磨煤机类型及性能
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【内容摘要】磨煤机是电站锅炉制粉系统的主要设备，在火力发电厂的应用非常重要的，文章主要是根据燃煤制粉的基本特性，煤的特性等阐述磨煤机的主要类型。
【关键词】 磨煤机 煤质结构风速
中图分类号：TM401文献标识码： A
前言
火力发电厂选择合适的磨煤机，对于锅炉的正常运行是至关重要的。
正文
磨煤机类型
1.1 钢球磨煤机
1.1 .1系列和结构
一般将单进单出的筒形钢球磨煤机简称钢球磨煤机。因筒体工作转速较低（17~24.5r/min）,将其称为低速磨煤机。钢球磨煤机由筒体（内衬钢瓦）、端盖（内衬钢瓦）、支撑轴承、大小齿轮、减速机和电动机组成。
钢球磨煤机系列参数见下表
在上表中磨煤机型号中前两位数代表磨煤机直径，后两位数代表长度。例如，MTZ2539表示直径为2500mm，长度3900mm。最大出力已按钢球磨煤机的出力计算公式进行了核算和修订。最大装球量规定是按装球的水平面在轴颈下沿以下100mm。充填率是按最大装球量进行计算的。
1.1.2 钢球直径、配比和钢球量
在给定的磨煤机尺寸下，磨煤机的出力与钢球装载量、磨煤机的通风量有关，还与钢球的直径和钢球的配比有关。磨煤机的出力与钢球直径的平方根成反比，但是钢球直径过小在运行中易被磨碎而失去研磨能力，因此根据煤种有一个合适的钢球规格和配比见下表
1..1.3钢球磨煤机的阻力、电耗、磨耗
1.2 中速磨煤机
1.2 .1中速磨煤机粉碎理论
中速磨煤机属于立式磨煤机，研磨件多为辊式和球式。对于辊式磨煤机，研磨产量和磨煤机的结构尺寸之间符合既定规律。
煤层经辊子研磨后，其被粉碎的产量可用三角的单位体积质量来计算
Bm=1/2×h×p×b×M/s
式中Bm—磨煤机出力， Kg/s；
b—辊轮宽度， mm；
p—生成物堆集密度，取决于煤种和研磨压力， Kg/m3；
h—生成物高度；
M/s—单位时间磨盘的行程，m/s。
h=3.14d×y/360×siny
式中d—辊轮直径， m；
y—咬入角，取决于煤种和磨煤机结构的常熟。
M/s=M/M/3.14Dn/60
n=a/D0.5
式中D—磨盘直径，m；
n—磨盘转速，r/min；
a—取决于磨盘形状的常熟， 对于MPS型磨煤机，a=36.2。
将上式综合起来可得到
Bm=A×b×d×D0.5
式中 A—取决于磨煤机结构、加载压力、煤种的常熟。
由于辊轮的直径及宽度和磨盘的直径成正比，因此对同样的磨煤机和煤种可以得到
Bm~D2.5
1.2 .2碗式中速磨煤机
（1）系列和结构。中速磨煤机有碗式磨煤机、辊轮式磨煤机和球式磨煤机。它们是以研磨件中有特征性的结构来命名的。
碗式磨煤机也称雷蒙磨煤机，如RP、HP、SM、IHI-VS型磨煤机等（SM型是德国制造的RP型磨煤机，IHI-VS型是日本制造的RP型磨煤机），因磨盘为斜面类似碗状而得名。
原RP型磨煤机风环为缝隙式，风环磨损以后风环面积变化较大，而风环间隙的调整较为困难，引起石子煤量的增加。现RP型磨煤机将风环改为动风环，仍保留液压加载结构。
HP型磨煤机是RP型磨煤机的改进型，主要对风环结构（由固定型改为随磨碗一起旋转的动风环）、减速箱结构（由蜗轮蜗杆改为螺旋伞式齿加行星齿轮传动）、磨辊辊套尺寸（宽度缩小直径加大）、加载方式（由液压加载改为外置式弹簧变加载）进行了改进，提高了风速的均匀性和初级分离效果，减少了石子煤排放量，同时延长了风环的使用寿命；减速箱结构的改进提高了传动效率和设计使用寿命；磨辊辊套的改进提高了辊套磨损的均匀性和使用寿命；其他结构形式仍保留RP型磨煤机的结构。
1.2 .3辊轮式中速磨煤机
（1）结构。辊轮式磨煤机有MPS（MP、ZGM）、MBF、MPS-HP-II型磨煤机。MBF型磨煤机是在RP(HP)型磨煤机的基础上发展来的，除了磨辊及磨盘按轮胎状设计外，其余都保留了RP（HP）型磨煤机的特征。MPS-HP-II型磨煤机是在MPS型磨煤机基础上提高磨盘转速和加载力，并增加了反作用液压加载系统。
MPS型磨煤机的总体结构特点如下：
磨煤机采用低转速、大辊径和高加载力的原则设计，与HP型中速磨煤机相比，在同样出力下磨煤机磨盘直径小，磨盘转速低；磨辊直径比同规格的其他类型中速磨煤机的直径大，因此研磨面积大，滚动阻力小，物料的研入条件好，能耗低，金属利用率高，对大块物料的适应性提高。
磨煤机研磨部件的作用力是静定支撑系统传递，三个磨辊互成120°布置，上面由压架通过三个均布拉杆统一加载，研磨力均布传递到每个辊子上，磨辊可在12°~15°范围之间摆动，使辊子在工作中能良好地适应料层厚度及入料粒度和研磨件的磨损所带来的变化。
磨煤机磨辊和磨盘衬板曲率线形呈圆弧状，端面相配，这样磨煤机研磨件磨损后，对磨煤机的出力影响小，在研磨件质量减轻15%以内出力没有变化，质量减少22%时，将加载压力增加10%，其出力为最大出力的95%，出力降低系数小于HP型中速磨煤机。
磨煤机风环风速高（70~90m/s）,石子煤排量小。
由于采用液压加载，磨煤机能够根据煤种的变化实行调节。
磨煤机的辊胎和磨盘衬板可采用高络铸铁高烙铸铁、硬镍铸铁或堆焊硬质合金等多种材料制造，能够翻面使用，增加其使用寿命。
（2）磨煤机辊套的耐磨材质。
（3）关于动态分离器。动态分离器能提供均匀的煤粉和均匀的煤分分配，运行阻力小，调节方便，因此受到用户的欢迎。
1.2 .3球环式中速磨煤机
球环式磨煤机为原英国公司设计，称为E型磨煤机。球环式磨煤机是在上下环之间设置了9~12个钢球，由于钢球直径较小，同样的磨盘行程下钢球研磨行程短，所以在同样磨煤机直径下磨煤机出力低；和HP型磨煤机以及MPS型磨煤机相比，磨煤机阻力、磨煤电耗和通风电耗都较高，在我国大型电站中已不再使用该型磨煤机。
1.3 高速磨煤机
1.3 .1系列和结构
国内应用较多的高速磨煤机是风扇磨煤机，早期我国从德国原EVT公司引进了S型风扇磨煤机的制造技术及出力计算方法。但原计算方法中磨煤机的提升压头过高，造成磨煤机运行出力不足。根据现场运行试验数据修改了原提升压头数值，同时研究了纯空气和带粉下提升压头的数学关系，并根据风机的相似理论建立了我国风扇磨煤机的系列。
1.3 .2运行特性
（1）风扇磨煤机的研磨出力一般富余量较大。试验证明，风扇磨煤机的出力取决于风扇磨煤机的热态通风量，即只要有足够的通风量，磨煤机出力可以大于按线算图计算得到的出力数值。
（2）风扇磨煤机的热态通风量取决于风扇磨煤机的提升压头和管道阻力的平衡点。
磨煤机性能比较
各种类型磨煤机性能综合比较见表
序号 项目 低速磨煤机 中速磨煤机 风扇磨煤机
筒式磨煤机 钢球磨煤机 RH(HP)
型 MPS型 E型
1 阻力（kPa） 2.0~3.0 2.0~3.0 3.5~5.5 5.0~7.5 5.0~7.5 2.16~2.56
2 磨煤电耗
（kWh/t） 15~20
20~25 20~25
25~29 8~11 6~8 8~12
3 通风电耗
（kWh/t） 8~15 10~19 12 14~15 14~16
4 制粉电耗
（kWh/t） 22~35
30~40 30~44
35~48 20~23 20~23 22~28 13~15
5 磨耗（g/t） 100`150 100~150 15~20 10~15 15~20 15~30
6 研磨件寿命 1~2年 1~2年 4000~15000h 4000~15000h 5000~20000h 800~3000h
7 煤粉细度
R90（%） 4~35 4~35 4~35 4~35 4~35 25~50
8 煤粉分配（最大相对偏差）（%） Q
u
Q
u
Q
u
Q
u
9 检修维护
工作量 系统部件多，故障相对多 维护件少 维护量比MPS型磨煤机大 更换磨辊工作量大 维护量大 更换叶轮工作量大
10 煤种适应性 无烟煤、低挥发分贫煤 无烟煤、低挥发分贫煤、磨损指数高的烟煤 高挥发分贫煤和烟煤，Mar=35%以下的褐煤 高挥发分贫煤和烟煤，Mar=35%以下的褐煤 高挥发分贫煤和烟煤，Mar=35%以下的褐煤 褐煤
注配动静态组合式分配器时， Q
结束语：
到目前为止，我国在电站锅炉制粉系统的磨煤机设计制造、研究开发及运行上取得多方面的研究成果和实践经验。随着我国节能降耗的深入贯彻，新的磨煤机设备还会不断在我国出现，有待我们继续研究和总结。
主要参考文献：
1.《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》
国电热工研究院 编制
2. DL/T 466-2003《电站磨煤机及制粉系统选型导则》
国电热工研究院 编制
3.《火力发电厂煤粉制备系统设计和计算方法》
中国电力出版社
4.《电站锅炉煤粉设备与计算》
中国电力出版社2011