HL双齿辊破碎机在煤粉炉燃煤锅炉电厂的应用

雷三洪

摘要：文章介绍了HL双齿辊破碎机（以下简称HL破碎机）的结构、工作原理及其应用，总结了HL破碎机在煤粉炉燃煤锅炉电厂应用中高效节能、环保智能、运行可靠、不粘不堵、振动小、噪音低、产量和粒度有保障的特点，是煤粉炉燃煤锅炉电厂一种较为理想的破碎设备。

关键词：HL破碎机；煤粉炉燃煤锅炉电厂；环锤破；产量；粒度；破碎设备

中图分类号：TD451 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0049-02

1 概述

目前，国内外用于煤粉炉燃煤锅炉电厂中煤粉炉前端的筛分破碎设备，大多以滚轴筛+环锤破为主，300mm以下的煤块进入滚轴筛进行筛分，30mm以下的物料从筛下物出料斗直接通过而不再进入环锤破破碎，筛上物进入环锤破破碎到30mm，之后进入磨煤机研磨成煤粉，煤粉再进入到煤粉炉燃烧。滚轴筛采取的是独立动力，每轴均由一个减速器带动转子向煤流方向同向旋转，转子与水平面呈一定夹角安装，对于两相邻转子来说，在结合部位，同向旋转转变为相向旋转，此时，如果物料中含有与筛孔尺寸接近的煤矸石等硬物，卡死现象不可避免；如果物料水分含量过大，滚轴筛粘堵现象也不可

避免。

环锤破为较为成熟的机械产品，在国外已有近200年历史，结构简单，维护方便，出料粒度正常情况下也能够达到煤粉炉的使用需求。但是，在实际使用中，人们发现，环锤破存在以下缺陷：

（1）从破碎机理上分析，环锤破破碎方式为冲击破碎和物料之间相互碰撞破碎，物料被击打或相互碰撞的次数不可控制，因此，出料粒度及粒度级配难于

保证。

（2）环锤破为有篦板结构，一旦物料水分超过14%就容易发生粘堵；加上物料在破碎机内腔停留时间较长，锤头对煤块的击打和挤压可以致使煤粘结在篦板孔上而堵塞篦板孔，导致破碎机产量不达标。

（3）环锤破电机转速较高，运行时振动大、噪声高、粉尘大。

（4）破碎时物料在破碎腔内反复折射、冲击，锤头等零件磨损严重，使用寿命短，设备维护费用较高，且维护工作量较大，直接导致设备运行成本的增加。

（5）能耗较高，单位破碎能耗为0.86～1.24kW.h/t。

针对以上现状，我公司联合设计院、煤粉炉燃煤锅炉电厂，采用HL破碎机取代传统的滚轴筛+环锤破，在该领域得到了应用推广，占据了一席之地。

2 HL破碎机的工作原理及结构特点

HL破碎机是利用两齿辊的相向差速旋转实现物料破碎的。当物料进入破碎机后，小于齿辊间隙的较小物料直接从两齿辊的中间间隙通过，避免了较小物料的再次破碎而产生过粉碎现象，大于两齿辊间隙的较大物料在齿辊上翻滚，从而选择物料的脆弱方向进行破碎，能尽可能地节省能量，物料在齿辊之间被劈、挤、拉破成所需要的粒度。此种工作方式集筛分和破碎功能于一体，在充分节能的同时，又最大限度地减少了物料的过粉碎等耗损。

HL破碎机具有以下特点：

（1）出料粒度可调节：当齿板磨损到一定程度的时候，通过调整两齿辊间隙，确保出料粒度达标。

（2）不粘不堵，对破碎物料水分无要求：采用差速转动原理，两齿辊相向差速旋转，由于转速不同，因而两齿辊的线速度也不同，即在两齿辊啮合处破碎齿产生相对运动，相当于边破碎边相互自动清理，彻底解决了困扰破碎行业近百年来因物料水分过大和粘性造成的粘堵问题，破碎机对物料的含水量无要求。

（3）一机兼具筛分破碎功能，过粉量极低：两齿辊齿板之间以一定间隙相互交错啮合，它们之间的间隙类似于筛孔，因此，节省了传统布置的破碎机前端的滚轴筛；破碎时，小于筛孔尺寸的物料直接通过而不再被破碎，达到筛分效果，不增加过粉量。

（4）高效节能：辊筒中空，绝大部分质量分布在其外圆周上，所以齿辊的转动惯量很大，自身可以储备很大能量，破碎过程中主要使用自身能量进行惯性破碎，对电机电流影响很小，电机只需要平稳向齿辊补充能量，电机配置仅为同等规格的环锤破的40%～60%左右。实践证明，HL破碎机单位破碎能耗仅为0.30～0.51kW.h/t，不及环锤破的2/3。

（5）环保、不扬尘：HL破碎机两齿辊同时朝内相向旋转，齿辊产生的空气涡流基本上相互抵消，设备进出口的风压差极小，基本上不会产生扬尘，不用安装专用的除尘设备。

（6）振动小、噪音低：HL破碎机齿辊转速极低，是环锤破转子转速的几十分之一，因此设备运行平稳，振幅仅为同等规格环锤破振幅的1/3左右，噪音低于设备电机的85分贝。

（7）智能化程度高：预先设定各润滑点自动加油周期，定时定点对各润滑点进行加油润滑；控制系统根据自动检测到的温度信号，发出控制指令，自动排除污油，补充新油对润滑点进行降温冷却；当设备遭遇恶劣工况振动加剧超过设定值或设备超载速度降低到设定值以下时，控制系统根据检测到的振幅值或速度值信号发出控制指令，自动停机以保护设备安全；可将设备本身的控制信号传输给用户中控，实现远程联动控制。

3 HL破碎机在煤粉炉燃煤锅炉电厂的应用

新疆某煤粉炉电厂2×300MW机组输煤系统中，在2010年以前，筛分破碎设备使用的是各2台600t/h的滚轴筛+环锤破。由于该地区以褐煤为主，煤介质中水分含量较大，且介质中夹杂含量高达40%的煤矸石，因此，滚轴筛经常出现卡停筛轴、卡断安全销、粘堵等故障，环锤破也经常出现粘堵，篦板孔常被堵死，环锤破产量大幅下降，振动大、噪音高、粉尘大、能耗高，直接影响设备正常运行。为了解决上述问题，该电厂接受了我公司的采用HL破碎机替代滚轴筛+环锤破的改造，改造后经过3年多的使用，设备运行良好，经受住了物料含水量大、煤矸石含量大的恶劣工况验证，振动、噪音较之前的环锤破大幅降低，基本不扬尘，不粘不堵，产量、产品粒度及粒度级配得到了保证。

经过对比发现，采用HL破碎机，节能增效效果明显，具体如下：

（1）取消原工艺中的滚轴筛，降低采购成本约40万元。

（2）原工艺中滚轴筛每天运行18小时，单机功率48kW，每年工作300天（下同），耗电259200度，每度电价0.50元（下同），单台每年运行电费约12.96万元；单台每年更换1次筛条约3万元。每年节约运行成本31.92万元。

（3）原工艺中环锤破每天运行18小时，电机功率560kW，耗电3024000度，单台每年运行电费约1512万元；HL破碎机每天仅运行12小时，电机功率250kW，耗电900000度，单台每年运行电费约450万元。每年缩短上煤时间和上煤时功率降低产生的节电效益约2124

万元。

（4）原工艺中环锤破的锤头等易损件正常使用寿命3个月，每年至少更换3次，每次需花费约20万元/台，每年维护费用合计120万元；HL破碎机齿板寿命为2500小时，更换齿板周期为每年1.44次，每次需花费约25万元/台，每年维护费用合计72万元。每年设备维护费用降低48万元。

综上所述，采用HL破碎机，每年可节省费用约2242.92万元，考虑分析计算的准确率为50%，则年实际收益1121.46万元。

4 结语

通过大量实践证明，HL破碎机适用于成品粒度要求30～50mm、出力要求0～4000t/h的物料破碎，特别适用于物料含水量大、粘性大、煤矸石含量大的物料破碎，可广泛应用于煤炭、电力、冶金、水泥、矿山、化工等行业。HL破碎机具有高效节能、环保智能、运行可靠、不粘不堵、振动小、噪音低、产量和粒度有保障等特点，是煤粉炉燃煤锅炉电厂一种较为理想的破碎

设备。

参考文献

[1] 林万超.火电厂热系统节能理论[M].西安：西安交通大学出版社，1994.

[2] 许文.新编破碎粉磨与筛分机械选型设计实用全书[M].北京：北方工业出版社，2006.endprint