HCSZ250碎煤機(jī)選型設(shè)計(jì)*
——以摩洛哥電廠選型為例

張智榮

（臨汾職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 臨汾 041000）

隨著近年來(lái)工業(yè)的快速發(fā)展，礦山機(jī)械破碎機(jī)產(chǎn)業(yè)已成為工業(yè)化進(jìn)程中非常重要的產(chǎn)業(yè)，破碎設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。環(huán)錘式碎煤機(jī)是發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)中重要的輔機(jī)設(shè)備，它可以有效且經(jīng)濟(jì)地將原煤破碎至規(guī)定的粒度以供鍋爐使用。以摩洛哥電廠HCSZ250 碎煤機(jī)選型為例，給出了額定生產(chǎn)率為250 t/h 碎煤機(jī)及輔助設(shè)備的選型方法。

運(yùn)煤系統(tǒng)生產(chǎn)率以貯煤場(chǎng)為界，分為卸煤部分和上煤部分，其中卸煤部分采用帶寬為800 mm、速度為2.0 m/s、輸送能力為375 t/h 的皮帶機(jī)；上煤部分采用帶寬為800 mm、速度為1.6 m/s、輸送能力為300 t/h 的皮帶機(jī)。此外，煤場(chǎng)采用帶寬為1 200 mm、速度為2.0 m/s、輸送能力為750 t/h 的皮帶機(jī)。篩碎設(shè)施采用一級(jí)篩分和一級(jí)破碎，其中篩分設(shè)備采用滾軸篩，滾軸篩生產(chǎn)率為300 t/h；碎煤設(shè)備采用環(huán)式碎煤機(jī)，碎煤機(jī)生產(chǎn)率為250 t/h。運(yùn)煤棧橋全部采用封閉型式，運(yùn)煤系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)程序控制。

1 摩洛哥電廠碎煤機(jī)的技術(shù)要求

碎煤機(jī)采用單側(cè)打蓋環(huán)錘式碎煤機(jī)，生產(chǎn)率為250 t/h；碎煤機(jī)破碎選擇原煤物料，入料粒度≤300 mm，出料粒度≤25 mm；碎煤機(jī)的箱體采用液壓開(kāi)蓋裝置單側(cè)開(kāi)啟，保證碎煤機(jī)的轉(zhuǎn)子、環(huán)錘、襯板以及篩板等易損件容易檢修；碎煤機(jī)液壓裝置所有結(jié)合面采取密封措施，要保證不漏油，并且安全可靠；碎煤機(jī)設(shè)有可靠的測(cè)溫、測(cè)震裝置，運(yùn)行工況能通過(guò)測(cè)溫、測(cè)振裝置傳至運(yùn)煤系統(tǒng)控制室監(jiān)控儀并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，異常時(shí)能向運(yùn)煤系統(tǒng)控制室發(fā)出報(bào)警信號(hào)并且能自動(dòng)停機(jī)；碎煤機(jī)液壓裝置不得有滲油現(xiàn)象；碎煤機(jī)有自動(dòng)排除煤塊等不易破碎異物和防堵煤的功能；碎煤機(jī)在空載和負(fù)載情況下出入料口處均為微負(fù)壓運(yùn)行，出入料口及碎煤機(jī)各接合面沒(méi)有粉塵溢出；電動(dòng)機(jī)軸和碎煤機(jī)轉(zhuǎn)子軸之間的連接靠限矩型液力耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)[1]。

2 摩洛哥電廠碎煤機(jī)的選型及技術(shù)參數(shù)

2.1 摩洛哥電廠碎煤機(jī)的機(jī)器型號(hào)及其含義

摩洛哥電廠碎煤機(jī)型號(hào)為HCSZ250，其含義為：環(huán)錘式碎煤機(jī)，重型，生產(chǎn)率為250 t/h。

2.2 摩洛哥電廠碎煤機(jī)的技術(shù)參數(shù)

摩洛哥電廠HCSZ250 碎煤機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下：生產(chǎn)率為250 t/h；破碎物料為煙煤、無(wú)煙煤、褐煤等；最大入料塊度≤300 mm，出料粒度≤25 mm；經(jīng)與現(xiàn)有系列產(chǎn)品進(jìn)行類(lèi)比，轉(zhuǎn)子直徑選用800 mm，轉(zhuǎn)子工作長(zhǎng)度選用1 130 mm；選用標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)錘，環(huán)錘數(shù)量為4 排，齒環(huán)錘數(shù)量為38 個(gè)，圓環(huán)錘數(shù)量為38 個(gè)，齒環(huán)錘質(zhì)量為8.2 kg，圓環(huán)錘質(zhì)量為9.4 kg[2]。

3 摩洛哥電廠碎煤機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)

3.1 摩洛哥電廠碎煤機(jī)的工作原理

交流電動(dòng)機(jī)通過(guò)液力耦合器直接驅(qū)動(dòng)碎煤機(jī)，物料從入料口進(jìn)入破碎腔后，首先受到轉(zhuǎn)子上的環(huán)錘高速旋轉(zhuǎn)沖擊而被初步破碎；其次物料落到篩板上后，會(huì)進(jìn)一步受到環(huán)錘的剪切、擠壓、滾碾和研磨而被破碎到電廠所需粒度；最后物料從篩板孔中排出去。少量不能被破碎的物料以及鐵塊、木塊、其他一些雜物則被甩到除鐵室內(nèi)，定期清除。

3.2 摩洛哥電廠碎煤機(jī)的結(jié)構(gòu)

圖1 為碎煤機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。碎煤機(jī)主要由機(jī)體、機(jī)蓋、轉(zhuǎn)子、篩板架組件、篩板架調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等部件構(gòu)成，電動(dòng)機(jī)通過(guò)液力耦合器直接驅(qū)動(dòng)碎煤機(jī)轉(zhuǎn)子。

圖1 碎煤機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

3.2.1 機(jī)體和機(jī)蓋

機(jī)體和機(jī)蓋都由鋼板焊接而成，通過(guò)鉸鏈連接，螺栓進(jìn)行緊固。需要開(kāi)啟機(jī)蓋時(shí)，卸下結(jié)合面上的緊固螺栓，拆下主軸伸出處的卡板和端蓋，利用拉鏈便可打開(kāi)。機(jī)蓋、機(jī)體上設(shè)有前門(mén)，當(dāng)更換篩板和碎煤板時(shí)可將篩板架組件從此門(mén)吊出；機(jī)蓋上設(shè)有除鐵室，用以收集不能破碎的物體；機(jī)體和機(jī)蓋上共有2 個(gè)檢查門(mén)，可在停機(jī)時(shí)打開(kāi)，觀察機(jī)內(nèi)情況；機(jī)體和機(jī)蓋內(nèi)壁裝有耐磨損傷防護(hù)襯板，可通過(guò)增減墊板調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量，需要時(shí)可在機(jī)體前面加設(shè)旁路料斗。

臨床中早發(fā)現(xiàn)、早診斷乳腺癌疾病有助于提升治愈率，降低死亡率。早期乳腺癌疾病目前只是存在25%的發(fā)現(xiàn)率，所以，予以早期乳腺癌患者實(shí)施有效的超聲檢查不但是判斷重點(diǎn)，也屬于超聲診斷的臨床難點(diǎn)[1]。乳腺癌早期癥狀存在較小病灶，檢查中經(jīng)常不能觸及到腫塊，存在不典型的病變聲像學(xué)特征，臨床漏診率和誤診率都比較高。超聲造影屬于全新且先進(jìn)的超聲醫(yī)學(xué)領(lǐng)域技術(shù)，雖然在乳腺癌診斷超聲造影表現(xiàn)得到顯著改善，但不能有效研究早期乳腺癌疾病。報(bào)道在2016年8月—2018年10月期間收治的60例乳腺癌患者中使用超聲彈性成像檢查、超聲造影檢查的臨床應(yīng)用價(jià)值。

3.2.2 轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子由主軸和裝在其上的兩個(gè)圓盤(pán)、多個(gè)搖臂、間隔環(huán)、環(huán)錘 （圓環(huán)、齒環(huán)）等部件組成。搖臂分別為兩排，相互垂直，交錯(cuò)安裝；齒環(huán)錘、圓環(huán)錘順序交錯(cuò)，套穿在穿過(guò)搖臂與圓盤(pán)的四根環(huán)軸上；主軸上的零件由圓盤(pán)外的兩件鎖緊螺母進(jìn)行緊固，套筒上的左旋葉片、右旋葉片可形成負(fù)壓，便于軸端密封；主軸的兩邊裝有雙列向心球面滾子軸承，軸承座采用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑，迷宮密封，軸承型號(hào)為3G3520。

3.2.3 篩板架組件

篩板架組件包括碎煤板、大小篩板等，篩板架為焊接結(jié)構(gòu)，碎煤板和大小篩板分別由高錳鋼、中錳鋼鑄成，用方頭螺栓緊固于篩板架上。篩板架組件一端靠篩板架軸掛在機(jī)體內(nèi)的支座上，用卡板定位；另一端靠其下部的耳孔，通過(guò)鉸接軸與篩板架調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的連接叉頭相連。

3.2.4 篩板架調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

碎煤機(jī)有兩套篩板架調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) （分為左右兩種），同步調(diào)整動(dòng)作，都由連接叉頭、絲杠、螺母、調(diào)節(jié)器等零件組成，如果需要調(diào)節(jié)出料粒度 （即調(diào)節(jié)篩板內(nèi)弧面與環(huán)錘旋轉(zhuǎn)軌跡圓之距離）時(shí)，則先松開(kāi)絲杠外端的兩個(gè)螺母，可參照調(diào)節(jié)銘牌，再擰第3 個(gè)螺母即可進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至獲得所需的出料粒度，然后將外端的兩個(gè)螺母緊固[3]。

4 摩洛哥電廠碎煤機(jī)的傳動(dòng)方式

YKK 系列三相異步電動(dòng)機(jī)通過(guò)限矩型液力耦合器作為中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與碎煤機(jī)相連，液力耦合器對(duì)碎煤機(jī)和電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)。同傳統(tǒng)傳動(dòng)方式相比較，此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能減少電機(jī)配備功率，節(jié)約投資，降低能耗。

選擇電動(dòng)機(jī)的原則如下：電動(dòng)機(jī)型號(hào)與環(huán)錘式碎煤機(jī)運(yùn)行條件、維護(hù)要求相匹配。選型的電動(dòng)機(jī)特性曲線 （特別是負(fù)載特性曲線）滿足環(huán)錘式碎煤機(jī)的要求。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定生產(chǎn)率不小于拖動(dòng)設(shè)備的115%。

最終選擇的電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)為：型號(hào)為YE2-315L-8；額定功率為110 kW；額定電壓為380 V；額定電流為220 A；功率因數(shù)為0.82；效率為96%；最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為2.0；額定電壓下電機(jī)最大啟動(dòng)電流倍數(shù)為6.7；防護(hù)等級(jí)為IP54；絕緣等級(jí)為F 級(jí)。

5 液力耦合器的選用

5.1 選用液力耦合器傳動(dòng)的必要性

一是確保電機(jī)不發(fā)生悶車(chē)以及失效；二是能使電動(dòng)機(jī)在滿載情況下起動(dòng)，提高了加速性能，減少了起動(dòng)時(shí)間，起動(dòng)能力得到提高；三是能隔離扭振，減少對(duì)碎煤機(jī)的沖擊與振動(dòng)，起到動(dòng)力過(guò)載保護(hù)作用；四是大慣量的碎煤機(jī)與液力耦合器匹配得當(dāng)，可減少電機(jī)的裝配容量，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)；五是節(jié)約能源，減少運(yùn)行費(fèi)用。

5.2 液力耦合器的技術(shù)參數(shù)

液力耦合器型號(hào)為YOX750；輸入轉(zhuǎn)速為750 r/min；傳遞功率范圍為44～136 kW；過(guò)載系數(shù)為2～2.5；過(guò)熱保護(hù)為WBQ-II 溫升報(bào)警裝置；傳動(dòng)效率為96%。

6 摩洛哥電廠碎煤機(jī)配套減振平臺(tái)的選用

碎煤機(jī)安裝于減振平臺(tái)上，目的是能夠減振。碎煤機(jī)室采用鋼結(jié)構(gòu)，減振平臺(tái)碎煤機(jī)室采用焊接方式相連接。

減振平臺(tái)按碎煤機(jī)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)，與碎煤機(jī)相連接的平面加工平整，并保證精度。減振組件保證使用壽命＞30 年。減振平臺(tái)的設(shè)計(jì)制造要考慮與連接體的密封，確保粉塵不外漏。

整體式減振平臺(tái)型號(hào)為YOX750；垂直減振效率為90%；垂直振幅為0.35 mm；水平位移為0.35 mm。

7 摩洛哥電廠碎煤機(jī)技術(shù)參數(shù)的選定

7.1 主技術(shù)參數(shù)

生產(chǎn)率為250 t/h；最大入料塊度≤300 mm；出料粒度≤25 mm；轉(zhuǎn)子直徑為800 mm；轉(zhuǎn)子工作長(zhǎng)度為1 130 mm；轉(zhuǎn)子線速度為30.6 m/s；轉(zhuǎn)動(dòng)體質(zhì)量為1 800 kg。

7.2 電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)

電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YE2-315L-8；功率為110 kW；電壓為 380 V；轉(zhuǎn)速為750 r/min；防護(hù)等級(jí)為IP54；冷卻方法為空-空冷卻器；質(zhì)量為1 200 kg。

7.3 液力耦合器技術(shù)參數(shù)

液力耦合器的型號(hào)為YOX750；輸入速度為750 r/min；傳遞功率范圍為44～136 kW；過(guò)載系數(shù)為2～2.5；傳動(dòng)效率為96%。

圖2 為配套了液力耦合器和減振平臺(tái)的摩洛哥電廠碎煤機(jī)。

圖2 摩洛哥電廠碎煤機(jī)

8 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)摩洛哥電廠HCSZ250 碎煤機(jī)的選型實(shí)例，給出了HCSZ250 碎煤機(jī)以及附屬驅(qū)動(dòng)設(shè)備的選型方法。該機(jī)具有功耗比低、振動(dòng)和噪聲及鼓風(fēng)量小、適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)品粒度均勻可調(diào)、使用安全可靠、維護(hù)方便以及能夠排除異雜物等特性，是一種性能優(yōu)良且成本經(jīng)濟(jì)的碎煤設(shè)備。