MS-H-ⅡⅡ型中速磨技术和性能介绍

MPS-HP-Ⅱ型中速磨技术和性能介绍

长春发电设备有限责任公司

MPS-HP-Ⅱ型中速磨是德国Babcock公司在20世纪末推出的新产品。该系列产品吸取了其它中速磨种的优点，保留了MPS磨自身特点，特别是通过采用先进的液压变加载反作用力控制系统，提高了磨煤机的碾磨压力（由350kN/m2增至750kN/m2）及转速（提高20%）。使磨煤机的性能更优越，结构更合理，控制更有效。1.MPS-HP-Ⅱ型磨煤机技术来源

我公司于2003年2月在德国与巴高克博希格公司就其代表最新技术的MPS-HP-Ⅱ型磨煤机的制造专有技术转让事宜进行了洽谈，并签定了专有技术转让合同（合同号：03IJBJGB/000003GR）。我公司所使用的德国BABCOCK公司最新MPS磨煤机技术，其性能是由德国BABCOCK公司来保证的，产品的制造图纸、工艺文件、选型计算、设计、制造标准，都是由德国BABCOCK公司提供的。且在2003年至2013年的十年中，我公司可免费共享德国BABCOCK公司在MPS-HP-Ⅱ型磨煤机的任何技术发展资料。

2.MPS-HP-Ⅱ型磨煤机性能特点工作效率更高，与同尺寸的老式MPS磨机相比，出力提高达20~50%。从而降低了设备的制造钢耗及运行电耗；低电耗，尤其是低负荷运行时效果显著；采用新型液压反作用力控制系统有效地避免了磨机在运行过程中的振动，使磨机基础与本体重量比由5：1降低到3：1，从而节省了部分基建费用；磨煤机高度降低，占地面积小，便于在锅炉房内的布置。从而节省了锅炉厂房的基建费用；结构合理，运行备件费用低，同时也降低了检修的人工强度。自动化控制水平高，出力调解范围广，低达额定负荷的15%；响应锅炉负荷变化迅速，适应电站调峰要求能力强；针对运行负荷及煤质的不同，液压加载控制系统可自动产生最佳的碾磨力；防爆控制水平高，确保运行安全；磨煤机可自动进行清扫；MPS磨煤机能实现空载起动；3.MPS-HP-Ⅱ型磨煤机结构改进配有液压翻辊装置，磨辊可以翻出检修，使维护简单化。采用旋转风环，使喷口处的风速趋于均匀、减轻了风环磨损、延长了寿命，并降低了通风阻力。磨盘由分体式改为一体式结构，增加了磨盘的强度。采用了新型煤粉分配器，使煤粉的分配更均匀。磨辊衬套及磨盘衬瓦均采用Gx260CrMoNi20（德国）牌号的耐磨材料制造，提高使用寿命。改变了磨辊与磨盘的配合型线，提高了碾磨效率。4.MPS-HP-Ⅱ型磨煤机工作原理MPS磨煤机主要用于燃煤电站直吹式制粉系统，应用于碾磨烟煤、高水份的烟煤和褐煤。原煤通过磨机中部落煤管进入磨机中，由磨盘转动所产生的离心力使煤均匀的进入磨盘轨道中。通过磨盘带动的三个均匀分布在磨盘圆周上的磨辊的转动，将煤在磨辊及磨盘间碾压成细粉，在离心力的作用下溢出磨盘，干燥剂由磨盘带动的旋转喷嘴环以70～90m/s速度进入磨机，对原煤干燥的同时将磨碎的煤粉输送至分离器中分离，合格的煤粉进入炉膛燃烧，大粉返回磨中重新磨制。煤中的石子煤﹑铁块等通过喷嘴环掉到下架体上被刮板清入排渣箱中，排除磨外。1锥齿轮行星减速机KPV2基础3下架体4下架体密封环5中架体6分段式的磨盘7磨盘支座8旋转喷嘴环9磨辊10刚性加载架11摆动铰接点12摆动调整装置13液压拉杆14静态分离器SLK15热风入口16电机17可调式分离器叶片18密封风管道19煤粉分配器图1.带液压加载反作用力控制系统的MPS磨煤机

5.MPS-HP-Ⅱ型磨煤机结构及运行特点

MPS磨煤机属于外加力式磨煤机，碾磨原理与传统的轮碾式磨完全相同。为减小磨料的粒径所需要的碾磨压力是由外部传输进来的。与其它相似类型的外加力式磨煤机进行比较，其用于碾磨的辊子径向是可以摆动的。这样，在碾磨过程中，碾磨力不是被传输到磨机壳体上，而是通过加载部件直接作用在基础上。通过摆动调整装置，可使外来的异物在径向方向很容易的被排出。1加载架2摆动调整装置3切向支撑4拉杆5带蓄能器的液压缸图2液压加载系统

5.1液压变加载反作用力控制系统液压加载系统由3个液压缸组成，见图2，每个液压缸带有一个拉杆平行地工作，拉杆向下拉动刚性加载架。这样，连接于加载架上的磨辊对磨盘上的煤层施加压力。MPS磨煤采用液压变加载系统，这种系统的液压碾磨力是可调的，在不同工况下均可调节到相应的最佳碾磨力。当煤质发生变化或负荷快速变化时，碾磨力可以快速调节，这样液压变加载使磨煤机有更好的运行条件，并且随着煤质的改变，能够进行快速的调整。因此，具有液压变加载系统的磨煤机能适应发电厂锅炉运行负荷的快速变化。在磨机运行过程中，由于煤中的大块物料导致系统超压，多余的压力储存在蓄能器中，系统压力低时再进行压力释放返回系统中，如此靠蓄能器来减小由于意外负荷造成的冲击。

在图3中示意性的描述了液压变加载反作用力控制系统的原理。液压缸8能同时在缸的无杆腔和有杆腔获得压力油。两股油流是连续的，在碾磨压力控制阀6和反作用力控制阀5的作用下返回到油箱中。电气控制单元16控制比例溢流阀6使有杆腔油压达到设定的压力值。在碾磨压力增加时，控制阀开口减小，同样，在碾磨压力减小的情况下会使阀开得更大。在反作用力一侧，油箱上的三个活塞端部都直接安装了带有溢流阀4的压力蓄能器9。1油箱2油泵3电机4溢流阀5比例溢流阀6比例溢流阀7节流阀8液压缸9蓄能器10单向阀11双筒滤油器12空气过滤器13冷却器14冷却水电磁阀15截止阀16电气控制单元图3.液压变加载反作用力控制系统原理图

5.2可空载载和带带载启启动当空载载启动动磨煤煤机时时，在在启动动主电电机之之前的的瞬间间，液液压系系统产产生的的反作作用力力大于于碾磨磨力，，磨辊辊被提提升，，在磨磨辊与与煤层层之间间没有有任何何接触触的情情况下下实现现“软软启动动”。。因此此，磨磨煤机机电机机、减减速机机及磨磨辊中中的轴轴承实实现了了无负负荷启启动。。当带载载启动动磨煤煤机时时，液液压系系统产产生的的碾磨磨力大大于反反作用用力，，磨辊辊不提提升，，在磨磨辊与与煤层层之间间有接接触的的情况况下启启动。。因此此，磨磨煤机机电机机、减减速机机及磨磨辊中中的轴轴承是是有负负荷启启动。。由于选选用了了特种种电机机，因因此可可同时时满足足空载载和带带载两两种启启动方方式。。图4比较了了弹簧簧加载载及液液压加加载磨磨煤机机的两两种启启动转转矩曲曲线。。由于液液压加加载磨磨煤机机具有有空载载启动动特性性，液液压加加载磨磨煤机机电机机启动动负荷荷比弹弹簧加加载磨磨煤机机要低低得多多。因因此具具有反反作用用力控控制系系统的的MPS磨煤机机可以以使用用标准准的电电机进进行驱驱动。。图4.弹簧/液压加加载的的MPS磨煤机机启动动转矩矩曲线线的比比较5.3对磨煤煤机自自动清清扫功功能通过液液压系系统将将磨辊辊从磨磨盘上上提升升起来来，可可以自自动清清除磨磨煤机机中的的煤—例如在在紧急急停机机的情情况下下（见见图6）。在在这种种情况况下，，压力力油进进入各各油缸缸活塞塞末端端，这这样，，通过过拉杆杆将带带着磨磨辊的的加压压架提提升起起来。。在主电电机的的驱动动下，，大部部分磨磨机中中的废废料将将通过过喷嘴嘴环和和热风风入口口管道道被自自动排排入废废料箱箱。磨煤机机磨盘盘及热热风管管道处处自动动排渣渣后的的情况况如图图5a及图5b所示。。根据据“紧紧急停停机””之前前的磨磨煤机机的负负荷情情况，，废料料箱应应人工工清理理。图5a.自动清清扫后后的碾碾磨部部件图5b.自动清清扫后后的热热风入入口1升起的磨辊/加压架2在磨盘上的煤堆3磨盘及带清扫装置的磨盘支座4在热风入口处的煤堆绝大部部分维维修工工作都都可通通过液液压系系统进进行，，而不不必将将磨辊辊拆下下来。。如与与磨辊辊连接接部分分的维维修，，运行行后期期磨辊辊的更更换与与安装装，用用高铬铬焊材材对磨磨辊进进行堆堆焊等等。图6.磨辊提提升后后的煤煤堆清清扫5.4响应锅锅炉负负荷变变化迅迅速为了适适应锅锅炉运运行负负荷的的改变变，通通过液液压反反作用用力控控制系系统磨磨煤机机碾磨磨力可可以快快速调调整，，在短短时间间内迅迅速增增加出出粉量量，有有效的的提供供锅炉炉燃烧烧所需需燃料料。图7描述了了MPS磨煤机机在所所有可可变因因素（（给给煤量量，一一次热热风，，煤粉粉细度度等））恒定定的条条件下下，磨磨煤机机负荷荷和碾碾磨压压力变变化的的理想想曲线线。出粉量量相对对于完完全恒恒定条条件有有一个个快速速变化化过程程，这这个变变化是是通过过碾磨磨力使使其迅迅速变变化而而获得得的。。由于于出粉粉量这这一变变化不不是由由给煤煤量的的改变变所产产生的的，所所以不不需要要一段段延迟迟时间间。图7.变加载载导致致的负负荷快快速改改变过过程中中MPS磨煤机机的反反应5.5磨煤机机防振振动的的技术术措施施MPS-HP-Ⅱ型磨煤煤机采采用了了德国国Babcock公司最最新技技术的的液压压变加加载反反作用用力控控制系系统，，有效效地避避免了了在运运行过过程中中的振振动。。为了与与各种种边界界条件件相适适应，，如煤煤种范范围、、细度度、干干燥度度和硬硬度，，德国国巴高高克开开发了了反作作用力力控制制系统统。图图8描述了了反作作用力力控制制系统统的工工作原原理。。磨煤机机的加加载力力来自自碾磨磨部件件（辊辊子、、加载载架和和拉杆杆）的的静重重和外外部的的作用用力。。外部部作用用力主主要是是由作作用在在液压压缸有有杆腔腔的油油压（（碾磨磨压力力）产产生的的。反反作用用力是是由无无杆腔腔的油油压（（反向向压力力）产产生的的，能能有效效地吸吸收在在运行行过程程中因因碾磨磨压力力部分分卸载载或碾碾压过过程中中磨辊辊突然然的垂垂直运运动而而产生生的振振动。。实际上上，MPS磨煤机机的振振动只只是在在垂直直方向向，上上面解解释的的工作作原理理可以以确保保有效效的避避免振振动这这种现现象。。为了提提升整整个加加载系系统，，液压压缸无无杆腔腔的压压力要要比有有杆腔腔的压压力大大得多多。因因此，，能够够将磨磨辊从从碾磨磨面上上提升升起来来。碾磨力力与反反作用用力之之间的的关系系，如如图9所示。。反作用用力控控制系系统使使在碾碾磨过过程中中的作作用力力（碾碾磨压压力-反作用用力））减到到最小小的值值，如如果需需要的的话，，甚至至也能能减小小磨辊辊的静静重，，在磨磨辊和和磨盘盘之间间保持持一个个稳定定的碾碾磨空空间，，无论论磨煤煤机的的负荷荷多大大，在在碾磨磨过程程中产产生的的振动动都可可以被被有效效地吸吸收。。在磨磨煤煤机机运运行行过过程程中中，，反反作作用用力力与与给给煤煤量量是是不不成成比比例例的的。。磨磨盘盘中中煤煤质质的的变变化化（（硬硬煤煤或或软软煤煤，，湿湿煤煤或或干干煤煤，，煤煤粉粉细细度度））会会间间接接影影响响反反作作用用力力与与给给煤煤量量的的关关系系图8液压压系系统统反反作作用用力力控控制制的的工工作作原原理理图9液压压加加载载磨磨煤煤机机的的碾磨磨力力/反作作用用力力控控制制在运运行行过过程程中中，，这这些些变变化化影影响响磨磨煤煤机机的的有有效效负负荷荷，，反反过过来来通通过过磨磨煤煤机机的的压压力力损损失失表表现现出出来来。。因因此此，，通通过过在在磨磨煤煤机机入入口口的的一一次次风风压压来来修修正正碾碾磨磨压压力力和和反反作作用用力力。。如果果有有必必要要的的话话，，例例如如在在煤煤质质从从很很硬硬到到很很软软的的情情况况下下，，碾碾磨磨压压力力和和反反作作用用力力之之间间的的关关系系可可以以在在控控制制室室内内进进行行有有效效地地控控制制。。通常常，，该该磨磨煤煤机机能能根根据据需需要要的的运运行行负负荷荷及及不不同同煤煤质质的的要要求求，，通通过过调调整整碾碾磨磨压压力力/反作作用用力力的的控控制制系系统统，，产产生生最最佳佳的的作作用用力力。。5.6磨煤煤机机最最小小出出力力及及运运行行和和控控制制由于于磨磨煤煤机机采采用用了了德德国国Babcock公司司最最新新技技术术的的的的液液压压变变加加载载反反作作用用力力控控制制系系统统，，液液压压加加载载力力可可根根据据磨磨煤煤机机出出力力要要求求，，通通过过自自动动调调整整碾碾磨磨力力/反作作用用力力的的控控制制系系统统，，可可快快速速的的产产生生最最佳佳的的加加载载力力。。因此磨煤煤机最小小出力时时，液压压加载力力也同时时达到最最小限定定值。且且在反作作用力控控制系统统的调解解下液压压系统能能够有效效地吸收收磨辊在在运行中中的振动动。所以以，即使使磨煤机机在其负负荷低达达15%的情况下下，磨煤煤机仍能能稳定运运行。但是，应应考虑在在运行中中使磨煤煤机保持持合适的的负荷系系数，以以延长磨磨煤机碾碾磨部件件的使用用寿命。。图10弹簧加载载/液压加载载磨煤机机的碾磨磨力运行行曲线5.7提高煤粉粉均匀分分布的措措施MPS-HP-Ⅱ型磨煤机机采用了了德国Babcock公司最新新研制的的新型煤煤粉分配配器及动动静分离离器，其其分配精精度得到到了很大大的提高高。考虑到不不同的燃燃烧器之之间所分分配的煤煤粉量不不同，德德国Babcock公司对磨磨煤机的的分配器器出口已已进行了了重新设设计。各各个煤粉粉输送管管道实际际上都延延伸到分分离器里里面的分分配器内内。在磨磨机设计计时，利利用CFD三维计算算机软件件操作系系统模拟拟运行工工况的方方法，来来选择分分配器的的出口。。德国Babcock公司对其其在Veltheim电厂安装装的MPS150HP-ⅡⅡ型磨煤机机的新型型煤粉分分配其性性能进行行了测试试，煤粉粉浓度分分配偏差差在3％和8％之间（（见图11）。图11.煤粉分布布5.8磨煤机防防爆、防防火和灭灭火措施施磨煤机运运行时，，分离器器出口风风粉混合合物温度度突然升升高并大大于120℃℃时，防爆爆蒸汽门门打开连连续通入入蒸汽进进行惰化化。在磨煤机机停机过过程中，，液压系系统产生生的反作作用力大大于碾磨磨力，磨磨辊被提提升，即即可对磨磨内煤粉粉进行自自动清理理，将其其排入排排渣箱内内以防自自燃。磨煤机停停机30分钟内即即可自动动对磨内内的存煤煤进行清清理，将将其排入入排渣箱箱内以防防自燃。。并连续续通入2~5分钟蒸汽汽进行惰惰化。当磨内及及排渣箱箱内温度度达到一一设定值值时，一一次风入入口及排排渣箱处处自动喷喷入冷却却水。磨煤机配配有CO在线监测测报警系系统，当当磨煤机机中的CO浓度达到到200ppm时，CO在线监测测、报警警系统发发出报警警信号，，防爆蒸蒸汽门打打开连续续通入蒸蒸汽进行行惰化，，直至CO浓度低于于危险浓浓度。6试验结果果Veltheim发电厂装装有四台台MPS170弹簧加载载磨煤机机，该磨磨煤机自自从1980年开始运运行，其其中的一一台于1999年被替换换成先进进的、具具有良好好性能的的MPS150型磨煤机机，该磨磨煤机带带有集成成的液压压自动调调整系统统（MPS150HP-ⅡⅡ），主要要是为了了在同样样条件下下进行效效率比较较。新的的碾磨系系统的设设计是基基于：在在运行过过程中，，其碾磨磨压力要要达到两两倍于现现有的弹弹簧加载载磨煤机机的碾磨磨压力。。在2000年初期成成功地投投入运行行后，进进行了两两种碾磨磨系统的的性能测测试。6.1磨煤机出出力图12是新型的的液压加加载磨煤煤机与弹弹簧加载载磨煤机机测试结结果的比比较。在运行过过程中，，当煤质质正常变变化时，，得到的的出力是是额定出出力（南南美产的的煤HGI=45~48，R90=12~30%）。在图中V9所显示的的是MPS170弹簧加载载磨煤机机的测试试结果，，精确地地证实了了过去巴巴高克博博希格公公司进行行弹簧加加载磨煤煤机设计计时，所所确定的的额定出出力是根根据现场场的大量量实验结结果而得得到的。。（绿色色条和线线）尽管新型型磨煤机机的安装装尺寸比比较小，，但运行行时的出出力（V1-V4;V7-V8）远远超超出了弹弹簧加载载磨煤机机的极限限，达到到的最大大出力与与MPS180弹簧加载载磨煤机机类似。。图13.在Veltheim电厂的性性能测试试与相同规规格的MPS150弹簧加载载磨煤机机进行比比较，在在性能测测试中证证明出力力要高出出60%（图14）。在相相同条件件下，与与以前的的MPS170弹簧磨煤煤机相比比，它的的出力超超出20%，在碾磨磨南美煤煤（或类类似的煤煤）时，，能进行行满负荷荷运行，，并且这这个裕量量将来可可以用于于提高碾碾磨的细细度、扩扩展煤质质的范围围或改善善负荷的的变化。。由于该出出力是由由型号上上小两个个等级的的新型液液压加载载磨煤机机达到的的，因此此对电厂厂现有磨磨煤机就就可以进进行改进进，而且且不存在在任何问问题。新新型磨煤煤机对