DGS風扇磨煤機選型

摘 要：隨著電力市場的逐漸加大，所以對燃煤需求急劇增加，優質煤質短缺，高水分褐煤逐漸占據電力市場大部分數額，要求磨煤機對煤質適應能力更廣；DGS風扇磨煤機在國外得到大量實踐應用，在國內有很好發展前景。

關鍵詞：DGS；風扇磨煤機；細度；哈氏可磨；煤質；灰分

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）3-0070-03

1 工程概況

電廠計劃新建兩臺2×660 MW燃褐煤發電機組。

1.1 制粉系統

1.2 煤質資料

主要燃用褐煤。

1.2.1 設計和校核煤種的煤質及灰成分分析（如下表1）

1.2.3 風扇磨煤機選型

根據煤質資料和制粉系統的要求，此項目選用的磨煤機為“DGS型風扇磨煤機”。

2 DGS型風扇磨煤機選型原則

2.1 哈氏可磨度與灰分原則

如圖1所示。

設計煤質的HGI為40、灰分為16.86%；校核煤質的HGI為48、灰分為17.42%，根據上表適合選用DGS型風扇磨煤機。

2.2 哈氏可磨度與磨損指數原則

如圖2所示。

設計煤質的HGI為40、校核煤質的HGI為48，磨損指數YGP為31 mg Fe/kg，根據上表適合選用DGS型風扇磨煤機。

2.3 磨煤機出力選型原則

DGS型風扇磨煤機采用的是支撐軸承在打擊輪兩側的簡支梁結構，并且帶有前置錘打擊破碎裝置，磨煤機抗沖擊能力強，在大出力下運行平穩。

3 DGS型風扇磨煤機的結構特點

3.1 采用了前置錘初級破碎裝置

DGS型風扇磨煤機在主軸上設置了前置錘，與磨煤機前置錘室形成前置錘打擊破碎工作區。磨煤機根據不同煤質采用不同排數的前置錘，并通過改變前置錘的旋轉半徑，形成了該工作區的“級”。如下圖3所示：磨煤機設計時采用了多排前置錘，每排布置4～6個前置錘。

磨煤機前置錘室沒有采用傳統風扇磨煤機大于原煤安息角的結構，而是在傾斜段后增加了多段的直段。并且在打擊破碎區后增加了一段分配、整流的直段。

DGS型風扇磨煤機原煤進入打擊輪工作區的方式與傳統風扇磨煤機不同，是由干燥風攜帶進入機殼的。而整流直段使風粉混合物進入打擊輪破碎區時均勻、穩定。

3.2 采用了兩端支撐結構

DGS型風扇磨煤機支撐軸承放置在打擊輪的兩側，同樣采用了一端固定軸承、一端浮動軸承的結構。與懸臂結構相比，結構穩定、抗震能力強，對打擊輪的不平衡度要求低。

3.3 主軸增設了冷卻風防護裝置和冷卻水冷卻裝置

冷卻風防護裝置和冷卻水冷卻裝置降低了主軸的工作溫度。在避免了高溫環境使主軸材質機械強度下降的同時，降低了主軸的熱應力載荷。

3.4 采用了調速裝置

較大出力的DGS型風扇磨煤機采用了液力或變頻調速裝置，磨煤機轉速可在75%～100%范圍內調整。不僅可以適應鍋爐調峰要求，而且可以降低通風電耗，增強磨煤機制粉的經濟效率。

3.5 取消了粗細粉分離器

由于DGS型風扇磨煤機煤粉細度是通過前置錘裝置來保證的，因此取消了粗細粉分離器，降低了磨煤機安裝高度，節省了占地空間。

3.6 采用了重型打擊輪

目前打擊輪結構分為輕型輪和重型輪兩種形式。輕型輪是采用了焊接聯接梁和堆焊打擊板，前、后盤的厚度變薄，為70～80 mm，其重量比重型輪輕～1/3。重型輪則采用的是鑄造聯接梁和鑄造打擊板。

輕、重型打擊輪結構形狀大體相同，雖然輕型輪質量小、重量輕、轉動慣量小，在直接聯動時可減小啟動時間，但在磨煤機運行中是不能起到節能的效果。

在磨煤機正常工作時，電動機只需連續提供其克服“阻力”的能量即可。“阻力”是指在磨煤機內對原煤的破碎、對干燥介質的吸入阻力、對風粉混合物的輸送、克服輸粉管道的阻力和支撐打擊輪轉動部件的摩擦阻力。

磨煤機分別采用輕、重打擊輪兩種不同結構時，在需要克服的“阻力”中，唯一不同的是支撐打擊輪轉動部件的摩擦阻力。由于轉動部件都是以滾動軸承作為支撐的，其摩擦系數是帶有潤滑油的鋼滾動摩擦系數，非常小。同時打擊輪越大，其轉速越低，根據功率公式P=M*ω可知：磨煤機工作時采用輕、重兩種不同打擊輪結構形式時，克服支撐打擊輪轉動部件的摩擦阻力所做的功相差很小。與磨煤機其他的效率因數相比，可忽略不計。

由于輕型打擊輪的轉動慣量小，其抗沖擊能力較差。磨煤機出力越大表現會越明顯。而重型打擊輪由于轉動慣量遠大于輕型輪，抗沖擊能力較強，使磨煤機運行相對平穩。

3.7 設計了檢修門

DGS型風扇磨煤機為了檢修方便，設計了多個檢修門。包括：前置錘檢修門、護鉤檢修門、機殼護板檢修門、打擊輪檢修門以及主軸移出檢修門等。其中檢修相對次數多一些的前置錘檢修門是由液力驅動的。

4 DGS型風扇磨煤機結構工作原理

原煤在進入磨煤機前置錘室前，已經與干燥介質充分混合，原煤表面水份被干燥介質蒸發掉，而得到干燥。干燥后的煤粒表面開始產生龜裂至完全破裂，且經充分干燥后的煤粒變脆，易于破碎。此過程稱之為“干燥破碎”。

原煤進入前置錘室后，經過安裝在主軸上的前置錘多次打擊，變成了較細的煤粉顆粒，并隨著干燥劑進入打擊輪工作區。煤粒在此工作區受到高速旋轉的打擊輪打擊板的撞擊和沿程摩擦破碎，并被拋到磨煤機周向護板上得到撞擊破碎；在氣流的帶動下，被破碎的煤粒沿周向護板做環流運動，進行摩擦破碎，同時與周向護板發生撞擊，對煤粉進行又一次破碎。在整個磨煤機制粉工作過程中，“干燥破碎”是隨著原煤的不斷撞擊和摩擦破碎而循環往復的過程。

5 DGS型風扇磨煤機的優點

5.1 運行平穩

DGS型風扇磨煤機采用了在打擊輪兩側放置軸承座支撐方式，增加了磨煤機的受力穩定性；采用了前置錘破碎裝置，不僅避免了原煤對打擊輪的沖擊，而且使煤粉顆粒在機殼內分布均勻，避免了由打擊板不均勻磨損產生的打擊輪振動；采用了重型打擊輪，由于打擊輪的轉動慣量大，使磨煤機具有更強的抗沖擊能力。

當磨煤機出力超過65 t/h時，DGS型風扇磨煤機的穩定性優勢就會明顯的凸現出來。

5.2 占地面積小

DGS型風扇磨煤機具有兩極破碎裝置：前置錘和打擊輪。因此在磨制相同煤質、相同出力的條件下，打擊輪的直徑會小于NV型風扇磨煤機；DGS型風扇磨煤機的煤粉細度是通過優化前置錘的排數和前置錘裝置的級數來控制煤粉細度的，不需配備分離器，磨煤機的高度遠遠小于相同工作條件下的NV型磨煤機；DGS磨煤機檢修打擊輪時，橫向拆裝，減小了磨煤機的軸向占地空間。因此DGS型風扇磨煤機可以減少電廠的土建成本。

5.3 DGS型風扇磨煤機檢修成本低

所有磨制褐煤的磨煤機中，DGS型風扇磨煤機的檢修成本是最低的。首先是其易損件壽命長、其次是易損件是普通結構鋼等材質、再者DGS型風扇磨煤機檢修簡單、方便。

5.4 DGS型風扇磨煤機對煤質的適應性強

由于DGS型風扇磨煤機采用了兩級破碎裝置（前置錘、打擊輪）提高了磨煤機的制粉破碎能力，對煤質的哈氏可磨度、磨損性具有較強的適應性。

5.5 DGS型風扇磨煤機具有提升壓頭儲備能力

由于DGS型風扇磨煤機采用了調速裝置，因此在磨煤機選型時可以根據設計院要求對提升壓頭留有一定的余量，通過調節轉速，調整磨煤機實際工作通風量。

6 結 論

DGS風扇磨煤機煤質通過干燥風攜帶進入機殼的，整流直段使風粉混合物進入打擊輪破碎區時均勻、穩定，所以更適用于高水分煤質的褐煤機組，且對煤質可磨性指數要求更廣泛，與國內運行的老式風扇磨煤機相比，DGS風扇磨煤機具有運行穩定、耗能低、磨損件壽命長、檢修維護方便、節省空間；在國內有較好的市場發展前景。

參考文獻：

[1] 趙仲琥.火力發電廠煤粉制備系統設計和計算方法[M].北京：中國電力出版社，1999.

[2] 華東六省一市電機工程（電力）學會.鍋爐設備及其系統[M].北京：中國電力出版社，2001.