雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及工作中的影響因素(尹立杰)

1、600MW機(jī)組雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及影響工作的主要因素尹立杰（山東誠信國電聊城項目監(jiān)理部）摘要：本論文介紹了山東聊城發(fā)電廠二期雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)的型號、性能及特點(diǎn)，以及分析影響磨煤機(jī)工作的主要因素，及有效的控制方法。通過上述內(nèi)容的，對安裝工程起到輔導(dǎo)性的作用。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)原理 影響因素1概述近年來，隨著我國進(jìn)口鍋爐投用的逐漸增多，與之相配套的制粉系統(tǒng)的形式也越來越多。雙進(jìn)雙出低速滾筒式鋼球磨煤機(jī)就是其中的一種。我國原來采用的低速鋼球磨煤機(jī)一般均為單進(jìn)單出式磨煤機(jī)，即單側(cè)進(jìn)煤單側(cè)出風(fēng)，而雙進(jìn)雙出式磨煤機(jī)為雙側(cè)進(jìn)煤雙側(cè)出風(fēng)，較單側(cè)進(jìn)煤單側(cè)出風(fēng)磨煤機(jī)的效率有大大的提高。目前，國電聊城發(fā)電廠2&#

2、215;600MW二期工程機(jī)組所選用的制粉系統(tǒng)均為雙進(jìn)雙出正壓直吹低速滾筒式鋼球磨煤機(jī)（BBD4360型）。該類型磨煤機(jī)由兩端完全對稱的給煤機(jī)進(jìn)煤，由兩端完全對稱的分離器出粉，故稱為雙進(jìn)雙出球型磨煤機(jī).由于磨煤機(jī)正壓運(yùn)行，在耳軸的固定部分和轉(zhuǎn)動部分之間，密封風(fēng)機(jī)提供反向壓力以防止煤粉泄漏；磨煤機(jī)配制一套惰性置換系統(tǒng)，目的是在磨煤機(jī)運(yùn)行條件要求的情況下向磨內(nèi)進(jìn)行充惰，一旦有著火報警，可以噴高壓蒸汽進(jìn)行滅火；磨煤機(jī)自身裝有的一套加球系統(tǒng)，磨煤機(jī)無需停運(yùn)的情況下，即可給磨煤機(jī)補(bǔ)加鋼球。2磨煤機(jī)總體結(jié)構(gòu)如上圖所示，該類型磨煤機(jī)主要由：磨煤機(jī)殼體、主軸承、給煤/出粉管，驅(qū)動裝置、潤滑油系統(tǒng)等部件組成。另

3、外還包括空心軸、襯板、大、小齒輪、空氣離合器、減速機(jī)、電機(jī)、分離器等附件。1）雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的系統(tǒng)簡圖如下：如上圖所示，每臺磨煤機(jī)對應(yīng)4只BSOD（磨煤機(jī)一次風(fēng)/粉出口擋板）和2只PSOD（磨煤機(jī)入口一次風(fēng)關(guān)斷擋板），在磨煤機(jī)停運(yùn)或緊急跳閘時快速關(guān)閉，防止一次風(fēng)/粉經(jīng)過磨煤機(jī)進(jìn)入爐膛，保證鍋爐的安全運(yùn)行。2只磨煤機(jī)密封風(fēng)擋板，調(diào)節(jié)磨煤機(jī)內(nèi)外差壓在1700pa左右，防止磨煤機(jī)向外冒粉污染環(huán)境。1只容量風(fēng)擋板，磨煤機(jī)運(yùn)行時調(diào)節(jié)磨煤機(jī)進(jìn)入爐膛的風(fēng)/粉量大小。1只熱風(fēng)擋板和1只調(diào)溫風(fēng)擋板，用來調(diào)節(jié)控制磨煤機(jī)的出口溫度在66C，保證磨煤機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。（2）國電聊城發(fā)電廠2×600MW機(jī)組鍋

4、爐額定出力為2027T/H，配有上海重型機(jī)器廠有限公司制造的雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)6臺。每臺磨煤機(jī)對應(yīng)4只（2對）燃燒器，整臺鍋爐共有24只燃燒器。下面以山東聊城發(fā)電廠600MW機(jī)組雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)為例，進(jìn)一步對照說明。1）國電聊城發(fā)電廠2×600MW二期工程雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)相關(guān)參數(shù)：磨 煤 機(jī) 本 體型號： BBD4360型數(shù)量： 6臺筒體直徑： 4250mm筒體轉(zhuǎn)速： 16r/min筒體長度： 6140mm銘牌出力： 75t/h磨煤機(jī)出口溫度： 145煤粉細(xì)度R200： 15%磨 煤 機(jī) 電 機(jī)額定功率： 1600KW額定電流： A額定電壓： 6000V額定轉(zhuǎn)速： 992 r/min 給 煤

5、 機(jī)型號： 數(shù)量： 12臺型式： 電子稱重皮帶式最大/最小給煤量： 82.5/7.48 t/h磨煤機(jī)其它規(guī)范項 目單 位規(guī) 范制粉量t/h54.46煤粉細(xì)度%85(用200個網(wǎng)孔、75微米篩子)空氣溫度最大入口溫度160（啟動時）正常出口溫度135155最大出口溫度172（正常運(yùn)行）轉(zhuǎn)速r/min16.77鋼球裝載量T103.01鋼球尺寸mm60/50/40/25各種鋼球量比例%35/29/21/15各種鋼球量重量t36.05/29.9/21.6/15.5電動機(jī)電壓kV6功率kW1400轉(zhuǎn)速r/min992變速箱型號雙軸、單級減速FZG-ISH SIZE15變比 3.778：1輸入轉(zhuǎn)速rpm9

6、92輸出轉(zhuǎn)速rpm261氣動離合器型號38VC1200DW偶合方式摩擦/壓縮最大空氣壓力MPa0.85正?？諝鈮毫Pa0.68粗粉分離器型式svedala 9' 雙錐型移動式驅(qū)動裝置 臺1注：38VC1200DW是：氣鼓直徑38英寸、采用ventilated(通風(fēng)）和constriction（壓 縮）式，摩擦材料是12英寸寬。 軸承潤滑系統(tǒng)低壓油泵齒輪泵正常壓力：1.035 MPa高壓油泵活塞泵正常運(yùn)行：13.78MPa最大壓力：34.45 MPa磨煤機(jī)大齒輪潤滑系統(tǒng)自動噴油系統(tǒng)3雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)工作原理及其特點(diǎn)(1)工作原理及其工作過程雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的工作原理與一般鋼球磨煤機(jī)的基本相

7、同，即利用圓筒的滾動，將鋼球帶到一定的高度，然后落下，通過鋼球?qū)γ旱淖矒粢约坝捎阡撉蛑g、鋼球與滾筒襯板之間的研壓將煤磨碎。工作過程：磨煤機(jī)電動機(jī)經(jīng)過減速機(jī)、離合器、小齒輪帶動筒體旋轉(zhuǎn)，原煤和一次風(fēng)機(jī)出來的熱風(fēng)從兩端的給煤箱經(jīng)過空心軸進(jìn)入磨煤機(jī)大罐。當(dāng)筒體旋轉(zhuǎn)時，鋼球被護(hù)甲襯板提升到一定高度后落下，煤在筒體中鋼球的撞擊和擠壓碾磨下，被破碎成煤粉，在此過程中熱空氣對原煤和煤粉進(jìn)行干燥。兩股方向相反的干燥氣流在磨煤機(jī)中間部位對沖反向，并攜帶煤粉從空心軸經(jīng)出粉箱進(jìn)入粗粉分離器進(jìn)行分離。不合格的煤粉經(jīng)回粉管再送至磨煤機(jī)重新研磨，從而得到符合標(biāo)準(zhǔn)的煤粉。(2)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的工作原理圖如下：(3)雙進(jìn)雙

8、出磨煤機(jī)與一般磨煤機(jī)的主要區(qū)別1)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)兩端均有轉(zhuǎn)動的螺旋輸送器，一般磨煤機(jī)則沒有。2) 從風(fēng)粉混合物的流向來看，雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)在正常運(yùn)行時，磨煤機(jī)兩端同時進(jìn)煤，同時出粉，且進(jìn)煤出粉在同一側(cè);而一般磨煤機(jī)只是從一端進(jìn)煤，在另一端出粉。3)磨煤機(jī)容量出力相同(近)時，一般磨煤機(jī)比較大，占地也大。4)一般情況下，在出力相同(近)時，一般磨煤機(jī)電動機(jī)容量大些，單位磨煤電耗也較高。5)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的熱風(fēng)、原煤分別從磨煤機(jī)的端部進(jìn)入，在磨內(nèi)混合;而一般磨煤機(jī)的熱風(fēng)、原煤是在磨煤機(jī)人口的落煤管內(nèi)混合的。6) 從送粉管的布置上看(尤其是對于大容量鍋爐)，由于雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)從磨煤機(jī)兩個端部出粉，而一

9、般磨煤機(jī)只從一個端部出粉，前者一臺磨比后者多一倍出粉口。對于配600MW機(jī)組的鍋爐，按一臺爐配六臺磨煤機(jī)比較，雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)有十二個出粉口，而一般磨煤機(jī)只有六個出粉口。因此，無論是從煤粉分配上，還是從管道的阻力平衡上，雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)比一般磨煤機(jī)在布置上都更有利。（4）雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)1) 可靠性高，可用率高。國外運(yùn)行情況表明，包括給煤機(jī)在內(nèi)的雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)制粉的年事故率僅為1%，且磨煤機(jī)本身幾乎無事故發(fā)生。2) 維護(hù)簡便，維護(hù)費(fèi)用低。與中、高速磨煤機(jī)相比，雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)維護(hù)最簡便，維護(hù)費(fèi)用也最低，只需定期更換大牙輪油脂和補(bǔ)充鋼球。3) 出力穩(wěn)定。能長期保持恒定的容量和要求的煤粉細(xì)度

10、，基本不存在磨煤機(jī)出力下降的問題。4) 能有效地磨制堅硬、腐蝕性強(qiáng)的煤。雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)能磨制哈氏可磨性系數(shù)小于50的煤種或高灰分 (大于40%)煤種，而這對于中、高速磨是無法適應(yīng)的。5) 儲粉能力強(qiáng)。與中、高速磨煤機(jī)相比，雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的筒體本身就像一個大的儲煤罐，有較大的煤粉儲備能力，大約相當(dāng)于磨煤機(jī)運(yùn)行10l5min的出粉量。6) 在較寬的負(fù)荷范圍內(nèi)有快速反應(yīng)的能力。試驗(yàn)表明，雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)對鍋爐負(fù)荷的響應(yīng)時間幾乎與燃油和燃?xì)鉅t一樣快。雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的自然滯留時間是所有磨煤機(jī)中最少的，只有10s左右。7) 煤種適應(yīng)能力強(qiáng)。雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)對煤中雜物不那么敏感，這已有國內(nèi)外運(yùn)行情

11、況的證明。8) 能保持一定的風(fēng)煤比。在雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)中，通過磨煤機(jī)的風(fēng)量與帶出的煤粉量呈線性關(guān)系。當(dāng)設(shè)計的風(fēng)煤比一定時，如果要求磨煤機(jī)的出力增加，實(shí)際上風(fēng)量也呈比例增加。9) 低負(fù)荷時能增加煤粉細(xì)度。在低負(fù)荷運(yùn)行時，由于一次風(fēng)量減小，相應(yīng)風(fēng)速也減小，帶走的只能是更細(xì)的煤粉，這對于燃用低揮發(fā)分的煤的穩(wěn)燃有利。10) 顯著的靈活性。對雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)而言，當(dāng)其低負(fù)荷運(yùn)行或在啟動時，既可全磨也可半磨運(yùn)行，被研磨的介質(zhì)既可以是一種，也可以是幾種混合物料。此外，當(dāng)一臺給煤機(jī)事故或一端煤倉 (或落煤管)堵煤時，磨煤機(jī)能照常運(yùn)行。4影響磨煤機(jī)工作的主要因素影響磨煤機(jī)工作的主要因素有四種：（1）磨煤機(jī)的筒體轉(zhuǎn)速

12、；（2）磨煤機(jī)的內(nèi)襯護(hù)甲；（3）鋼球充滿系數(shù)；（4）磨煤機(jī)的筒體通風(fēng)量。（1）磨煤機(jī)的筒體轉(zhuǎn)速：鋼球筒式磨煤機(jī)是通過筒體轉(zhuǎn)動將鋼球和原煤提升到一定的高度后在落下將煤擊碎的，當(dāng)轉(zhuǎn)速不同時，會出現(xiàn)如下圖所示的三種情況。對緊貼筒壁的鋼球，在不考慮鋼球與筒壁的相對位移時，臨界狀態(tài)下鋼球所受的離心力和重力相等即mg=m（u2/R）,由此可以推出筒體的臨界轉(zhuǎn)速為nlj=42.3/D1/2r/min式中D - 磨煤機(jī)筒體的直徑。當(dāng)磨煤機(jī)的工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于臨界轉(zhuǎn)速時，如上圖A所示，鋼球和原煤不能被提升到一定的高度，磨煤的作用很小，而且煤粉也難于從鋼球中分離出來，磨煤出力小。當(dāng)磨煤機(jī)的工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于臨界轉(zhuǎn)速時

13、，如上圖C所示，鋼球和原煤與筒體一同轉(zhuǎn)動而不會落下，磨煤出力幾乎為零。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速小于臨界轉(zhuǎn)速時，鋼球和原煤被提升到一定的高度后落下，熱風(fēng)穿過筒體干燥并帶走煤粉，磨煤出力最大，分離效果最好。因此，筒體的最佳工作轉(zhuǎn)速應(yīng)是筒體內(nèi)鋼球有最大提升高度時的轉(zhuǎn)速。最佳工作轉(zhuǎn)速與臨界轉(zhuǎn)速之比，一般前蘇聯(lián)選擇0.74-0.8之間，而歐洲和美國選擇在0.72-0.9之間。(2)磨煤機(jī)內(nèi)襯護(hù)甲形狀護(hù)甲的形狀對鋼球的提升高度有較大的影響，因?yàn)閷?shí)際運(yùn)行中鋼球和筒體的轉(zhuǎn)速總是不同的，其速度差值的大小主要決定于鋼球和護(hù)甲之間的摩擦系數(shù)的大小，而護(hù)甲的形狀對摩擦力有較大的影響。運(yùn)行實(shí)踐證明，隨著護(hù)甲的磨損，磨煤出力會逐漸下降

14、，磨煤電耗也逐漸增加。（3）鋼球充滿系數(shù)鋼球筒式磨煤機(jī)內(nèi)裝在的鋼球量通常用鋼球容積占筒體容積的百分?jǐn)?shù)來表示，并稱為鋼球充滿系數(shù)，用下列公式表示，即=G/v式中 G - 鋼球的裝載量，t； V - 磨煤機(jī)筒體的容積，m3 - 鋼球的堆積密度，取為=4.9t/ m3鋼球的裝載量將直接影響磨煤機(jī)的磨煤出力和磨煤電耗的大磨煤出力和磨煤電耗與鋼球充滿系數(shù)的有如下關(guān)系，即Bm=c10.6Pm= c20.9式中 Bm，Pm - 分別表示磨煤出力和磨煤所消耗的電功率；c1，c2 - 試驗(yàn)常數(shù)。緊貼筒壁的鋼球磨煤的能力大，隨著值的增加，內(nèi)層的鋼球的數(shù)量增加，而其磨煤能力卻下降。因此，磨煤能力并不隨著值成正比地增加，而是與0.6成正比。隨著值的增加，鋼球載荷的重心接近筒體中心，慣性矩的增加比鋼球量的增加要慢些，使得電功率與0.9成正比。運(yùn)行中鋼球的裝載量應(yīng)符合磨煤機(jī)制造廠家的有關(guān)規(guī)定，并及時更換尺寸和材質(zhì)不合格的鋼球。（4）磨煤機(jī)的筒體通風(fēng)量磨煤機(jī)中的通風(fēng)量V的大小，不僅直接影響磨煤出力Bm的大小，而且影響原煤沿磨煤機(jī)筒體長度方向的分布和煤粉的細(xì)度。通風(fēng)量過大