双进双出钢球磨煤机技术介绍.doc

双进双出钢球磨煤机技术介绍.doc 双进双出钢球磨煤机技术介绍 一、 双进双出钢球磨煤机和单进单出钢球磨之比较 我厂的HP中速磨煤机在国内市场占有率达50%，为了扩大磨煤机市场占有率，于1995年引进了法国阿尔斯通公司双进双出钢球磨煤机全套制造技术。双进双出钢球磨煤机因具有煤种适应广、自动化程度高、维护操作简便等特点，在八十年代被广泛使用于国外电厂制粉设备中，深受用户欢迎。 双进双出钢球磨煤机是单进单出钢球磨煤机基础上发展起来的一种新颖制粉设备，它具有烘干、粉磨、选粉、送粉等功能，通常被称为直吹式粉磨系统。 单进单出钢球磨煤机功能单一，只能做粉磨用，不能用于直吹，从粉磨系统来讲，它只是一个单机。构成系统，它还需要配备储粉仓和输送设备等。 双进双出钢球磨煤机和单进单出钢球磨煤机的功能差异主要是由他们本身结构所决定的。 二、 双进双出钢球磨煤机零部件组成及功能介绍 1. 混煤箱 预烘干作用。热风和原煤在混煤箱内混合后起到烘干作用。 2. 螺旋输送器 原煤通过螺旋推进器的中心管和中空管之间的下半部环形通道送入磨内，一 次风从螺旋推进器中心管进入磨内，被磨成细粉的煤经螺旋推进器中心管与 中空管之间的上半部环形通道被带出磨机筒体外进入分离器。 3. 主轴承 支承磨机筒体及自位作用(调心作用)。 4. 回转筒体 原煤在筒体内被研磨和烘干。 5. 分离器 被磨成细粉的煤在分离器内进行筛选，合格粉末被输送至燃烧器，不合格的 煤返回至磨内。 6. 传动系统 其中主传动带动磨机旋转，使筒体内钢球对物料进行研磨。慢传动主要用于 磨机的启动和停机，另外它还用于。 7. 隔音罩 用于隔离噪音。 8. 煤粉截止阀 关闭制粉系统时，起到快速关闭作用。 9. 主轴承润滑装置 起静压轴承及冷却作用。 10(压差煤位一次测量仪 测量磨内煤位。 11(噪音煤位一次测量仪表 测量磨内煤位。 12(加球装置 实现向磨内不停机加球。 三、 双进双出钢球磨煤机运行原理及控制 1 原煤通过速度自动控制的给煤机从料斗内卸下。煤落入混煤箱内，经旁路风预烘干后，由螺旋输送器的旋转运动使煤推入到磨机筒体内。然后通过旋转筒体内的钢球运动将煤进行研磨。 热的一次风通过输送器内中心管进入筒体内，把煤干燥后，一次风按原煤进入磨机的相反方向，通过中心管与中空管之间的上半部环形通道把煤粉带出磨机。 煤粉，一次风和混煤箱内出来的旁路风混合在一起，进入磨机上部的分离器内。该分离器通常安置在与给煤机同等高度。双锥形分离器内装有调节挡板，可根据煤粉细度要求调节挡板开度。粗粒的煤粉撞击挡板后靠重力的作用回落至磨机筒体内，与原煤混合在一起重新进行研磨。合格的煤粉悬浮在一次风中，从分离器出口输送至燃烧器，然后喷进锅炉内进行燃烧。 此种磨机的唯一介质是钢球，通过钢球与原煤撞击和摩擦完成研磨。由于有研磨现象，研磨介质不可避免地会出现磨损。煤的磨蚀性灰粉含量高或研磨的细度要求高的话，磨损现象会更严重。根据磨损的情况判断，可选用普通钢球或高铬铸铁及相应的衬板材质，钢球通常造价很低，同时可实现不停机加球。因此磨机的维修费用很低，而且可提高连续作业率。可见，双进双出钢球磨煤机较其它磨机的优越性在于能够研磨高硬度和磨蚀性强的煤种。 双进双出钢球磨煤机的独特之处是由有两个对称而彼此独立的回路。操作时可用其中一个或同时使用两个回路。 当两个回路同时使用时，磨机出力最大。 如果想把磨机负荷减少至低于50%，特别是当使用很难燃烧的煤时，最好采用一个回路，在这种情况下，磨机得到的煤量是一样的，但总的一次风分为两部分，可使煤粉在一次风中浓度增加一倍，在低负荷时火焰的稳定性更好。 与其他磨煤机控制方式不同，双进双出钢球磨煤机的出力不是靠调整给煤机来控制，而是通过调节通过磨机的一次风量来控制的。 在双进双出钢球磨煤机中，不管磨机的负荷如何，风煤比始终保持稳定。这说明，在给定负荷的情况下，如想增加磨机出口的煤粉流量，只需加大一次风阀门开度，风的流量和带出的煤粉流量就会同时增加。这是双进双出钢球磨煤机独有的特点，因而该磨机的响应时间非常短，可与锅炉的负荷变化与当今燃用液态燃料或气态燃料锅炉的负荷变化一样快。 该磨机稳定的风煤比，在低负荷时可导致低速度。因此，为确保管路中的煤粉通畅，不管磨机的负荷如何，附加风量(称旁路风)始终处于最佳值。 BBD双进双出钢球磨煤机系统的独特之处是把使用旁路风的两个优点结合起来: , 自动控制始终优化选择旁路风，使煤粉预干燥风量保持在需要值。 , 该旁路风具有预干燥和彻底干燥煤的作用，它与原煤一起进到混煤箱，预干燥后，然后 把磨内出来的煤粉彻底烘干后一起进入分离器。煤越湿，这一优点越突出。 2 双进双出钢球磨煤机的风煤比低于立式磨的风煤比，可使煤粉在一次风中浓度高，使锅炉在燃煤的情况下的最小负荷较低，其结果可减少维持负荷而燃用昂贵的油或天然气所需的费用。 为使双进双出钢球磨煤机正常运行，无论出力如何，必须使磨机内的煤量保持稳定。为此，装有一个单独回路(控制)来测量磨机内的煤量，同时，相应调节给煤机速度。 磨机内的煤量可通过噪音控制(磨机内的煤越多，发出的噪音越小)或压差控制来测量。压差是煤粉(磨机内部)浓度的反应(磨机内煤越多，压差越大)。 通常在运行中的磨机内的煤量是很大的，约占研磨介质的15%，相当于在额定负荷下1/4小时的工作量。该性能与用一次风量调节负荷的原理相结合，是双进双出钢球磨煤机反应时间短的原因。 四、 磨机的系统控制 为了保证双进双出钢球磨煤机的正常运行，整个系统设有五个控制环路。其表述如下: 1. 负荷控制 与其他类型的磨机相反，双进双出钢球磨煤机的出力不是靠调节给煤机的运行速度，而是调节进入磨机的一次风量。无论锅炉的负荷怎样变化，磨机内部的风煤比始终保持恒定，因此，只需通过改变位于磨机一次风系统的挡板位置，调节磨机入口的一次风量，就可以随心所欲地调节煤粉的流量。 2. 煤位控制 由于机组的功率调节直接控制负责输送煤粉的一次风量，所以给煤机的速度，即进入磨机的给煤量是靠磨机中的煤位进行控制的。磨机内必须保持一定数量的煤以取得最佳的研磨效果，为此必须不断地对磨机内的煤位进行测量。 因此，磨机上配有压差煤位测量装置，并随时测试与煤位有关的压差值。当煤位下降时，给煤机的调速器就会收到信号，提高给煤机的运行速度。反之即降低给煤机速度。 煤位控制系统内，除压差测量之外，还有磨机噪音测量装置(电耳)加以补充，磨机里的煤越多，它发出的噪音也就越沉闷。当选定和输入磨机的运行音频范围之后，控制器将会自动考虑到给煤量和通过磨机的一次风量的变换因素，把音频信号转换成煤位指示信号。当然，也可以用这套装置直接取代压差探测装置，用以调节给煤机的给煤量。 3. 磨机总风量控制 进入混煤箱的旁路风，负责在任何煤粉流量的情况下，保持在煤粉管道中拥有足够的输送煤粉的风速。为此，风量控制系统专门设计了一个调节单元，以保证获得最低的风流量，并且还负责在煤粉干燥达不到要求时，增加旁路风流量。 4. 磨机出口温度控制 3 磨机出口的风/煤温度应保持在尽可能高的温度值上，以使研磨过程正常进行。在大多数研磨系统中，该温度区通常定在70?至90?之间。温度的调节，是通过按不同比例混合一次风的冷风和热风实现。调节系统直接作用于冷风挡板，而热风挡板的开启度，已按要求设置了，即在任意调节冷风挡板的开启度时，热风量当在总风量30%与80%的范围内。 5. 一次风压力控制 磨机在一定负荷下，一次风压力必须维持在所需范围内才能保证煤粉输出磨机，为此，专门设有一个压力控制系统，该系统最终通过调节风机叶片开启度达到一次风压力维持在一定范围内。 五、 煤位控制原理 双进双出的煤位控制由两部分组成，它们之间相互独立。一种为压差测量装置，另一种为噪音测量装置。在磨机正常工作中，只有一种煤位测量装置处于工作状态，相互之间可以切换。实际应用中究竟选用那一种测量装置主要依据煤种的特性。 两种煤位测量装置适用工况有所不同，压差装置只有在磨机筒体内煤量达到正常工作状态下才能正常工作。噪音测量装置适用于磨机内煤位从零负荷至满负荷的全过程。 压差测量装置组成: 气罐、阀组、管路及仪表等组成。压差装置由两个环路构成，一个是测量环路，另一个是吹扫环路。 压差测量装置的: 测量环路中，四根通有低速恒压空气的测压管子分别至于磨机两端，每端两根管子分别置于筒体内上、下部。下部管子置于煤粉层下10~15mm。管上、下部测压管子连接压差变送器，发出的信号代表着磨内煤位。 为了确保气罐中气压在规定要求范围之内，测压管与气罐之间连接压差控制器，通过压差控制器使气罐处于正常压力范围。 吹扫环路中，通有高压空气的管路与测量管路并联。为了防止测压管(置于煤粉中)堵塞，吹扫环路中高压空气每30分钟对测压管依次吹扫10秒钟，吹扫期间煤位信号锁定在吹扫前的水平上，以确保磨机正常运行。吹扫期间，隔离阀自动将测量环路关闭，以保护测量元件免受高压空气冲击。 噪音测量装置的工作原理: 麦克风置于回转筒体附近，通常2~3只麦克风在筒体的长度方向均布。麦克风接收磨内噪音的压力信号，通过将一次仪表装置将噪音分析、过滤、产生真实的反映磨机煤位的噪音曲线，然后将噪音曲线转换为煤位信号。 4 六、 双进双出钢球磨煤机的结构特点 磨机的机械组成部分由:回转部分、螺旋输送器、分离器、主轴承、传动部分、密封系统、混煤箱、加球装置、隔音罩、煤粉截止阀。 1. 主轴承 主轴承用于回转筒体的支撑，及补偿筒体在负荷作用下的下垂度，它由铜瓦、轴承座、球面体等组成。铜瓦采用特殊合金铸成，抗磨性强。磨机正常运转时，主轴承内通有高、中、低压润滑油。高压油被送到中空轴与筒体之间，使筒体提升起来。中压油被送到球面体下，改善球面体的润滑。低压油被输送到中空轴上对其进行喷淋冷却。 2. 螺旋输送器 螺旋输送器由螺旋推进器及输送器体组成。螺旋推进叶片，链条采用四根撑杆相连，另一端由输送器壳体外轴承支撑，当筒体旋转时带动螺旋推进器旋转。螺旋叶片、壳体内衬板及中空管衬套用耐磨钢板制成。 3. 分离器 分离器由分离器外壳、内锥体、叶片调节装置等组成，分离器内壁衬有耐磨衬板。分离器叶片调节装置可以用来调节煤粉细度。 4. 传动装置 传动装置由主传动和慢传动构成，主传动用于磨机的正常运行，慢传动用于磨机的启动和停止及检修维护。慢传动操作时，磨机以额定转速的1/1000进行旋转。短时间停机时，不必把磨机内的煤排空，慢传动可以带动载有钢球的筒体，这样可以防止热点的形成。 主传动路径:由主电机经主减速机驱动小齿轮传动轴，小齿轮与磨机的大齿轮啮合把动力 传给筒体。 慢传动路径:由慢传动电机经减速机，再通过自动切换离合器与主电机相连。 大齿轮与小齿轮采用油脂喷雾润滑。 主减速机采用稀油站喷淋润滑。 5. 混煤箱 混煤箱的作用在于对原煤进行良好的预烘干。为防锈蚀，混煤箱内的一部分材料用不锈钢制作。 6. 煤粉截止阀 煤粉截止阀采用双层闸板结构。该阀置于分离器出口处。由于闸板中间注入清洗风将锅炉与磨机彻底隔离。所以整个运行过程安全可靠。 7. 加球装置 5 加球装置由储球箱，上、下闸阀及管道组成，通常放在给煤机同一层面上。由于结构上采取了特殊措施，可以使磨机实现不停机加球。添球时，球进到闭合装置，上闸板关闭，下闸板渐渐打开，球即落入原煤入口处，随原煤一起由螺旋推进器送入磨内。这样，磨内钢球始终保持在额定值，从而使磨机发挥最佳粉磨能力。 8. 密封系统 由于磨机运行时呈正压状态，因此在中空轴处的固定件和旋转件之间有一个特殊的密封连接件，以防煤粉泄露到外界空气中。密封连接件是由一个合成材料制成的压板和表面光洁的圆环组成。用密封风机提供的压力高于磨内的压力，密封风作用在环形压板上，使压板始终紧贴于金属环的光滑表面，防止磨内煤粉泄露。 9. 隔音罩 隔音罩由金属框架、薄钢板、矿物棉等构成。隔音罩的使用能很有效隔离磨机产生的噪音，距离隔音罩1米处的噪音仅85dB。 七、 双进双出钢球磨煤机的安装形式 双进双出钢球磨煤机有紧凑式和分离式两种安装形式。 , 紧凑式占地面积大，总高度低。 , 分离式占地面积小，总高度高。 两种安装形式主要是为了便于用户选用，特别是老厂改造项目，选用更为方便。 八、 双进双出钢球磨煤机主要特点 1. 连续作业率高 易损件钢球实现了不停机加球。旋推进器叶片一般两年寿命。筒体衬板寿命4~7年。只要锅炉运行不停机，磨机可长期运行。 2. 在宽负荷范围内，响应迅速 磨机储存煤量大，加上出力与一次风量成正比，使磨机响应速度非常快。 3. 维修次数少 磨机运行期间，无需停机维护。螺旋叶片、筒体衬板的更换可跟随锅炉检修时进行。使磨机的维护费用大大降低。 4. 风煤比低 风煤比低是磨机本身结构所决定的。风煤比低使煤粉在一次风中浓度提高，加上低负荷细度增加，这使锅炉在燃煤的情况下的最小负荷较低，其结果可减少维持负荷而燃用昂贵的气或油。 6 5. 出力和细度稳定 出力的调节是由一次风量决定的。一次风量不变，出力就是稳定的，再有出力的控制与磨内煤量的控制是相互独立的，不会因出力的增加而影响磨机内的煤量。煤粉细度，通常是由磨机的钢球量决定的，只要钢球量不变细度是稳定的。 6. 研磨煤种范围广 磨机的研磨机理决定了磨机可适应各种煤质。 7. 具有研磨坚硬和高磨蚀性燃料的能力 研磨过程中，受磨损的是衬板和钢球。衬板一般寿命也很长，并且针对煤种的特性可选用相应材质来提高磨损性能。 8. 不受异物的影响 双进双出钢球磨煤机对“三块”铁块、木块、石块适应能力很强，只要尺寸不过大，充其量将“三块”当作研磨介质在磨内一起参与粉磨，不会影响磨机运行。 9. 储存能力大 通常煤量是钢球装载量的15%，相当于磨机额定负荷下1/4小时的工作量，短时间不给煤或单侧给煤不会影响磨机出力。特别是磨机从低负荷到高负荷响应速度非常快。阿尔斯通作过试验，响应时间为15秒内。 10. 低负荷时细度增加 低负荷时，煤在磨内停留时间长，细度就增加了。对锅炉燃烧非常有利，特别是低负荷下维持火焰的稳定性更好。 11. 灵活性大 双进双出钢球磨煤机根据负荷要求，可实行双进双出，单进双出，或半磨运行三种工况。这在实际应用中给用户带来更大的方便。 九、 双进双出钢球磨煤机的快速选型法(见表1，表2) 目的: 这是对双进双出钢球磨煤机选型配置数量选择的一种非常迅速的方法。该方法 对进一步最终确定磨机的规格很有帮助。 数据: 磨机出力，或机组功率和煤的低位发热值。 煤的数据: (全水分 (哈氏可磨性 7 (通过200目筛的比例 使用曲线: 1)选择全水分与煤的全水分最接近的曲线。 2)从机组功率开始，横向一直到发热值所要求的线上，然后从这点垂直向下， 找到磨机出力(用TPH表示)，再一直向下，找到所要求的细度表。 运行磨机的数量确定以后，横向查到与竖线的交接点。该交接点给出选定的双 进双出钢球磨煤机的规格。 使用实例: 1)数据: 机组功率350MW 煤: /公斤 (低位发热值:3000大卡 (最终水分: 1% (全水分: 14% (哈氏可磨性:55HGI (细度: 75%通过200目筛 2)结果: 磨机出力总需求为285t/h 3台双进双出4772型磨机 十、 世界各国双进双出钢球磨煤机特点比较 世界上制造双进双出钢球磨煤机的厂家很多，其中有法国ALSTOM、美国Foster Wheeler、日本三菱重工、日本IHI、瑞士Svedala、英国Babcock、德国Babcock等。归纳起来，代表性的有三家:法国ALSTOM、美国Foster Wheeler、瑞士Svedala(见表3)。我们之所以引进法国ALSTOM技术，除了合作关系密切之外，重要因素之一是法国ALSTOM技术更为成熟，业绩突出。95年之前，法国ALSTOM已在南非、印度安装了近200台磨机。它的磨机在当地经受了考验。 十一、 上海重型机器厂双进双出钢球磨煤机制造业绩 自我厂从法国ALSTOM引进了双进双出技术后，我们与法国ALSTOM、美国Foster Wheeler )，除采购件之外，我厂承担了所有设备零部件的制造，先后合作制造了三十四台磨机(见表4 制造质量得到外国监制专家的好评。其中大型铸钢件中空轴、端盖、大型焊接件筒体、螺旋输送器等关键件，我厂积累了一整套相当宝贵的制造经验。为今后独立制造双进双出钢球磨煤机打下了坚实基础。通过合作制造使我们有机会学习、比较各国双进双出钢球磨煤机的技术特点，用来发展我们自己的技术。由于我们与外商合作成功，瑞士Svedala、德国Babcock闻讯后，去年和今年年初分别来到我厂寻求合作制造双进双出磨机，这对我厂很受鼓舞。 8