中速磨煤機電液比例變加載技術的應用探討

宋波

摘 要：在火力發電廠制粉系統當中，磨煤機是一個十分重要的設備。對于煤粉在鍋爐設備中的使用和燃燒效率來說，磨煤的質量對其有著決定性的影響。在傳統的磨煤生產過程中，基本上應用了傳統的液壓系統來構建調壓系統，在生產過程中難以根據實際需求連續對壓力進行控制，因而造成了較為嚴重的能源浪費現象。在中速磨煤機中應用電液比例變加載技術，能夠有效解決這一問題，從而提高磨煤生產效率。

關鍵詞：中速磨煤機；電液比例變加載技術；應用探討

前言

在燃煤鍋爐的制粉生產當中，最為主要的動力輔助制粉設備就是磨煤機，中速磨煤機因具有結構緊湊，金屬耗量少、占地面積小、初投資少，同時，其在實際應用中還體現出了鋼材磨耗小、電耗低等優點，在冶金、化工、建材、電力等領域中正在得到越來越廣泛的應用，尤其是在大型燃煤電站600MW和1000MW機組的鍋爐應用較多。

1 中速磨煤機的工作流程

磨煤機碾磨部分由轉動的磨環和三個沿磨環滾動的固定且可自轉的磨輥組成。來自給煤機的需進行碾磨的原煤從磨機的中央落煤管落到磨環上，旋轉的磨環借助于離心力將原煤運送至碾磨輥道上，通過磨輥進行碾磨。三個磨輥沿圓周方向均布于磨盤滾道上，碾磨力則由液壓加載系統產生，通過靜定的三點系統，碾磨力均勻作用至三個磨輥上，這個力經磨環、磨輥、壓架、拉桿、傳動盤、減速機、液壓缸后通過臺板傳至基礎。經過碾磨煤粉再由熱一次風進入磨煤機參與分離、攜帶、干燥后合格的煤粉進入爐膛燃燒。

2 電液比例技術

電力比例技術的應用，主要是通過電液比例控制元件來構建新型液壓控制系統，具有響應速度快、控制精度高、節能性好、可靠性高等優勢。在實際應用當中，由于應用場合和用途的差異，在其功能和結構方面，也存在著多種可能[1]。不過，按照其工作原理來看，可將其大致劃分為電機轉換器、液壓執行機構、液壓動力源、檢測反饋器件、液壓轉換及放大器、指令及放大器等部分。電液比例控制系統主要包含了開環和閉環兩種類型。其中，開環系統中主要包含能源裝置、執行器、控制裝置等，能夠對系統進行簡化，從而控制復雜的程序。通過結合電液能夠使機電一體化的水平得到提升。不過，在實際應用中，開環系統的控制精度仍然有待提高。在此基礎上，增加了反饋檢測裝置，能夠有效地提高控制精度和響應速度，同時成本價格也比較低廉。

在實際應用中，電液比例控制系統能夠利用程序控制和電信號，大大簡化液壓系統的結構構成。通過傳輸控制信號，還能夠實現遠距離控制液壓系統。在液流壓力和流量方面能夠按照比例進行控制，從而實現自動無級調節輸出量。在電液比例系統中，由于反饋檢測裝置，能夠使液壓系統的控制精度得到極大的提升。相比于傳統的開關型控制，電液比例控制系統能夠使系統的工作效率和自動化水平得到提升，同時對液壓系統的油路設計進行簡化，減少了液壓元件的使用，從而降低了發生故障的概率[2]。電液比例系統能夠進行良好的適應控制，針對不同的輸出量對輸入量進行調節，從而提高了液壓系統的節能效果。此外，電液比例系統在換向過程中能夠平穩過渡，降低了液壓沖擊，從而提高了系統工作的穩定性和控制精度。

3 中速磨煤機比例加載系統

中速磨煤機是由磨輥、壓力框架、拉桿等結構組成，形成一個靜態限定系統，在減速機扇形推力軸承、磨盤等部位均勻分布負荷。在工作過程中，固定位置的研磨輥在緩慢轉動的研磨板上滾動，磨輥與壓力框架之間，通過壓力叉撓性連接，從而實現側向搖擺運動。變加載液壓系統是指磨煤機磨輥的加載力可以按照要求實現變化的液壓系統。通常磨煤機的加載力是和給煤機的信號相連的。發電的負荷決定了給煤量的大小，給煤量的大小決定了加載力的大小。變加載液壓系統就是為了滿足不同的給煤量需要不同的加載力而設計的液壓系統。具體就是液壓油站電液比例溢流閥受給煤量同步的4～20mA信號對磨輥實施變加載。

4 電液比例溢流閥模型

4.1 比例電磁鐵模型

在電液比例控制器件中，比例電磁鐵是一種重要的電機轉換器，同時也是重要的輸入單元。它能夠對比例控制放大器輸出的電信號進行轉換，使之產生力的作用。比例電磁鐵具有簡單的結構、較大的推力，同時對油液清潔度沒有過高的要求，便于維護和保養[4]。比例電磁鐵具有較高的可靠性，在整個電液比例控制系統當中，都發揮著十分重要的作用，是系統中最為關鍵的部件之一。在比例電磁鐵中，主要包含了導套、殼體、推桿、線圈、極靴、銜鐵等部分。利用導磁材料支撐了導套前后兩端，采用非導磁材料在中間段進行焊接。輸出位移推桿裝在銜鐵前端，將調節螺釘和彈簧構成的調零機構安裝在其銜鐵后端，從而在一定范圍內能夠調整比例電磁鐵控制特性曲線。

4.2 比例放大器模型

在電液比例控制系統中，比例放大器同樣具有十分重要的作用。在實際應用中，配合使用比例閥電機轉換器，同時也具備自身的校號網絡、電子線路，能夠發揮出生成和處理控制信號、反饋校正、測量放大、前置放大等作用，能夠有效的提升電液控制系統和元件的動態特性、穩定性等性能。在比例電磁鐵的線圈中，具有較高的轉折頻率，對比例溢流閥發揮著主導性的作用。所以，對于比例電磁鐵銜鐵的輸出位移，和輸入電壓傳遞函數進行簡化，使之成為二階振蕩環節。在放大器的作用下，比例電磁鐵能夠轉換電壓和力，在加上傳力彈簧的作用，就能夠實現電壓、力、位移之間的轉換。從而更好的控制中速磨煤機工作運行。

4.3 錐閥芯模型

在比例電磁鐵當中，會產生水平位移的力。如果給定不變的電信號，作為指令力的電磁力也不會發生較大的變化[5]。如果流量流過溢流閥發生了改變，也不會對溢流閥調定壓力產生較大的影響。在比例溢流閥的溢流卸荷過程當中，錐閥芯只會產生很小的開口變化量，所以，彈簧也只會發生較小的形變量。由此就能夠得出錐閥芯中作用力的平衡方程、比例溢流閥錐閥口的壓力流量方程、固定節流孔的壓差流量方程、容腔流量平衡方程、先導液橋中容腔流量連續性方程、控制容腔流量連續性方程、主閥進口容腔流量連續性方程、主閥芯作用力平衡方程、主閥口壓力流量方程等。

5 結束語

在工業領域當中，磨煤機是一個十分重要的工業生產加工設備，其運行效率和工作效果，對于工業生產來說有著直接的影響。在傳統的中速磨煤機液壓控制系統中，存在著很多方面的缺陷和不足。在此基礎上，應用了電液比例變加載技術，可以節省能量、降低磨輥和磨盤的磨損，提高磨輥和磨盤的使用壽命，減少日常的檢修和維護工作、減少磨盤的震動，提高磨盤的壽命、磨煤機出煤的顆粒均勻，更利于燃燒。

參考文獻

[1]馬嘉鵬，薩如拉，袁喜明.燃燒高水分褐煤鍋爐磨煤機制粉系統選型分析[J].內蒙古電力技術，2008，6：29-32.

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[3]岳峻峰，肖杰，秦鵬，等.雙進雙出磨煤機降低磨煤電耗試驗研究[J].熱能動力工程，2011，3：354-357+377.

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[5]盧曉，趙振寧，安連鎖，等.300MW機組鍋爐中速磨煤機改造后出力不足問題的解決[J].中國電力，2009，12：61-65.