低速筒形磨煤机失效球的在线筛取

朱廷旺

摘 要： 针对钢球筒式磨煤机内部小直径的失效钢球增加制粉系统单耗的现象，结合磨煤机内部不同直径钢球的分布特性，采用在磨煤机出口短管部位安装失效球在线自动控制筛取装置的方法，实现磨煤机在线运行时自动控制只筛取筒内失效钢球、废球的功能，解决筛板筛卸球人工挑选作业环境恶劣、劳动强度大、停磨时间长和在线钢球筛选装置存在固有性的缺陷等问题。

关键词： 磨煤机；失效球；配比；经济效益

0 引言

目前我国火力发电量占总发电量的份额在 80% 以上， 据统计，火力发电厂的厂用电大约占总发电量 4% ～ 8% ，而制粉系统用电量占全厂用电的 15% ～ 25% ， 是电厂的耗电大户之一。钢球磨煤机是制粉系统的主要设备， 在全国燃煤电厂中，占各类磨煤机总数的 60% 以上。球磨机结构简单坚固，操作可靠，故障少，，运行安全可靠。但球磨机的缺点也比较明显，主要表现为工作效率低，磨煤单耗高，体型庞大笨重，金属耗量大。它是利用低速旋转的内衬波浪板滚筒带动筒内的钢球运动，通过钢球对原煤的撞击、挤压和研磨作用来实现煤块的破碎和研磨制成煤粉。当磨煤机罐内钢球直径小于20-25mm后，小径钢球对煤颗粒的撞击和研磨作用基本失效。根据国家和行业相关规定，钢球磨损到规定值时应予过筛废弃，确保筒内钢球配比最佳，磨煤机出力最佳。

目前磨煤机钢球筛选方式有两种形式，即采用慢速传动装置配合筛板筛卸球人工挑选方式和增加一套在线钢球筛选装置，而这两种钢球筛选方式至少存在以下缺点：一是采用慢速传动装置配合筛板筛卸球人工挑选方式，停磨时间长、作业环境恶劣、劳动强度大和工作人员产生抵触情绪；二是增加一套在线钢球筛选系统设备的资金投入过大；三是采用在线钢球筛选装置需要在磨煤机出口端盖位置开孔加装甩球通道，导致端盖强度下降产生裂纹和冷风漏入制粉系统；四是采用在线钢球筛选装置的筛板筛孔和甩球通道极易被同等大小的钢球卡住，需要停磨进磨煤机筒内清理，安全风险极大，进入筛板后的小球磨损大轴及轴套；五是采用在线钢球筛选装置方法筛出的钢球运动轨迹随意不便于收集，同时煤碎块颗粒也会随钢球一同被筛出。

1磨煤机失效球在线自动控制筛取装置简介

1.1 设计思路

低速筒形磨煤机失效球在线自动控制筛取方法是根据磨煤机的工作原理、设备结构和实际运行情况，磨损失效钢球、碎球主要堆积在磨煤机出口端的水平固定短管处，如果在水平固定短管中低部开孔可直接掉落取出，但存在煤粉颗粒与不同规格钢球、失效球同时掉落出和漏入冷风等问题。为实现控制筒体漏风和保证只筛取25mm直径以下的失效钢球、废球，本发明方案中设计有利用收集器筛选失效钢球方法、失效钢球通过落球导管和锁气装置导出方法、煤粉颗粒与失效钢球分离方法、堵塞疏通法和疏导储存方法等。

1.2 筛取装置构造

低速筒形磨煤机失效球在线自动控制筛取装置是由收集器、落球导管、封煤风管、风量调节阀、落球导管中部连接丝扣、锁气装置、中转箱和定期储存箱组成。

1.3 工作原理

所述的收集器为长弧形箱结构，入口设有三孔式斜弧形筛篦用于筛取失效钢球，筛篦下方设有漏斗式收集器焊接在磨煤机出口端的水平固定短管外侧的中底部位，并在水平固定短管开长弧形孔用于集中收集失效钢球；收集器下部开孔焊接内径为30mm的落球导管，用于收取的失效钢球、废球导出；为防止煤粉颗粒与失效钢球同时导落出，在落球导管上安装封煤风管，利用煤粉颗粒与钢球的质量不同，通过调整风门流量，风压吹起收集器收取孔处的煤粉颗粒，即封住煤粉颗粒始其回到磨煤机筒内，钢球仍会自然落下；落球导管中部设有连接丝扣，解开丝扣可处理收集器入口和落球导管堵塞问题；落球导管下部安装锁气装置，锁气装置主要有挡板、转轴、配重部分组成，锁气装置靠配重的重量和磨煤机内负压作用处于关闭状态，当落球导管内总量达到预设计的重量时，锁气装置挡板自然开启，调整配重块的力臂实现控制落球量和密封冷空气；锁气装置下部中转箱起中间疏导作用，防止落球量过大堆积卡住锁气装置；疏导排除的失效钢球、废球通过中转箱下部管道落入定期储存箱。

2自动控制筛取装置的安装位置及方式

2.1筛球装置安装位置

根据磨煤机的工作原理、设备结构和实际运行情况，钢球在磨损失效后会主要堆积在磨煤机出口端，大量原煤和新加钢球随磨煤机罐体的定向旋转抛起的失效球，在干燥风流动作用下，将推动失效钢球不断向筒体出口端堆积，磨煤机出口管呈45°角布置，与磨煤机旋转筒体采用插入式水平固定短管间隙配合，间隙密封形式为填料密封，抛起回落和堆积的失效球均停留在水平固定短管處，失效球长期堆积在出口不但提高了制粉单耗，且失效球碾入围带密封压板会导致出口管道晃动，严重时会损坏设备，该装置利用失效球的堆积特性，安装在磨煤机出口短管正下方。

2.2筛球装置安装方式

在出口短管正下方安装有ф25mm的三孔式斜弧形筛篦，该形式可避免不规则形状的钢球大量堆积在筛篦内部而堵塞筛取装置，筛篦下方安装有与筛篦等宽的漏斗式失效球收集器，收集器下部焊接有落球导管，孔直径为30mm，用于收取的失效钢球、废球导出；为防止煤粉颗粒与失效钢球同时导落出，在收集器下落球导管上设计设有封煤风管，由于煤粉颗粒与钢球的质量不同，通过调整风门流量，风压吹起收集器收取孔处的煤粉颗粒，始其回到磨煤机筒内，钢球仍会自然落下；落球导管中部设有连接丝扣，解开丝扣可处理收集器入口和落球导管堵塞问题；磨煤机正常运行的过程中出口部位处于负压状态，为避免冷风漏入系统内部，落球导管下方安装有锁气装置，锁气装置主要有挡板、转轴、配重部分组成，为了保证锁气装置内部积存的失效球能够满足锁气挡板自然开启的重量，此处采用了扩容的形式，锁气挡板与配重力臂相等，在没有失效球导出或失效球重量小于等于配重重量时，锁气装置处于关闭状态，当落球导管内总量大于配重时，锁气装置挡板自然开启，失效球下落至中转箱后挡板自然关闭。配重块的力臂还可以通过实际自行调解以控制落球量和密封冷空气；中转箱起中间疏导作用，防止落球量过大堆积卡住锁气装置；疏导排除的失效钢球、废球落入下部定期储存箱，可定期清理。

3 效益核算

1、节约电量：DTM350/600型磨煤机运行2500小时后，不合格钢球约10吨，当球磨机电流在70—90A之间运行时，自重每増加1吨，电流将增加1.5A，因废钢球造成磨机电流增加15A，按每年运行200天，每天23小时运行计算，公司16台磨煤机每年可减少磨煤机电耗约656万KWh，按上网电价0.3元计算，每年节约电费196.8万元 。

2、减少漏风：减轻失效钢球对磨煤机出口短管产生严重磨损，每台磨煤机会降低漏风面积0.1㎡，单套制粉系统漏风量降低约5%，可提高磨煤机干燥出力0.5t/h，公司16台磨煤机每年可节约制粉成本15.4万元。

3、废料收集：每天可收集废球20kg，废球2元/kg，公司16台磨煤机年收益12.8万元。

4、通过减少失效球对磨煤机各部件的磨损，大大减少了冷风漏入，降低制粉系统内部氧气浓度，减少了制粉系统爆破的几率，提高了设备运行的安全性和可靠性。每年为公司节约费用：196.8+15.4+12.3=224.5万元。

4 结论

本发明实现了磨煤机在线运行时自动控制只筛取筒内失效球、废球的功能，达到磨煤机筒内钢球装载配比最佳，消除了失效球碾入围带密封压板损坏设备的缺陷，其创新性强、系统简单、投资小、便于维护，而且避免了传统的筛选球方法和装置存在作业环境恶劣、安全风险高、劳动强度大、停磨时间长和钢球筛选装置固有性的筛板卡球、设备磨损、端盖强度下降应力裂纹、系统漏风、煤碎块颗粒随钢球一同被筛出等问题，保证了制粉系统安全、稳定和经济运行。

参考文献

[1] 钢球配比对制粉系统球磨机运行优化的实验研究 张骁博， 赵 虹， 杨建国 （ 浙江大学 能源清洁利用国家重点实验室， 杭州 310027） .