风扇磨煤机的工作原理及应用

风扇磨煤机的工作原理及应用1.1.1风扇磨煤机的工作原理及结构风扇磨煤机属高速磨煤机，其结构形式与风机相似。它由工作叶轮和蜗壳形外罩组成，叶轮上装有8～12个叶片，称为冲击板。蜗壳内壁装有护甲。磨煤机出口为煤粉分离器。根据煤种不同，风扇磨煤机分为两系列：S型适用于水分大于35%的软褐煤和老年褐煤如图2-25；称为烟煤型风扇磨；N型适用于水分大于35%的软褐煤和木质褐煤，称为褐煤型风扇磨；如图2-26。两者在结构上的主要差别在于其蜗壳张开度大小不同。张开度是指蜗壳与叶轮之间最大间隙与叶轮半径之比。S型的张开度小，N型的较大。这是为了适应原煤水分蒸发成水蒸汽后在蜗壳内能有合适的环向流速将煤粉输出蜗壳。图2-25S型风扇磨煤机1—分离器；2—加料门；3—机体；4—叶轮；5—轴承箱；6—联轴器；7—底座；8—电动机；9—冲击板；10—护甲图2-26N型风扇磨煤机1—叶轮；2—冲击板；3—干燥剂和原煤入口；4—铁块收集箱；5—粗粉回流口；6—分离器；7—分离器调节挡板；8—电动机风扇磨煤机中，煤的粉碎和干燥同时进行，而彼此又相互影响。磨碎过程既受机械力作用又受热力作用。叶轮对煤粒的撞击、煤粒与叶片表面的磨擦、运动煤粒与蜗壳上护甲的撞击以及煤粒之间的撞击均属机械作用；热力作用表现在磨煤机内，磨煤机内煤粒是被数量较大且有较高的相对速度的高温介质所干燥的。干燥的结果使煤粒表面塑性降低，易于破碎，甚至在干燥过程中就有部分煤粒自行碎裂。随着撞击破碎和爆裂，煤粒表面积增大，使干燥过程进一步深化，更有利于破碎，与其他磨煤机相比，煤粒在风扇磨内大部分处于县浮状态，干燥过程中十分强烈，因此它最适合于磨制高水分褐煤和烟煤。根据燃料水分的不同，可采用热风（单介质），热风与高温炉烟（二介质）以及热风与高、低温炉烟（三介质）混合物作为干燥剂。高温炉烟抽自炉膛上部，低温炉烟取自干式除尘器之后。风扇磨煤机本身能同时完成燃料的磨碎、干燥、干燥介质的吸入及煤粉的输送等过程。它既能磨煤又能鼓风送粉，故可使制粉系统简化。另外还有结构简单尺寸小，金属消耗量少等优点。目前风扇磨煤机运行中的主要问题是磨损较严重，检修周期短。磨煤机部件磨损后，磨煤机出力明显下降，煤粉质量相应变差。还可能因磨损不均而造成动态不平衡，从而导致松动加剧。引起磨损的主要原因之一是煤中混杂的硫化铁块和石英砂。由于它们硬度高、密度大、磨煤过程中很难被磨碎，这些颗粒在磨煤机和分离器之间浓聚循环，直到被磨得很细时，才被气流从分离器中带出。在循环磨细的过程中，它们以高速冲击、磨蚀硬度比它们低很多的金属磨煤部件，导致冲击板、叶轮、护甲和分离器严重磨损。除此之外，运行参数（磨煤出力，通风量等）、分离器特性、磨煤部件的材质和结构等因素也对磨损速度有一定关系。1.1.2运行条件对风扇磨煤机工况的影响风扇磨煤机具有自行吸入和输送干燥介质的能力。所以，它起到风机的作用。但其运行工况又不同于风机，因为同时还进行着燃煤的干燥和磨碎过程，从而极大的改变了磨内的工作条件：⑴原煤在磨内干燥时干燥剂温度大幅度降低（达200～500℃）煤中水分蒸发大量析出，前者使干燥剂体积缩小，后者则使其增大。而温降的幅度和水分的蒸发量又决定于干燥剂的初温、煤的初始水分和粒度以及煤粉的细度等因素。⑵煤的粒度和干燥介质的密度在磨碎和干燥过程中不断变化。⑶由于分离器和磨煤机组合成一个整体，因此回粉量的多少和分离器挡板的开度都对磨煤机的内在阻力有影响。由于上述原因，风扇磨煤的工作特性与其在冷态下用纯空气测定的通风特性有显著的不同。就整体制粉系统而言，其工作特性又与管道的流动阻力有关，即系统的通风量是风扇磨压头一通风特性线与管道阻力特性线的交点。这一交点随着介质密度和煤粉浓度的变化而变化，图2-27定性的表示了这些因素的影响。图2-27风扇磨典型的压头一通风量特性线及管路阻力特性线运行条件对风扇磨煤机工况的影响可归纳如下：⑴干燥介质温度降低时，其密度增加，风扇磨压头升高，而管道内的压力损失也增大，系统通风量不变，但耗电量增加；⑵给煤量（即磨煤机出力）增加时，煤粉浓度增高，磨煤机内阻力增加，风扇磨压头降低，管道内压力损失增大，系统通风量降低，耗电量增大。图5-3表示了这些影响，其综合结果是磨煤机给煤量越大，系统通风量越小。这是风扇磨煤机不同于风机的一个重要特点。1.1.3风扇磨煤机对煤种的适应范围风扇磨煤机属于高速转动的磨煤机，其破碎方式以高速撞击为主，因而在磨煤过程中会产生强烈的冲刷磨损。冲击板的磨损及其使用寿命与煤的磨损指数Ke关系甚大，所以煤的磨损性质就成为风扇磨选型的重要依据。根据风扇磨机在国内使用情况，电厂设计中对于磨损指数Ke≤3.5的褐煤，