球磨机钢球直径的优化选择.pdf

年第期中国电力第卷 球 磨 机钢球直径的优化选择 压 电力工业部热工研究院刘 英雄毛爱珍 【摘要】钢球磨煤机所选用的钢球 直径对磨煤机出力有较大的影响 。 钢球直径愈小 , 珠磨 表面积愈大 , 旅磨效果愈好 , 磨煤机出力愈大 。但是, 径过小的钢球 , 破碎能童亦小 , 且相 村的钢球磨耗大 。 因此 , 根据所磨制的煤种 合理选择钢球直径 , 是球磨机运行 中的一项 重 要 工作 。 根据一些试脸资杆和生产实践 , 推荐了在磨制烟煤及 无烟煤时 , 钢球直径以 为佳 。 【关镇词】钢球磨煤机钢球直径磨煤机出力磨损 加 , ,, 悦 , , 钾 。 ’ 筒形钢球磨煤机 由于具有维修简单 、煤种 适应性广 、运行安全可靠等优点, 迄今仍为火力 发电厂锅炉制粉系统最主要 的磨煤设备之一 。 在全国燃煤 电厂中 , 钢球磨煤机占所有各类磨 煤机总数的 以上 。 因此 , 应研究并提高钢 球磨煤机的运行水平 , 优化各部件的运行参数 , 使其始终处于最佳运行状态 。 其中 , 对磨煤机钢 球大小的合理选用 , 对其出力影响很大 , 应引起 重视 。 钢球直径与煤种 钢球磨煤机对所磨制的煤种几乎没有任何 限制 , 特别适合于磨制采用其它类型的磨煤机 难以磨制的无 烟煤及磨 损 指 数 。 的 煤种 〔 , 。 球磨机钢球直径的选用主要是与所磨制的 煤种 , 即原煤的粒度及其易碎程度有关 。 电厂进 厂原煤粒度与煤种关系较大 , 一般无烟煤屑较 细 , 烟煤较大 , 褐煤更大 。 根据电力工业部热工 研究院多年来对全国许多煤矿 供发电用煤 的 出矿煤进行采样分析 , 其中大于的煤块 为的约为 一 的为一的为 的为 一 一的约为 的占一 。 由上述可见 , 全部煤 中几乎一半为 、 的细末 , 如果按一般 电厂进磨煤机前的煤 粒度 , 则 出矿煤就有约为合格的 了 。 此外 , 出矿煤在堆放 、装载、运输、 电厂混合 过程中 自然破碎或机械破碎 , 以及上煤过程中 经碎煤机破碎 , 在进入磨煤机时 , 通常均成为较 细的粉煤 。 收稿日期 一 一一 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第卷中国电 力年第期 煤的易破碎程度主要与煤种有关 。 一般无 烟煤较易 , 烟煤次之 , 褐煤较难 。对 于无烟煤 , 因 其较脆 , 在破碎过程中施加不大的外力就可以 使其粉碎 。 而对于褐煤 , 因其具有较高的水分及 大量的木质纤维 , 在受到外力的作用时 , 其弹性 将消耗掉一部分外力 , 此外 , 木质纤维的较强拉 力 , 也需要较大的外力作用才能分裂它 。 综上所述 , 钢球磨煤机选用钢球时 , 首先应 根据煤种进行 。 前苏联是世界上使用球磨机最 多的国家 , 根据大量的试验和运行经验 , 推荐出 球磨机钢球直径选用标准见表 。 表前苏联推荐的球磨机钥球选用规格 谈谈谈 钢钢钢球直径径数量量钢球直径径数量量 们。 。 无无烟煤煤 烟烟煤煤 褐褐煤煤 采用的钥球需通过试验确定 。 由表可看出 , 前苏联在磨制无烟煤时 , 钢 球直径不大于 , 而磨制烟煤及褐煤时 , 最大也未超过 , 且为按比例配比使用 。 钢球直径与磨煤机 出力 钢球直径与其砸击面 当电厂燃用煤质稳定 , 即磨煤机所需磨制 的煤种一定时 , 磨煤机所选用的钢球直径与其 对煤的破碎能力密切相关 , 是影 响磨煤机 出力 的主要因素 。 根据破碎定律 被破碎的物体所产 生的表 面积与其所受到的破碎应力重力 成正比 。 因 此 , 磨煤机中煤受钢球砸击时 , 如针对一个钢球 和一块煤而言 , 无疑钢球直 径越大 , 重力就越 大 , 砸击效果就越好 。 但是 , 在磨煤机中 , 煤粒的 个数是无数个 , 而钢球在对其进行砸击时 , 是点 接触 , 如果用一个巨大的钢球进行砸击 , 其砸击 一 一 面将非常有限 。 如果把这个大钢球的接触面进 行扩展 , 即做成同样总质量的小钢球 , 其接触面 就会增加多了 。 如一个直径的钢球重量 约为 , 而一个直径的钢球重量约 为 , 这样 , 如果将磨煤机中直径的 钢球换成的钢球 , 每一只的砸击点就扩 展了倍 。 若对于一台型球磨机 , 最大 装球量为 , 如将现在全部直径为的 钢球换成的 , 其一次砸击过程中的砸击 点次将由约 ’增至 , 。 这从能量传递 观点分析 , 即能量传递面扩大了 , 当然传递效率 提高 。 球径与其暇磨工作面 钢球的直径与其表面积呈平方关系 表兀 以型球磨机为例 , 若最大装球量 全 部 装 直径的钢球 , 全 部 装 球 个 , 总表面积 。 如果根据现有燃用 烟煤 、贫煤 的实际情况 , 考虑到煤中只有较少的 块煤而其余均 为煤末 , 将钢球更换为直径 占占占 , 则其总表面积将增至 , 比全部钢球直 径为时 增 加表面积 , 增 幅达 。 球径与磨煤机出力 综上所述 , 在煤质 、 粒度许可的情况下 , 采 用较小直径的钢球 , 可以增加球磨机在磨制过 程中对煤的砸击点次和碾磨表面 , 因此 , 可以较 大幅度地增加磨煤机 出力 。 对于一台其它各种 参数都固定 , 而只有钢球直径变化的磨煤机 , 其 出力与钢球直径的平方根成反比 瓮 一 籍 式中 钢球直径为 , 时的磨煤机出 力 , , 钢球直径 为时 的磨煤机 出 力 , 。 焦作 电厂燃用晋 东南无烟煤 , 其 中号锅 炉为我国首台无烟煤锅炉 。 投 产初 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 年第期中国电力第卷 期 , 由于制粉系统出力不足及煤粉过粗 , 使机组 较长时间难以正常运行 。经过 大量试验 , 后对制 粉系统的粗粉分离器及磨煤机钢球进行了更 换 , 使问题得以解决 。 其中在进行更换钢球的试 验 中 , 当将直径 为的钢球换为 后 , 在同样的系统风量下 , 刮板给煤机的转速从 增加到 , 出力增幅为 。 参考文献介绍了根据运行实践 , 提出了 钢球的配比以直径 、、 各占为 宜 , 并对不同直径的钢球配比在两台 型球磨机上进行了对比试验 。试验 中 , 一台磨煤 机装入直径的钢球 , 直径 的钢球另一台磨煤机装入 直径 和直径的钢球各 , 总重 量均按该 型磨煤机的最佳钢球装载量装入 , 运行后两台 磨煤机的电机负载电流也相同 。试验结果表 明 , 后一台磨煤机出力为 , 比前一台出力约 高 。 应用式对上述试验核算 , 设前一台磨煤 机的钢球加权平均直径为 , 后 一台约为 , 故 表铜球磨煤机磨制揭煤时铜球的磨损 钢钢球直径 磨磨损量八 。一。孺一 这个数值与试验 中前一台磨煤机 出 力为 较接近 。 据调查 , 迄今全国大多数火 电厂在役 的钢 球磨煤机所使用的钢球直径均大于 , 仅 此一点 , 如果能根据燃煤品种及粒度将球径适 当减小 , 则制粉系统的出力将完全 有可能提高 以上 。 钢球直径与球的磨损 钢球的单 位磨损 量决定 于钢 球金 属 的质 量 、钢球 的尺寸 、 磨煤机规格 、 筒体转速 、 磨制煤 的种类及运行工况等多种因素 。 在钢球直径 范围内 , 钢球的单位磨耗量与钢球直 径成反比 , 即钢球直径越大 , 磨耗量越小 。 于表 列 出了前苏联一台球磨机在磨制褐煤时不 同 直径的钢球的磨损量川 。 据统计 , 国 内火电厂钢球磨煤机钢球 的磨 损一般每磨制煤为 , 个别 磨煤 机甚至更高 。 此外 , 加上磨煤机衬板的磨损 , 总 的金属磨损与所磨制的煤 的比例通 常约高达 。。 钢球直径的优化选择 如前所述 , 筒形钢球磨煤机出力与钢球直 径的平方根成反比 , 钢球的磨损与其直径成反 比 。 因此 , 在其它参数不变的情况下 , 球径的合 理选择需通过试验对其优化 。 对表所示的试验数据进行回归 , 可得 少 一 肚 根据钢球的磨损与球径的反比关系 , 排除 煤种因素 , 假设式的规律符合任一煤种 , 则 用式对参考文献 「 〕 所述的试验进行计算 , 可得在钢球加权平均直径为时 , 球的单 位磨损量 为球的 加权平 均 直径 时 , 磨损量为 一 。 继续以式计算钢球直径时磨损 量为钢球直径时磨损为 , 此处为一磨损突然加剧区 , 因此 , 推断当球径 小于时 , 球的磨损加剧 , 一般不宜过多 采用 。 另外 , 单纯考虑钢球直径与磨煤机出力 , 以 式对参考文献〔」所述的试验进行计算 , 可 得 出钢球直径时出力时 出力时出力 。 因此 , 综合考虑球的磨损与磨煤机出力 , 都以钢球直 径为时的效果最好 。 球径小于 时 , 磨损加剧球径大于时 , 出力减少 。 结论 通过对比试验及计算分析 , 推荐钢球磨煤 下转第页 一一 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第卷中国电力年第期 制过 电压 。 在个别特殊运行方式下合空载变压 器 , 如 通过一长线合变压器 , 或者合末端带空载变压 器的长线 , 有可能发生谐波谐振过电压 。试验研 究表明 , 用低值合闸电阻限制此谐振过 电压 , 收 效甚微 , 几乎不起作用 。应 该在运行方式上躲开 这些有可能引起谐振过电压 的特殊运行方式 , 这是完全可以做到的 。 在电网中 , 除了 投 产调试时 , 有意对变压器做高压侧合闸试验 之外 , 一般很少有这种特殊运行方式 。 为了抑制 这类谐振波过 电压 , 而采用高值合闸电阻是没 有必要的 。 。 电网线路侧额定电压应视 工频暂态过 电压大小而定 , 不宜一律采用 , 许多情况下可以采用 。 对于不很长的线路 , 取消合闸电 阻 , 既可提高运行可靠性 , 又节省投资和维修费 用 , 是发展方向 , 应优先考虑 。 用于合变压器或电抗器的断路器 , 一般不 需安装合闸电阻 。 参考文献 结论 断路器切空载线路是否重然 , 和断路器有 无合闸电阻无关 。 适宜取消合闸电阻的线路 , 合闸或重合闸 引起 的线路闪络率可限制在 以下 , 能够满 足运行安全要求 。 如果为了使该闪络率更小而 采用合闸电阻 , 不仅无实际意义 , 而且还会因断路 器本身可靠性下降 , 而使系统运行可靠性降低 。 建议以下列两条作为能否取消合闸电阻 的判据合闸和单相重合闸引起的线路 闪络 率在以下线路两端的过 电压不大 于 , 沿线最 大 的过 电 压不大于 容定燮等取消断路器合闸电阻的研究高电压 技术 , 电力工业部电网过 电压保护绝缘配合与 电气设 备接地 技术标准一北京水 利 电力 出版社 , 块 ,, 一 、 肠 ,, 一 , 责任编辑伍佐之 心一 一二 ,一 一一一一钧一 心 一 二 一心 一一一一一一 ‘ 一 心 一 。 一‘刁 。 门 ⋯⋯ 月甲 ⋯ 一一 一心一心一 。啼一 一 一心二 ,刁,甲,心二刁 ” ,刁门 上接 第页 机钢球直径以为宜 。 在钢球直径为 时 , 不但对大的块煤具有较强的砸击力 , 且 磨损量较低 , 磨煤机出力较大 。这 一推荐值是根 据两次不 同的试验 、 不同的煤种综合分析得 出 , 在实际运行中 , 还会有一些差别 。 对不同的磨煤 机 , 实 际采用的钢球直径 , 还需根 据具体的燃 煤 、 运行参数等情况通过试验确定 。 周文龙筒型球磨机制粉系统电耗高的原因分析及改进 中国电力 , 叶连萨罗夫苏发电厂高压锅炉运行朱泰 罗仲译 中国工业 出版社 责任编辑孙家振 速征子 粗扭成挽翻采列 参考文献 三路监侧 阻止报耳 一 开关设备专用 一 箱式变电站用 一 干式交压器用 砚度控制 孤动风扇 贾鸿祥制粉系统设计计算水利电力出版社 , 刘英雄部分樵用烟 、贫煤及无烟煤 电厂钢球磨制粉系统 运行情况分析热力发电 , 西安远征电子技术研究所 一 峥箱百安市 。号佑箱, 分箱联娜门经,科 电特暇系 电活直 线 价宾 ,‘ 总帆 ,合 地址电于城电于一路号电挂 ‘ 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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