摘要：本文結合作者多年工作經驗，就燃煤電廠鋼球磨煤機襯板缺陷產生的原因、預防裂紋出現的措施進行了闡述，供相關人員參考。

　　關鍵詞：鋼球磨煤機,襯板,缺陷,原因,對策

　　鋼球磨煤機雖然有占地面積大、笨重、噪音大、初投資高等缺點，但對煤種的適應性廣，具有連續作業率高、維修方便、煤粉出力和細度穩定、儲存能力強、響應迅速、運行靈活性大、風煤比較低、不受異物影響、對原煤中所夾帶的鐵塊等雜物也不敏感等優點，所以大多數火力發電機組仍沿用至今，但磨煤機普遍存在襯板磨損及缺陷問題。

　　球磨機運行時，鋼球在磨制煤粉的同時對襯板也存在沖擊和磨損。由于煤質、襯板和鋼球材質、硬度及安裝運行工況等因素的影響，磨煤機襯板普遍出現各種損壞問題。某些電廠甚至出現運行不到一年就出現襯板斷裂和磨通、脫落等問題。嚴重的，襯板大面積脫落造成筒體變形，被迫停磨搶修，影響了機組的安全經濟運行，增加了勞動強度和維修費用。

　　1. 影響襯板壽命的因素：

　　根據磨煤機運行中襯板損壞情況和對缺陷襯板的分析，可將影響磨煤機襯板使用壽命的因素歸納為以下六條：

　　1.1 襯板材質及熱處理工藝不符合要求：

　　襯板材質中某些元素含量不符合有關規范要求或熱處理工藝存在問題易造成襯板出現裂紋等缺陷。

　　1.2 設計制造及安裝質量的影響：

　　襯板螺栓孔處應力集中，該部位易發生斷裂問題。襯板不平整、筒壁變形，安裝時襯板與筒壁不吻合，都易造成襯板斷裂。另外，安裝中螺栓緊固不規范也易造成螺栓松動或脫落，造成襯板損壞。

　　1.3 煤的可磨性系數影響：

　　煤的可磨性越差，必然造成磨煤機襯板磨損越嚴重。如果煤中加入過多的煤矸石，也會造成煤的可磨性差。

　　1.4 磨煤機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 磨煤機運行工況的影響：

　　低負荷運行時，進煤量調整不當，易造成磨煤機內存煤量較少，使部分鋼球直接與襯板摩擦撞擊，襯板磨損加劇，襯板斷裂機會大幅度增加。

　　1.6 消除缺陷不及時的影響：

　　如果出現磨煤機個別襯板斷裂脫落或固定螺栓斷裂時，不及時發現并消除，就會引起其他襯板的損壞，甚至導致筒體變形。

　　2. 襯板材質、熱處理工藝及設計制造方面對襯板壽命的影響：

　　上述六方面因素中前兩條，即襯板材質、熱處理工藝及設計制造是影響襯板壽命最基本、最重要的方面，這方面的問題在安裝過程中便可發現。

　　如某1×3 5 0 M W 燃煤電站項目，一臺爐共配置有三臺BBD4760型號雙進雙出鋼球磨煤機，由國內某知名企業生產供貨。磨煤機BMCR工況下最大出力為114.64t/h，所用襯板材質為ZGCr13MoVRe，合同要求襯板使用壽命大于八萬小時。襯板生產由磨煤機供貨商分包給了湖南一家公司生產完成。本項目的磨煤機在安裝過程中先后發現99塊襯板斷裂，占總襯板數量的5.9%。襯板發運、斷裂數量、備件情況統計如下表所示。

　　序號襯板型號隨機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+已發備件斷裂數量總計

　　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 1410714 21159699

　　據了解，本項目所用材質的襯板(ZGCr13MoVRe)，在其他項目上也有應用，也在安裝過程中出現過三十余塊襯板斷裂情況，但是在后續運行生產情況良好。

　　經過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，即有部分斷裂襯板存在舊裂紋現象。因此可推斷這種襯板不是僅因為現場搬運、安裝不當造成，可能是因為襯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屬冷裂紋。

　　從理論上說，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則，開裂處金屬表皮氧化)、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，開裂處金屬表皮氧化，由于氣割、焊接或熱處理不當所引起)。

　　冷裂紋產生原因主要有鑄件結構不合理、鑄件冷卻過快、落砂、搬運、清理、機械加工和安裝中的撞擊等。冷裂紋可分成機械作用造成的斷裂(通常出現于斷面交界處，斷口外貌正常，有時具有相連的鋸齒狀斷痕)、內應力及收縮受阻造成的斷裂(斷口邊緣平直，出現在冷卻時對應力敏感的部位)兩種。

　　襯板為鑄件，本身存在冷脆性。而對ZGCr13MoVRe材質分析來看，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ZGCr13MoVRe襯板的沖擊力數值不小于5J，因此這種材質耐沖擊力較小。基于此種材質的沖擊韌性較小的特點，從生產、驗收、包裝、運輸、安裝各個環節都應注意加強檢查和保管。在搬運、吊裝、安裝過程中，都應輕拿輕放，嚴禁撞擊、摔碰;嚴禁對襯板氣割、電焊;嚴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修整后再安裝。

　　生產中雖然進行了熱處理(淬火、回火)來消除鑄件內應力，然后進行了不同時段的時效處理，但仍不能完全消除。

　　從供貨廠家提供的襯板化學實驗報告中可知，按照國家電力行業標準《磨煤機耐磨件技術條件》(DL/T 681-1999)中的要求，本項目所用襯板中Si和Mo的含量偏小，這可能也是引起襯板斷裂的原因之一。

　　襯板安裝完成熱態運轉時，因磨煤機罐體內部溫度很高，可以慢慢消除內存的殘余應力，因此熱態運行后因應力集中斷裂的情況會有好轉。

　　3. 延長襯板壽命的措施：

　　嚴格檢查襯板的材質和硬度：

　　做好襯板生產過程中和出廠前的檢查和檢驗工作，保證襯板的材質和硬度符合工藝和國家有關規范的要求。襯板出廠前應進行尺寸檢查、機械性能測試、金相檢驗以及觀察(肉眼觀察襯板表面，特別是螺孔周圍，看是否有裂紋)、敲擊(用榔頭輕輕敲打襯板，若發出雜音(不清脆)，則襯板可能存在裂紋，需認真檢查)、滲水(對存在疑問的襯板，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干燥而留下一條水印)等表面質量檢查驗收。進一步研究不同煤質對應鋼球磨煤機襯板的合理選材，材質成分的適應性分析，在保證襯板合理壽命的前提下優化襯板的材質選擇和處理工藝。

　　3.1 合理選定鋼球與襯板的硬度：

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

　　3.2 嚴格控制進廠煤質：

　　嚴格控制進廠煤質，降低煤中矸石含量，以提高原煤的可磨系數。

　　3.3 按照負荷要求及時合理調整磨煤機進煤量：

　　低負荷運行時，及時調整磨煤機的進煤量，可根據負荷情況，停用幾臺磨煤機。

　　3.4 改進設計制造上的不合理之處：

　　襯板螺栓孔處設計成圓弧形以避免該處應力集中。

　　3.5 嚴把襯板安裝質量關：

　　襯板與筒體如不吻合，應調換襯板或對襯板修磨處理;固定、擰緊螺栓時按規范要求緊到合適力矩，并應在試轉后對襯板固定螺栓進行復緊，保證固定螺栓具有一定的預緊力，防止螺栓松動。

　　3.6 及時消除設備缺陷：

　　及時消除設備缺陷，防止襯板損壞范圍擴展，保證機組的安全經濟運行。