨辊有堆焊材料脱落现象，只是没有1E磨煤机明显。当时1B磨煤机振动大，停运磨煤机后从磨煤机里面拣出3块防磨板。从1E磨磨辊断裂磨损情况来看(见图示2)，这个磨辊断裂时间应该有几天时间了，而不是停运时才断裂的，可以排除是磨煤机停运过程中因热风冷却速度太快引起1B磨煤机磨辊断裂。 高铬铸铁
1.材料方面可能的原因
从理论上进行分析，磨煤机厂所提供的高铬铸铁合金耐磨辊，微观金属组织是铸态的奥氏体+条状碳化铬，条状碳化物根植于奥氏体基底上，提高了耐磨性能。此种金属组织，具有较高的耐磨性能，但由于组织中富含硬度极高的碳化物，因而不具备耐冲击磨损的性能，而且碳当量很高，可焊性较差。在一般情况下，磨机的工作介质是煤炭，在研磨的过程中，不会出现较大的冲击磨损，因而此种磨辊是可以承受的正常研磨工作。但当煤中混入较大的硬质块状物时，在机体内出现较强冲击时，磨辊有可能因之而出现块状脱落、过度磨损、断裂等情况。此种磨辊，属于铸态的金属组织，在铸造过程中，有可能因铸造工艺原因出现分层、夹渣、缩孔、偏析等铸造缺陷，这些缺陷的存在，在磨辊堆焊的过程中， 由于焊接应力的叠加，是磨辊断裂的主要原因之一，近期在广东的其他电厂（顺德五沙热电），就出现了一定数量的断辊现象。经分析后，磨机厂方确认断辊原因是原有的辊套的铸造缺陷，在焊接过程中热应力叠加而造成。辊套材料在铸造过程中出现局部偏析，也是造成辊套在运行过程中断裂的一个可能的原因。铸造偏析，会直接导致辊体中的各个部位成分不一致，某些地方可能碳含量富集，在这些地方就会形成大量的条状碳化物富集，此处就会硬度极高，一旦有较强的冲击出现，就极有可能在此处断裂。 2.焊接工艺上可能的原因
高铬铸铁合金的堆焊，大大区别于一般的钢铁焊接。具体表现在高铬铸铁堆焊过程中要控制焊接表面温度，强制冷却以便消除焊接热应力，在焊接工件表面会出现有规则的裂纹。一旦焊接工件表面温度过高，焊接应力不能及时消除时，辊套就可能会在其薄弱环节处断裂。另一方面，当辊套过度磨损时，在局部某处变得很薄，强度不足以抵抗焊接中出现的热力时，就可能出现断裂。这两种因工艺原因而出现的断裂，一定会出现在焊接过程中或焊后的一两天内，不会在长期运行后出现。磨辊套堆焊后在运行中，处于应力消减的状态中，不会因焊接应力而断裂。焊接材料的选用，是堆焊质量的关键。辊套的材料是高铬铸
铁，相应的堆焊材料也应当是高铬合金焊丝。我公司所选用的焊丝，是北京钢研总院下属的北京安泰科技股分有限公司生产的高铬合金药芯焊丝，其主要成分是：碳：4.5%-5.5%,铬:28%-33%,Mn:1.5%。此成分的焊丝，与北京电力设备总厂的磨辊套成分是是完全匹配的。
四、暴露出来的问题
1、最近一段时间里，从磨煤机筒体里频繁排出或捡出来一些铁块、铁锤及防磨板，反应出我厂输煤系统的除大块器、除铁器存在问题较多，无法满足设备正常运行的要求。
2、当#1E磨煤机发生振动时，机组负荷较高，为保证不损失负荷，磨煤机一直带病运行，直至十天后停下检查才发现磨辊已经开裂。这反应出我们对设备出现异常时可能产生的危害估计不足，未能及时果断停磨进行处理，最终导致磨辊开裂。
五、防范措施：
1、发现磨煤机振动大时，首先要排石子煤，如果排不出异物，即使损失些负荷，也要立即停运磨煤机，清理出异物，然后才能恢复磨煤机运行。
2、尽快实施输煤系统除大块器、除铁器技改项目，保证设备投运正常，尽量减少大块进入给煤机及磨煤机。
3、定期对磨煤机磨辊磨损情况进行检查，尽早发现问题，及时处理，避免问题扩大。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
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