淺談我國(guó)中速磨煤機(jī)的發(fā)展與設(shè)計(jì)

張一鈞

摘要：隨著我國(guó)控制技術(shù)的進(jìn)步，中速磨煤機(jī)得到快速發(fā)展和應(yīng)用，本文闡述了我國(guó)中速磨煤機(jī)的發(fā)展過(guò)程，并對(duì)中速磨煤機(jī)的制造、試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、選型及運(yùn)行情況進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：中速磨煤機(jī)發(fā)展設(shè)計(jì)

0引言

為了改進(jìn)我國(guó)中速磨煤機(jī)落后的局面，我國(guó)從20世界末先后從發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了各種系列的中速磨煤機(jī)，并且積極研究國(guó)外的先進(jìn)的機(jī)器，在引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)幾十年的努力，我國(guó)生產(chǎn)出國(guó)產(chǎn)的中速磨煤機(jī)，并且各項(xiàng)指標(biāo)已經(jīng)符合國(guó)際的要求，生產(chǎn)水平得到了很大的提高。

1中速磨煤機(jī)的引進(jìn)

在1980年，我國(guó)從美國(guó)引進(jìn)全套R(shí)P系列碗式磨煤機(jī)制造技術(shù)，生產(chǎn)出首批試制的RP923中速磨煤機(jī)，該機(jī)具有運(yùn)行良好，對(duì)負(fù)荷反應(yīng)迅速，制粉操作靈活，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，但是RP923中速磨煤機(jī)具有對(duì)煤種適應(yīng)性較差，對(duì)煤中“三塊”較敏感等缺點(diǎn)。在1985年，我國(guó)企業(yè)與德國(guó)企業(yè)簽訂了MPS中速磨煤機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同，MPS系列磨煤機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、調(diào)整靈活、石子煤量小等優(yōu)點(diǎn)。在1989年，我國(guó)又從美國(guó)引進(jìn)了全套HP系列碗式中速磨煤機(jī)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，并按照標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)的機(jī)器出口到其它國(guó)家。

2國(guó)產(chǎn)磨煤機(jī)的設(shè)計(jì)

2.1磨煤機(jī)的防爆設(shè)計(jì)為了達(dá)到國(guó)際的生產(chǎn)磨煤機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)的煤粉系統(tǒng)部件必須承受344kPa的壓力，以抗御可能發(fā)生的爆炸壓力。根據(jù)該項(xiàng)要求，中速磨煤機(jī)應(yīng)有較高的防爆能力。上海重型機(jī)器廠引進(jìn)的美國(guó)ABB-CE公司技術(shù)的RP和HP磨煤機(jī)，按照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求，可以承受344kPa的內(nèi)爆壓力。沈陽(yáng)重型機(jī)器廠引進(jìn)的德國(guó)Babcock公司的MPS磨煤機(jī)技術(shù)，也可以按照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，同樣能承受344kPa的內(nèi)部爆炸壓力。如東北電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的元寶山電廠(2×600MW機(jī)組)，按照技術(shù)協(xié)議要求達(dá)到美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，沈陽(yáng)重型機(jī)器廠也引進(jìn)了防爆耐壓技術(shù)。因此，無(wú)論是上海重型機(jī)器廠還是沈陽(yáng)重型機(jī)器廠均能滿足美國(guó)最新標(biāo)準(zhǔn)的防內(nèi)爆要求。

2.2磨煤機(jī)的加載方式設(shè)計(jì)ABB-CE公司設(shè)計(jì)的HP磨煤機(jī)是最早采用彈簧變加載技術(shù)，但是由于大型彈簧制造水平跟不上大型磨煤機(jī)的發(fā)展，因此ABB-CE公司選擇液壓變加載來(lái)增強(qiáng)碾磨力，并在RP863，RPg03，RP943，RP1003磨煤機(jī)上均采用了液壓變加載。但實(shí)際運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，隨著液壓缸和電磁閥等的磨損，磨煤機(jī)的故障不斷增多。據(jù)ABB-CE公司統(tǒng)計(jì)，RP磨煤機(jī)故障中有60％是由液壓變加載引起的，隨著彈簧制造水平的提高，生產(chǎn)出了剛度更大的彈簧。由于液壓變加載機(jī)器的一系列缺點(diǎn)，ABB-CE公司認(rèn)為彈簧變加載比液壓變加載更優(yōu)越，經(jīng)過(guò)一系列的研究與試驗(yàn)，在新設(shè)計(jì)的HP磨煤機(jī)上全部采用了彈簧變加載，從而使得磨煤機(jī)制造水平有了很大的提高。國(guó)內(nèi)引進(jìn)的HP磨煤機(jī)都具有外置式彈簧變加載系統(tǒng)，該加載系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、較低的荷載、平穩(wěn)的運(yùn)行、較低的檢修率、較高的可靠性和較少的附加動(dòng)力等。

3國(guó)產(chǎn)中速磨煤機(jī)的選型

3.1引進(jìn)中速磨煤機(jī)的國(guó)內(nèi)煤種實(shí)驗(yàn)研究由于我國(guó)煤種變化范圍大，磨損性強(qiáng)，而且灰分較高，因此在引進(jìn)國(guó)外磨煤機(jī)時(shí)，該磨煤機(jī)的性能設(shè)計(jì)方法在我國(guó)還有再實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，我國(guó)在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，也引進(jìn)了磨煤機(jī)碾磨出力計(jì)算公式、修正系數(shù)曲線和磨煤機(jī)熱力計(jì)算軟件。碾磨出力計(jì)算是在基本出力的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種因素的修正。修正系數(shù)包括可磨度、煤粉細(xì)度、水分，但不包括灰分的影響。我國(guó)磨煤機(jī)選型曲線和計(jì)算公式是根據(jù)我國(guó)大量煤種和燃燒實(shí)驗(yàn)總結(jié)而來(lái)，故比較適合我國(guó)煤種。

3.2中速磨煤機(jī)選型與制粉系統(tǒng)的耦合關(guān)系在中速磨煤機(jī)選型時(shí)，主要注意考慮與制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)的耦合關(guān)系。要設(shè)計(jì)一個(gè)足夠靈活的制粉系統(tǒng)，來(lái)處理電廠設(shè)計(jì)煤種和可能燃用的稍差一些的校核煤種，并正確把握中速磨煤機(jī)的選型余量要求。因?yàn)榱淤|(zhì)煤種會(huì)使磨煤機(jī)過(guò)負(fù)荷，還可能降低鍋爐出力。然而中速磨煤機(jī)余量過(guò)大又會(huì)造成不必要的投資浪費(fèi)和降低制粉系統(tǒng)的利用率及其它一些問(wèn)題。對(duì)于全水分比較大的煤，例如褐煤，磨煤機(jī)的研磨出力一般都能滿足鍋爐燃煤量的要求，但磨煤機(jī)的通風(fēng)量有限制，鍋爐熱風(fēng)溫度等也有限制，因而只能根據(jù)磨煤機(jī)的干燥出力來(lái)控制磨煤機(jī)的磨煤量。設(shè)計(jì)院在選擇中速磨煤機(jī)時(shí)，要與制造廠配合，把磨煤機(jī)選型與煤種、鍋爐型式、磨煤機(jī)三者之間聯(lián)系起來(lái)考慮，并注意以下幾個(gè)方面。

3.3磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)與出力磨煤機(jī)設(shè)計(jì)出力是指磨煤機(jī)在設(shè)計(jì)煤質(zhì)條件和鍋爐設(shè)計(jì)煤粉細(xì)度下的出力，一般情況下，磨煤機(jī)選型均能滿足此要求。磨煤機(jī)設(shè)計(jì)最大出力，是指磨煤機(jī)在設(shè)計(jì)煤質(zhì)條件和鍋爐設(shè)計(jì)煤粉細(xì)度下的最大出力。該出力是通過(guò)給定的公司、圖表計(jì)算和試磨試驗(yàn)得到的。設(shè)計(jì)最小出力是考慮磨煤機(jī)振動(dòng)、允許的最小通風(fēng)量下的風(fēng)煤比計(jì)算給定的。磨煤機(jī)出力包括研磨出力和干燥出力。當(dāng)然用特性變化大的煤種、劣質(zhì)煤以及還不知道其研磨特性、雜質(zhì)和派生物的許多煤種等，對(duì)磨煤機(jī)出力影響較大。因此詳細(xì)地考察影響磨煤機(jī)的主要變化因素，對(duì)于恰當(dāng)?shù)剡x擇所需要的磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)和出力是十分必要的。同時(shí)根據(jù)燃煤煤質(zhì)、機(jī)組停用率和運(yùn)行靈活性三大原則，也應(yīng)考慮磨煤機(jī)出力的影響及磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)的影響。在選用磨煤機(jī)容量上不是磨煤機(jī)越大就越好，而是必需保持一定的裕度。

3.4磨煤機(jī)本體設(shè)計(jì)的可靠性磨煤機(jī)本體設(shè)計(jì)的可靠性與磨煤機(jī)選擇的關(guān)系主要包括以下四個(gè)部分：磨煤機(jī)研磨區(qū)的出力，涉及到磨損部件、彈簧壓力、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的正確設(shè)計(jì)；干燥和分離的特性必須通過(guò)適當(dāng)?shù)暮聿拷孛娣e、外殼和分離煤的分離器容積來(lái)達(dá)到煤粉細(xì)度要求；特別要注意減少維修工作量和縮短停機(jī)時(shí)間；為了減少煤粉流動(dòng)速度和降低分離器的磨損，磨煤機(jī)的外表高度和容積將設(shè)計(jì)的比較大。

3.5磨煤機(jī)負(fù)荷率國(guó)外各公司都根據(jù)本國(guó)煤質(zhì)特點(diǎn)選擇磨煤機(jī)，有的公司推薦磨煤機(jī)負(fù)荷率在90％。根據(jù)我國(guó)燃煤電廠使用煤種和設(shè)計(jì)煤種有時(shí)變化較多、未形成商品煤的特點(diǎn)，中速磨煤機(jī)負(fù)荷率一般取80％左右比較合理。根據(jù)工程煤種特點(diǎn)對(duì)磨煤機(jī)的要求，以及磨煤機(jī)與制粉系統(tǒng)藕合關(guān)系的要求，選擇中速磨煤機(jī)必須首先研究燃煤特性，對(duì)所建議的制粉系統(tǒng)提出特殊的要求，然后根據(jù)以上確定的所需磨煤機(jī)臺(tái)數(shù)及布置，選擇較優(yōu)秀的制粉系統(tǒng)及磨煤機(jī)配置。

3.6磨煤機(jī)選型原則當(dāng)磨制中高灰分、較強(qiáng)磨損性以下的煙煤時(shí)，宜選用中速磨煤機(jī)直吹式系統(tǒng)i磨煤機(jī)的容量應(yīng)滿足煤種出力裕度和和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的要求；設(shè)計(jì)煤質(zhì)及校核煤質(zhì)磨損指數(shù)小于1.2時(shí)，磨煤機(jī)碾磨件壽命應(yīng)在10000h以上；中速磨煤機(jī)要求有較好的運(yùn)行靈活性，保證鍋爐在最低負(fù)荷時(shí)能安全可靠地運(yùn)行：磨煤機(jī)的可靠性應(yīng)高，檢修方便，耗費(fèi)工時(shí)少，不影響發(fā)電。

4國(guó)產(chǎn)中速磨煤機(jī)的運(yùn)行可靠性

近幾年來(lái)我國(guó)的中速磨煤機(jī)的可用系數(shù)、運(yùn)行系數(shù)逐年提高，并且中速磨煤機(jī)的可用系數(shù)、運(yùn)行系數(shù)均高于低、高速磨煤機(jī)。近幾年，隨著大容量火電機(jī)組的不斷投運(yùn)，中速磨煤機(jī)的使用越來(lái)越多，中速磨煤機(jī)初期投資費(fèi)用小，磨煤電耗低，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，單位耗電量增加不多，已成為大型火電機(jī)組配備磨煤機(jī)的首選方案。

5結(jié)論

為了適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)需要生產(chǎn)出型號(hào)更大，質(zhì)量更優(yōu)，對(duì)煤種適應(yīng)性更強(qiáng)的磨煤機(jī)，這不僅有利于滿足國(guó)內(nèi)需要，也利用出口到國(guó)外，從而從整體上提高我國(guó)的磨煤機(jī)的制造水平。

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