MPS型中速磨煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展

張喜春

摘 要：MPS型中速磨煤機(jī)自上世紀(jì)六十年代被應(yīng)用于燃煤電廠，并經(jīng)過不斷地技術(shù)創(chuàng)新和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，與其他類型磨煤機(jī)相比，以其結(jié)構(gòu)合理、磨煤電耗低、適應(yīng)煤質(zhì)較為廣泛、碾磨件壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)而廣泛的應(yīng)用。本文主要介紹MPS型中速磨煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：MPS;磨煤機(jī);技術(shù);發(fā)展

中圖分類號(hào)：TK223.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）02-0066-02

1 MPS型中速磨煤機(jī)的誕生

MPS型磨煤機(jī)的原型機(jī)是由西德的Pfiffer公司在一臺(tái)磨制礦石的培茲（Berz）磨的基礎(chǔ)上改裝而成的。后來，西德Babcock公司從Pfeiffer公司取得了將MPS磨應(yīng)用于燃煤火力發(fā)電廠碾磨燃煤的許可證。1965年西德Babcock公司制造了第一臺(tái)MPS180型中速磨煤機(jī)并用于西德300MW機(jī)組工程中碾磨硬質(zhì)煙煤，運(yùn)行效果良好。MPS磨煤機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行安全穩(wěn)定，磨損件使用壽命長(zhǎng)，磨煤電耗低，經(jīng)濟(jì)效益好，在隨后的實(shí)際應(yīng)用中顯示出優(yōu)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(jī)。

我國(guó)磨煤機(jī)設(shè)備制造廠于1985年向Babcock公司購(gòu)買了彈簧加載的MPS磨煤機(jī)制造專有技術(shù)，MPS型中速磨煤機(jī)在國(guó)內(nèi)得到應(yīng)用。

MPS型中速磨煤機(jī)型號(hào)含義：

M表示磨煤機(jī)，德文Muhle的第一個(gè)字母M;

P表示磨輥為鐘擺式結(jié)構(gòu)，德文Pendeln的第一個(gè)字母P;

S表示磨盤為碗式結(jié)構(gòu)，德文Schussel的第一個(gè)字母S;

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

2 MPS型中速磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用

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

MPS磨煤機(jī)屬于外加力式輥輪式中速磨煤機(jī)范疇，碾磨原理與傳統(tǒng)的輪碾式磨完全相同。三個(gè)大的磨輥均勻分布在磨盤的圓周上，三個(gè)磨輥之間的相對(duì)位置是固定的，且被轉(zhuǎn)動(dòng)的磨盤帶動(dòng)，滾動(dòng)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(jìn)來的（加載彈簧或液壓油站來施加壓力），其壓力通過聯(lián)接部件直接傳送到磨煤機(jī)基礎(chǔ)上。

MPS型中速磨煤機(jī)主要應(yīng)用于燃煤火力發(fā)電廠、鋼鐵冶煉廠和化工廠等行業(yè)，用于將原煤碾制成一定細(xì)度要求的煤粉，同時(shí)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(jìn)行燃燒。

MPS型磨煤機(jī)有如下的特點(diǎn)：

（1）磨煤機(jī)的碾磨壓力通過加載架依次傳遞給磨輥、磨盤和減速機(jī)、磨煤機(jī)基礎(chǔ)，不會(huì)因?yàn)樵龃竽肽毫Χ斐稍O(shè)備殼體的振動(dòng)和影響殼體的密封性。（2）固定在磨煤機(jī)加載架上的三個(gè)磨輥以120°均勻布置在磨盤上，對(duì)磨盤形成三點(diǎn)受力，施加的碾磨壓力相對(duì)較為均勻，不會(huì)造成減速機(jī)的推力瓦軸承受力不均而發(fā)生偏載，減速機(jī)的受力較好。（3）磨煤機(jī)屬于輥輪式中速磨煤機(jī)，磨煤機(jī)的三個(gè)磨輥在磨盤的帶動(dòng)下沿磨輥軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)，磨輥直徑較大，使得磨煤機(jī)在磨盤轉(zhuǎn)速較低的情況下碾磨效率較高，有利于增加磨煤機(jī)的出力，同時(shí)使得MPS型磨煤機(jī)電耗一般較低。

由于MPS型中速磨煤機(jī)結(jié)構(gòu)合理、碾磨部件使用壽命較長(zhǎng)、設(shè)備運(yùn)行較為穩(wěn)定、磨煤電耗較低，因此MPS型磨煤機(jī)在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛的應(yīng)用。

3 MPS型中速磨煤機(jī)的技術(shù)發(fā)展

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科技水平的的提高以及人民生活水平的不斷提高，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)電力需求量不斷增加。燃煤火力發(fā)電廠由于發(fā)電受外部因素影響較小、電力負(fù)荷穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)也得到了各個(gè)國(guó)家的青睞。要求的燃煤火力發(fā)電機(jī)組容量不斷的增大，用戶對(duì)磨煤機(jī)的出力提出了增大要求。

在保證磨煤機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，提高磨煤機(jī)的碾磨壓力等級(jí)是提高磨煤機(jī)出力的最有效的方法。MPS型中速磨煤機(jī)的技術(shù)經(jīng)過近60年的發(fā)展，先后經(jīng)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(shù)，磨煤機(jī)技術(shù)得到了新的理論創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)也有了新的改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.1 第一代彈簧加載的MPS型中速磨煤機(jī)

第一代MPS型中速磨煤機(jī)采用彈簧加載方式，彈簧加載磨煤機(jī)的最大碾磨壓力為350kN/m2。拉桿通過三部液壓缸與基礎(chǔ)相連，對(duì)彈簧進(jìn)行壓縮。運(yùn)行前，需通過液壓缸將彈簧壓縮到一定高度，達(dá)到一定的碾磨壓力之后將其固定，使壓力恒定，當(dāng)磨損后彈簧壓力降低時(shí)，需再次使用液壓缸施壓。對(duì)彈簧的預(yù)緊工作只能在停機(jī)情況下進(jìn)行，運(yùn)行中需要經(jīng)常停磨來調(diào)整壓力，日常維護(hù)量較大。

另外，碾磨力在設(shè)定后，就是一個(gè)恒定的力，在設(shè)備運(yùn)行中對(duì)磨煤機(jī)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)是不可能的。在磨煤機(jī)低負(fù)荷時(shí)，碾磨力過大，滿負(fù)荷時(shí)碾磨力又過小。由于采用手動(dòng)調(diào)整碾磨壓力值，磨機(jī)不能及時(shí)隨鍋爐改變負(fù)荷，即自動(dòng)化控制性能較差。

3.2 MPS液壓定加載磨煤機(jī)

上世紀(jì)八十年代后期，為提高磨煤機(jī)出力和性能，Babcock公司設(shè)計(jì)制造了MPS液壓定加載磨煤機(jī)，工作時(shí)采用液壓缸對(duì)物料施加連續(xù)的碾磨力，這是第二代MPS型中速磨煤機(jī)，磨煤機(jī)的加載方式采用液壓定加載方式。

該型磨煤機(jī)設(shè)計(jì)最大值碾磨壓力為450KN/m2。通過液壓系統(tǒng)可以方便地提高碾磨壓力，由此來增加磨煤機(jī)的出力。該型磨煤機(jī)主要在加載系統(tǒng)上進(jìn)行了改進(jìn)，施加碾磨力是通過三個(gè)液壓缸進(jìn)行的，彈簧加載磨煤機(jī)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?dú)庑钅芷魉〈?，磨煤機(jī)配套有液壓站，為三個(gè)加載油缸提供碾磨壓力。

碾磨壓力的調(diào)整可在液壓站上進(jìn)行，在出力較低時(shí)，可將碾磨力調(diào)到較低值，以減輕碾磨件磨損，降低設(shè)備功耗;當(dāng)出力較高時(shí)，同樣可以增加碾磨壓力來增加出力。碾磨壓力的調(diào)整是通過人工進(jìn)行的，不能隨系統(tǒng)負(fù)荷自動(dòng)改變。

雖然磨煤機(jī)采用了液壓加載系統(tǒng)，可以提供更高的碾磨壓力使出力增加，但其在本質(zhì)上仍然是彈簧加載磨煤機(jī)的延續(xù)，并未實(shí)質(zhì)性的改變?cè)瓘椈杉虞d磨煤機(jī)中的不足之處，技術(shù)上沒有實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破。

3.3 液壓變加載反作用力技術(shù)的MPS型中速磨煤機(jī)

上世紀(jì)九十年代末、本世紀(jì)初，德國(guó)Babcock公司在MPS液壓定加載磨煤機(jī)的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行原理和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，推出了第三代產(chǎn)品-液壓加載第二代磨煤機(jī)，即帶液壓變加載反作用力控制技術(shù)的最新型MPS中速磨煤機(jī)，磨煤機(jī)的最大碾磨壓力為750KN/m2。

中國(guó)電建集團(tuán)長(zhǎng)春發(fā)電設(shè)備有限公司在引進(jìn)德國(guó)MPS型磨煤機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)的研發(fā)和設(shè)備結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，研發(fā)出最新的MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)，磨煤機(jī)的最高碾磨壓力達(dá)到750KN/m2。

MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)采用的液壓變加載阻尼控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)磨煤機(jī)的碾磨壓力與阻尼力同時(shí)存在并實(shí)現(xiàn)碾磨力與磨煤機(jī)出力自動(dòng)匹配，解決了磨煤機(jī)在高加載壓力下磨煤機(jī)振動(dòng)的難題，有效地提高了磨煤機(jī)的碾磨效率、降低了煤粉的循環(huán)倍率，磨煤機(jī)的出力增加35%以上。當(dāng)磨煤機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，適當(dāng)提高磨煤機(jī)的阻尼力、減小磨煤機(jī)的碾磨壓力，可保證磨煤機(jī)在煤層薄時(shí)仍能穩(wěn)定運(yùn)行，最小穩(wěn)定運(yùn)行負(fù)荷達(dá)到15%。同時(shí)當(dāng)磨煤機(jī)遇到鐵塊、木塊等不可被磨碎的物料時(shí)，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(huán)可排入排渣箱中，因此磨煤機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。磨煤機(jī)的基礎(chǔ)塊重量是設(shè)備本體重量的3倍，遠(yuǎn)小于老式磨煤機(jī)所需的本體重量5倍。當(dāng)磨煤機(jī)停機(jī)時(shí)，通過液壓阻尼系統(tǒng)將磨輥提升，同時(shí)電動(dòng)機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，可將磨煤機(jī)內(nèi)部的原煤通過刮板機(jī)構(gòu)排入到排渣箱中，有效降低了原煤發(fā)生自燃及煤粉發(fā)生爆燃的可能性，提高了磨煤機(jī)設(shè)備的安全性。

MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)是最新一代的MPS型磨煤機(jī)，磨煤機(jī)的基本出力和主要修正系數(shù)如原煤水分修正系數(shù)、可磨性修正系數(shù)、煤粉細(xì)度修正系數(shù)、原煤灰分修正系數(shù)等與老式MPS型磨煤機(jī)的出力修正系數(shù)完全不同，在設(shè)備選型計(jì)算時(shí)應(yīng)按照MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)的出力修正系數(shù)進(jìn)行選取。

由于MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)的出力比老式磨煤機(jī)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(jī)型號(hào)比老式MPS磨煤機(jī)型號(hào)要小2-3檔，電機(jī)功率小50-200kW，磨煤電耗低1-2kWh/t煤，有效地降低了磨煤機(jī)的磨煤電耗，以單臺(tái)600MW級(jí)機(jī)組為例，可為用戶節(jié)省一百多萬(wàn)元的運(yùn)行電費(fèi)，同時(shí)可減少CO2排放量近四千噸，節(jié)能減排效果明顯。

MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)加載壓力大，磨煤機(jī)出力大，對(duì)原煤的碾磨效率高，中國(guó)電建集團(tuán)長(zhǎng)春發(fā)電設(shè)備有限公司提出了采用中速磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)磨制高水分褐煤的技術(shù)方案，針對(duì)國(guó)內(nèi)具有代表性的霍林河、白音華褐煤進(jìn)行了磨煤機(jī)的理論計(jì)算及試磨試驗(yàn)，取得了極具價(jià)值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)進(jìn)行了針對(duì)性的技術(shù)改進(jìn)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，研發(fā)出了適用于磨制高水分褐煤的MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)，攻克了MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)對(duì)高水分褐煤的碾磨技術(shù)、煤粉干燥等難題。

通遼電廠三期工程1×600MW亞臨界空冷機(jī)組選用霍林河褐煤，設(shè)計(jì)煤的原煤水分為30.89%，機(jī)組配套中國(guó)電建集團(tuán)長(zhǎng)春發(fā)電設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)制造的MPS225HP-II型中速磨煤機(jī)，于2008年順利通過168小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行試驗(yàn)，MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)在實(shí)踐中證明了能夠成功磨制高水分的褐煤，同時(shí)也標(biāo)志著我國(guó)的MPS型中速磨煤機(jī)在磨制高水分褐煤的技術(shù)取得了突破的進(jìn)展，并獲得了成功。國(guó)內(nèi)某電廠2×350MW燃煤供熱機(jī)組選用中國(guó)電建集團(tuán)長(zhǎng)春發(fā)電設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)制造的MPS190HP-II型中速磨煤機(jī)，在實(shí)際運(yùn)行中選用烏拉蓋褐煤的原煤水分Mt達(dá)到了41.13%，設(shè)備運(yùn)行良好，這也充分體現(xiàn)了MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)磨制高水分褐煤的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和良好的設(shè)備性能。目前MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)已經(jīng)獲得了近70個(gè)褐煤項(xiàng)目，投入運(yùn)行60多個(gè)項(xiàng)目，設(shè)備運(yùn)行良好，有效地拓展了磨煤機(jī)的煤質(zhì)適用范圍。

MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)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(zhuǎn)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(nèi)。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(guān)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(yè)，有效地降低了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了磨輥檢修的時(shí)間，提高了檢修工作效率和工作的安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

MPS型中速磨煤機(jī)在我國(guó)應(yīng)用了30多年，其技術(shù)在我國(guó)也得到了新的發(fā)展，特別是采用全新技術(shù)的MPS-HP-II型中速磨煤機(jī)產(chǎn)品，是我國(guó)MPS型中速磨煤機(jī)技術(shù)水平最高的產(chǎn)品，使我國(guó)的MPS型磨煤機(jī)技術(shù)水平已經(jīng)與國(guó)際同類產(chǎn)品不存在技術(shù)代差，技術(shù)水平已經(jīng)進(jìn)入國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)行列，甚至在磨制高水分褐煤的技術(shù)上超過了國(guó)外同類產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

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