MPS型中速磨煤機的技術發展

張喜春

摘 要：MPS型中速磨煤機自上世紀六十年代被應用于燃煤電廠，并經過不斷地技術創新和結構優化，與其他類型磨煤機相比，以其結構合理、磨煤電耗低、適應煤質較為廣泛、碾磨件壽命較長等優點而廣泛的應用。本文主要介紹MPS型中速磨煤機的技術發展。

關鍵詞：MPS;磨煤機;技術;發展

中圖分類號：TK223.25 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）02-0066-02

1 MPS型中速磨煤機的誕生

MPS型磨煤機的原型機是由西德的Pfiffer公司在一臺磨制礦石的培茲（Berz）磨的基礎上改裝而成的。后來，西德Babcock公司從Pfeiffer公司取得了將MPS磨應用于燃煤火力發電廠碾磨燃煤的許可證。1965年西德Babcock公司制造了第一臺MPS180型中速磨煤機并用于西德300MW機組工程中碾磨硬質煙煤，運行效果良好。MPS磨煤機結構設計合理，運行安全穩定，磨損件使用壽命長，磨煤電耗低，經濟效益好，在隨后的實際應用中顯示出優越的性能。在西德的300MW以上鍋爐中大部分采用了MPS型中速磨煤機。

我國磨煤機設備制造廠于1985年向Babcock公司購買了彈簧加載的MPS磨煤機制造專有技術，MPS型中速磨煤機在國內得到應用。

MPS型中速磨煤機型號含義：

M表示磨煤機，德文Muhle的第一個字母M;

P表示磨輥為鐘擺式結構，德文Pendeln的第一個字母P;

S表示磨盤為碗式結構，德文Schussel的第一個字母S;

MPS后面的數字表示磨盤的磨軌中徑（磨輥和磨盤接觸點的直徑），單位為cm（厘米）。

2 MPS型中速磨煤機的結構和應用

MPS型中速磨煤機主要由基礎、殼體（下架體、中架體、分離器）、減速機、噴嘴環、碾磨部分（磨輥和磨盤）、加載部分、煤粉分配器、密封風系統、排渣裝置、惰化防爆系統和檢修平臺、潤滑系統、電控裝置等部分組成。

MPS磨煤機屬于外加力式輥輪式中速磨煤機范疇，碾磨原理與傳統的輪碾式磨完全相同。三個大的磨輥均勻分布在磨盤的圓周上，三個磨輥之間的相對位置是固定的，且被轉動的磨盤帶動，滾動在磨盤上。用于碾磨物料所需要的碾磨壓力是由外部傳輸進來的（加載彈簧或液壓油站來施加壓力），其壓力通過聯接部件直接傳送到磨煤機基礎上。

MPS型中速磨煤機主要應用于燃煤火力發電廠、鋼鐵冶煉廠和化工廠等行業，用于將原煤碾制成一定細度要求的煤粉，同時完成煤粉的干燥過程，并將煤粉輸送至鍋爐、高爐及氣化爐中進行燃燒。

MPS型磨煤機有如下的特點：

（1）磨煤機的碾磨壓力通過加載架依次傳遞給磨輥、磨盤和減速機、磨煤機基礎，不會因為增大碾磨壓力而造成設備殼體的振動和影響殼體的密封性。（2）固定在磨煤機加載架上的三個磨輥以120°均勻布置在磨盤上，對磨盤形成三點受力，施加的碾磨壓力相對較為均勻，不會造成減速機的推力瓦軸承受力不均而發生偏載，減速機的受力較好。（3）磨煤機屬于輥輪式中速磨煤機，磨煤機的三個磨輥在磨盤的帶動下沿磨輥軸進行自轉，磨輥直徑較大，使得磨煤機在磨盤轉速較低的情況下碾磨效率較高，有利于增加磨煤機的出力，同時使得MPS型磨煤機電耗一般較低。

由于MPS型中速磨煤機結構合理、碾磨部件使用壽命較長、設備運行較為穩定、磨煤電耗較低，因此MPS型磨煤機在國內外都得到了廣泛的應用。

3 MPS型中速磨煤機的技術發展

隨著社會經濟的不斷發展和科技水平的的提高以及人民生活水平的不斷提高，國內外市場對電力需求量不斷增加。燃煤火力發電廠由于發電受外部因素影響較小、電力負荷穩定等優點也得到了各個國家的青睞。要求的燃煤火力發電機組容量不斷的增大，用戶對磨煤機的出力提出了增大要求。

在保證磨煤機穩定運行的情況下，提高磨煤機的碾磨壓力等級是提高磨煤機出力的最有效的方法。MPS型中速磨煤機的技術經過近60年的發展，先后經歷了彈簧加載方式、液壓定加載方式和帶反作用力的液壓變加載方式的三代技術，磨煤機技術得到了新的理論創新、結構也有了新的改進和優化設計。

3.1 第一代彈簧加載的MPS型中速磨煤機

第一代MPS型中速磨煤機采用彈簧加載方式，彈簧加載磨煤機的最大碾磨壓力為350kN/m2。拉桿通過三部液壓缸與基礎相連，對彈簧進行壓縮。運行前，需通過液壓缸將彈簧壓縮到一定高度，達到一定的碾磨壓力之后將其固定，使壓力恒定，當磨損后彈簧壓力降低時，需再次使用液壓缸施壓。對彈簧的預緊工作只能在停機情況下進行，運行中需要經常停磨來調整壓力，日常維護量較大。

另外，碾磨力在設定后，就是一個恒定的力，在設備運行中對磨煤機進行負荷調節是不可能的。在磨煤機低負荷時，碾磨力過大，滿負荷時碾磨力又過小。由于采用手動調整碾磨壓力值，磨機不能及時隨鍋爐改變負荷，即自動化控制性能較差。

3.2 MPS液壓定加載磨煤機

上世紀八十年代后期，為提高磨煤機出力和性能，Babcock公司設計制造了MPS液壓定加載磨煤機，工作時采用液壓缸對物料施加連續的碾磨力，這是第二代MPS型中速磨煤機，磨煤機的加載方式采用液壓定加載方式。

該型磨煤機設計最大值碾磨壓力為450KN/m2。通過液壓系統可以方便地提高碾磨壓力，由此來增加磨煤機的出力。該型磨煤機主要在加載系統上進行了改進，施加碾磨力是通過三個液壓缸進行的，彈簧加載磨煤機中的起加載和緩沖作用的彈簧被附在加載油缸上的空氣彈簧—氮氣蓄能器所取代，磨煤機配套有液壓站，為三個加載油缸提供碾磨壓力。

碾磨壓力的調整可在液壓站上進行，在出力較低時，可將碾磨力調到較低值，以減輕碾磨件磨損，降低設備功耗;當出力較高時，同樣可以增加碾磨壓力來增加出力。碾磨壓力的調整是通過人工進行的，不能隨系統負荷自動改變。

雖然磨煤機采用了液壓加載系統，可以提供更高的碾磨壓力使出力增加，但其在本質上仍然是彈簧加載磨煤機的延續，并未實質性的改變原彈簧加載磨煤機中的不足之處，技術上沒有實現質的突破。

3.3 液壓變加載反作用力技術的MPS型中速磨煤機

上世紀九十年代末、本世紀初，德國Babcock公司在MPS液壓定加載磨煤機的基礎上繼續進行原理和結構優化，推出了第三代產品-液壓加載第二代磨煤機，即帶液壓變加載反作用力控制技術的最新型MPS中速磨煤機，磨煤機的最大碾磨壓力為750KN/m2。

中國電建集團長春發電設備有限公司在引進德國MPS型磨煤機技術的基礎上進行了技術的研發和設備結構的優化設計，研發出最新的MPS-HP-II型中速磨煤機，磨煤機的最高碾磨壓力達到750KN/m2。

MPS-HP-II型中速磨煤機采用的液壓變加載阻尼控制技術實現了磨煤機運行時磨煤機的碾磨壓力與阻尼力同時存在并實現碾磨力與磨煤機出力自動匹配，解決了磨煤機在高加載壓力下磨煤機振動的難題，有效地提高了磨煤機的碾磨效率、降低了煤粉的循環倍率，磨煤機的出力增加35%以上。當磨煤機在低負荷運行時，適當提高磨煤機的阻尼力、減小磨煤機的碾磨壓力，可保證磨煤機在煤層薄時仍能穩定運行，最小穩定運行負荷達到15%。同時當磨煤機遇到鐵塊、木塊等不可被磨碎的物料時，磨輥被迅速抬起，但由于阻尼力的存在，阻礙了磨輥的快速下降，鐵塊或木塊等物料通過噴嘴環可排入排渣箱中，因此磨煤機能夠穩定運行。磨煤機的基礎塊重量是設備本體重量的3倍，遠小于老式磨煤機所需的本體重量5倍。當磨煤機停機時，通過液壓阻尼系統將磨輥提升，同時電動機繼續轉動，可將磨煤機內部的原煤通過刮板機構排入到排渣箱中，有效降低了原煤發生自燃及煤粉發生爆燃的可能性，提高了磨煤機設備的安全性。

MPS-HP-II型中速磨煤機是最新一代的MPS型磨煤機，磨煤機的基本出力和主要修正系數如原煤水分修正系數、可磨性修正系數、煤粉細度修正系數、原煤灰分修正系數等與老式MPS型磨煤機的出力修正系數完全不同，在設備選型計算時應按照MPS-HP-II型中速磨煤機的出力修正系數進行選取。

由于MPS-HP-II型中速磨煤機的出力比老式磨煤機提高35%以上，在同等出力要求的條件下，MPS-HP-II型中速磨煤機型號比老式MPS磨煤機型號要小2-3檔，電機功率小50-200kW，磨煤電耗低1-2kWh/t煤，有效地降低了磨煤機的磨煤電耗，以單臺600MW級機組為例，可為用戶節省一百多萬元的運行電費，同時可減少CO2排放量近四千噸，節能減排效果明顯。

MPS-HP-II型中速磨煤機加載壓力大，磨煤機出力大，對原煤的碾磨效率高，中國電建集團長春發電設備有限公司提出了采用中速磨煤機制粉系統磨制高水分褐煤的技術方案，針對國內具有代表性的霍林河、白音華褐煤進行了磨煤機的理論計算及試磨試驗，取得了極具價值的試驗數據，并根據試驗結果，對MPS-HP-II型中速磨煤機進行了針對性的技術改進和結構優化設計，研發出了適用于磨制高水分褐煤的MPS-HP-II型中速磨煤機，攻克了MPS-HP-II型中速磨煤機對高水分褐煤的碾磨技術、煤粉干燥等難題。

通遼電廠三期工程1×600MW亞臨界空冷機組選用霍林河褐煤，設計煤的原煤水分為30.89%，機組配套中國電建集團長春發電設備有限公司設計制造的MPS225HP-II型中速磨煤機，于2008年順利通過168小時滿負荷運行試驗，MPS-HP-II型中速磨煤機在實踐中證明了能夠成功磨制高水分的褐煤，同時也標志著我國的MPS型中速磨煤機在磨制高水分褐煤的技術取得了突破的進展，并獲得了成功。國內某電廠2×350MW燃煤供熱機組選用中國電建集團長春發電設備有限公司設計制造的MPS190HP-II型中速磨煤機，在實際運行中選用烏拉蓋褐煤的原煤水分Mt達到了41.13%，設備運行良好，這也充分體現了MPS-HP-II型中速磨煤機磨制高水分褐煤的技術優勢和良好的設備性能。目前MPS-HP-II型中速磨煤機已經獲得了近70個褐煤項目，投入運行60多個項目，設備運行良好，有效地拓展了磨煤機的煤質適用范圍。

MPS-HP-II型中速磨煤機配有磨輥檢修專用的液壓翻出裝置，通過固定在中架體的固定架，配以翻轉架和液壓油缸，由中架體的磨輥翻出門將被檢修的磨輥依次翻出，檢修后再利用本套裝置將磨輥翻回到磨內。磨輥檢修液壓翻出裝置避免了拆卸分離器、出粉管道和落煤管道、相關熱控部件、加載架與拉桿連接等部件，并將分離器從中架體上部移走再將磨輥從中架體上部吊出檢修，使檢修人員不必在10米以上的空間作業，有效地降低了檢修人員的勞動強度，縮短了磨輥檢修的時間，提高了檢修工作效率和工作的安全性。

4 結語

MPS型中速磨煤機在我國應用了30多年，其技術在我國也得到了新的發展，特別是采用全新技術的MPS-HP-II型中速磨煤機產品，是我國MPS型中速磨煤機技術水平最高的產品，使我國的MPS型磨煤機技術水平已經與國際同類產品不存在技術代差，技術水平已經進入國外同類產品的先進行列，甚至在磨制高水分褐煤的技術上超過了國外同類產品。

參考文獻

[1] 張安國，梁輝，霍沛強. DL/T514 5-2012火力發電廠制粉系統設計計算技術規定[Z].2012-12-01.

[2] 李惠人.中速磨煤機[M].北京：電力工業出版社，1980.