球磨机结构部件及其技术特点

球磨机结构部件及其技术特点1、筒体筒体是由一个钢板卷制的壳体和连接两端中空轴的铸钢端盖构成的。壳体和端盖内部装有高铬铸铁的衬板－护甲。壳体的厚度为28mm。筒体的有效长度5540mm、直径3750mm中空轴（又称耳轴）是一个空心体，随着筒体一起转动，用于送风、进煤、以及风粉混合物的排出。筒体的一端外部以销钉固定的方式固定有大齿轮，大齿轮用来接受电动机带动的减速机小齿轮传递的转动力矩，使磨煤机的筒体转动工作。筒体的外形如图3-6-3所示：磨煤机的驱动端称为驱动端，另一端被称为非驱动端，表示为非驱动端磨煤机筒体有以下结构特点：端盖和筒体采用对接焊，受力状态良好；筒体采用整体加工，保证同心度，使主轴承运行状态良好；筒体整体退火，消除焊接应力；焊缝探伤，保证焊缝的质量；衬板材料采用高铬铸铁、高锰钢及合金铸铁等。衬板采用特殊密封，螺母为高强度锁紧螺母，具有使用寿命长，密封性好等特点。在磨煤机的筒体上开有检修用的人孔，磨煤机停机时人孔所在的位置可能被停到不适合或不方便检修的位置，这时一般用点动磨煤机慢速驱动电机（盘车）的方法使处于停止状态的磨煤机筒体转到一个合适检修的位置，有利于打开人孔进行维修。磨机出厂还附带有一套磨煤机顶起装置，在磨煤机需要检修时，可将这套液压顶起装置放置在磨煤机筒体下部的钢筋混凝土结构的四个阶梯形支墩上，用液压的顶起装置通过磨煤机筒体的顶起支架将磨煤机筒体整体顶起。这套装置一般在磨煤机需要更换主轴承等类的检修工作时使用。顶起装置支架如图3-6-3中所示。用来放置磨煤机液压顶起装置的支墩如图3-6-4所示。安装大齿轮的筒体检修人孔端部凸肩和销孔安装大齿轮的筒体检修人孔端部凸肩和销孔磨煤机顶起装置支架图3-6-3磨煤机筒体外形磨煤机筒体磨煤机大齿轮磨煤机筒体磨煤机大齿轮固定大齿轮的销钉放置顶起装置的支墩大齿轮罩图3-6-4磨煤机筒体下方的放置顶起装置的支墩2、煤粉分离器及煤粉管煤粉分离器是制粉系统中必不可少的分离设备，其任务是对一次风从磨煤机中带出的煤粉进行分离，把粗大的煤粉颗粒分离下来返回磨煤机再磨，合格的煤粉通过煤粉分离器出口的煤粉一次风管到达锅炉的燃烧器供锅炉燃用。此外煤粉分离器的另一作用是用来调节煤粉的细度，以便在运行中当煤种改变或磨煤机出力（或干燥剂量）改变时能保证所要求的煤粉细度。1212345678图3-6-5双锥形重力离心式煤粉分离器1、分离器出口煤粉管2、折向门调节机构3、折向门4、外锥体5、内锥体6、内外锥体的检修人孔门7、分离器外壳8、内锥体底部的分流装置煤粉分离器的种类繁多，各类分离器的结构和工作原理有较大的差异，河曲二期制粉系统所应用的煤粉分离器属于双锥体结构的重力离心式煤粉分离器。这种分离器的优点在于圆环形的缝隙结构，能使锥体全周向均匀而连续排粉、出粉细度高、调节幅度宽广、适用于烟煤、贫煤和褐煤、可配用各种磨煤机、应用范围广；缺点是结构较为复杂，阻力较大。分离器的外形如图3-6-5所示。双锥体式煤粉分离器的工作原理可以概括为以下四个方面：a、初步分离（重力分离）即粗颗粒煤粉在上升过程中由于一次风的托浮力不足在自身重力的作用下回落到磨煤机中；b、一次分离（撞击分离）即粗颗粒煤粉由于惯性较大不易改变运动方向，因上升过程中撞击分离器内锥底部分流锥体而改变方向，回落到磨煤机中；c、二次分离（离心分离）即经过折向门之后的煤粉气流形成漩流，粗颗粒的煤粉由于惯性大在离心力的作用下靠近内锥体内壁，这部分煤粉因受一次风托浮力小而沿分离器内锥体内壁落下回到磨煤机中；d、摩擦浮升即撞击下落的粗颗粒煤粉在下降过程中因与上升煤粉气流摩擦而被破碎，部分煤粉颗粒在回磨煤机的途中粒度已经变小重新上升到分离器进行分离。工作原理如图3-6-6所示：折向门是处于分离器内锥上部（外锥内部）的一圈角度可调的叶片，其作用有二：其一是使煤粉气流通过后形成漩流以便于煤粉的二次分离；其二是通过调节折向门的角度可以调节煤粉细度。河曲二期的每台煤粉分离器内部共安装有36片折向门叶片，在分离器的外部安装有36只用以调节折向门角度的手柄，每只手柄上都有指针式角度指示器。每片折向门叶片应单独调整，各叶片之间没有联动铰链。叶片角度应在磨煤机投运前调整好，正常运行中不做调整；调节叶片角度时，应保证各叶片角度相同。分离器内锥中的煤粉气流是旋流形的，大颗粒的煤粉在分离器内锥内壁上做快速的旋流运动对分离器的内锥内壁造成强烈的磨损。为了减轻这种磨损对内锥内壁的影响所以在内锥的内壁加装耐磨水泥衬套，如图3-6-6中12所示。煤粉管是分离器出口的风粉混合物被一次风吹往燃烧器的通道。在煤粉管的根部装有气动煤粉隔离闸门，称为磨煤机出口气动关断挡板。每台煤粉分离器出口装有两根煤粉管，分别去往同一层的两个燃烧器。磨煤机出口气动关断挡板受控于磨煤机启停功能组中的程序，这一点在下面的一节中将详细介绍。应该指出的是煤粉管在锅炉周围有的管段是水平布置的，这样将使其产生内部积粉的可能。内部一旦发生积粉不仅仅影响磨煤机的出力，而且还会带来自燃、爆炸等事故隐患。这种情况在介绍煤粉的小节中已作介绍这里不再赘述。1112111210410432895671图3-6-6分离器的工作过程、折向门、分离器内锥内壁的防磨衬片1、磨煤机出粉2、煤粉未进入分离器的初步分离3、煤粉在分离器内外锥之间的一次分离4、折向门5、煤粉在进入折向门之后煤粉形成的旋流6、煤粉在内锥中的二次分离7、二次分离后细度不合格的煤粉从内锥体底部的分流装置处流出8、经分离后细度不合格的煤粉经回粉管回磨煤机9、煤粉管10、细度合格的煤粉经煤粉管去燃烧器11、分离器的折向门外形12、分离器内锥内壁的耐磨水泥衬套在煤粉管上除了磨煤机出口气动关断挡板外还有一个较为关键的部件即均粉孔板，均粉孔板安装在磨煤机出口气动关断挡板之后。由于每根煤粉管所对应的燃烧器布置位置与分离器的距离不尽相同，所以每台分离器出口的两根煤粉管是长度不同的，与之对应的是每根煤粉管对于风粉混合物的阻力也是不同的。安装均粉孔板的目的就在于在调试时将同一分离器出口的两个均粉挡板置于不同的开度，以使同一分离器出口的两根煤粉管对于煤粉的阻力一致，从而使分离器排出的煤粉在两根煤粉管之间得到均匀的分配。3、回粉管回粉管是分离器中分离出的细度不合格的煤粉返回磨煤机的通道。回粉管较细，为保证回粉的畅通，回粉管的坡度要符合要求。回粉管的上端接于分离器之下，下端连接到中空轴端部的原煤下落管，细度不合格的煤粉由回粉管的下端与从给煤机下落的原煤混合经螺旋输送器进入磨煤机筒体重新磨制。在回粉管的中部安装有逆止锁气器。该逆止锁气器的结构是由一片挡板通过铰链的方式悬挂在回粉管的内壁上。锁气器的作用是当返回的煤粉达到一定数量时，将通道打开使煤粉通过，当锁气器上面的煤粉数量减少到一定程度时关闭，防止磨煤机内的一次风未发挥携带煤粉的作用而直接“短路”进入分离器；同时一次风的“短路”也将造成一部分煤粉在磨煤机与分离器之间做不必要的循环，增加磨煤机的电耗降低系统的效率。4、传动机构双式球磨机的传动机构包括辅传电机、离合器、主电机、主副减速机、大小齿轮、各部分之间的对轮以及这些设备的相关组件。传动机构是磨煤机筒体运转的动力来源。如图3-6-7所示。辅传电机的作用相当于盘车，也称为磨煤机的慢速驱动装置。该装置通过超越式离合器（斜齿离合器）与磨煤机主轴相连。当磨煤机正常运转时，离合器能使副减速机与磨煤机主电机轴可靠断开。但在停机时这套慢动装置可以带其载荷使磨煤机继续缓慢旋转，以使磨机筒体内煤的温度保持均衡，避免火灾等事故的发生。另外慢速装置也使磨煤机的检修时转动磨煤机更为方便。辅传电机选用15KW的交流380V三相异步电动机，绝缘等级为F级、防护等级为IP54、电动机转速为1460r/min。沈重厂选用的主减速机是SEW公司生产的的齿轮式减速机，传动比6.83、传动方式为平行轴圆柱齿轮传动。该减速机配有单独的润滑油系统。SEW减速机压力润滑油采用SHELL/MOBIL/BP型号润滑油。压力润滑系统配备有：油泵、过滤器（可视油污染指示器）、油冷器、温控水阀、压力表、水温表、压力安全阀、压力开关。润滑系统外部连接：油泵电机、压力开关控制、进出水口连接。1212345678图3-6-7双式球磨机的传动机构1、辅传电机2、斜齿型离合器3、主电机4、主减速机5、小齿轮轴承6、小齿轮罩（内有小齿轮）7、大齿轮罩（内有大齿轮）8、副减速机5、中空轴及螺旋输送器如图3-6-8所示：中空轴（亦称耳轴）是磨煤机筒体、钢球护甲等本体部件重量的主要承载部件，中空轴及螺旋输送器等部件又是磨煤机入口一次风、出口排粉、入口落煤的枢纽部件。中空轴与磨煤机本体采用焊接的方式连接成为一个整体，内部的中心圆管是通过磨煤机筒体端盖上的辐条与筒体之间连接的，同时筒体也通过辐条将转动力矩传递给中空圆管，使其与筒体以同样的角速度转动；耳轴被磨煤机的主轴承支撑，为保证耳轴与主轴承之间的良好的润滑和冷却，每套制粉系统专门配装一套高低压润滑油系统（高低压润滑油系统方面的知识将在下面的小节中介绍）。51251234678910111213147161715图3-6-8中空轴和螺旋输送器1、中空圆管的端部支撑轴承2、一次风入口3、原煤落入料口4、风粉排出口5、密封风小室6、筒体压力和磨煤机基准料位管7、主轴承8、磨煤机筒体9、螺旋输送器10、筒体与中空圆管相连接的辐条11、螺旋输送器的固定铰链12、筒体高料位测点喷气口13、筒体低料位口测点喷气口14、中空轴15、筒体的高低料位差压管接口16、铰链的保护挡片17、中空圆管中空圆管是一次风进入磨煤机的通道，中空圆管通过筒体侧的辐条跟随着磨煤机筒体转动，中空圆管的另一端通过一个小轴被中空圆管端部支撑轴承支撑，支撑轴承安装在机座的一次风构件上。原煤入料口和磨煤机排粉口嵌套在一起成为内部分开表面结合的一个整体。原煤落入中空轴内后通过螺旋输送器的推动进入磨煤机筒体，在这一过程中原煤经过的是螺旋输送器与中空圆管之间的下部空间；而磨煤机筒体内细度初步合格的煤粉是在一次风的带动下，经由螺旋输送器和中空圆管之间的上部空间逆着螺旋输送器的推进方向从磨煤机中空轴端部的排粉口去煤粉分离器。这里须指出的是，当磨煤机筒体内的料位过高时会阻住螺旋输送器的下部空间原煤的进入，当煤位更高时会使整个螺旋输送器与中空圆管之间的所有空间被煤充满，从而使原煤无法再进入磨煤机筒体。所以磨煤机的料位调节是磨煤机运行中的至关重要的问题。螺旋输送器亦称绞笼，是由法国ALSTOM公司生产的原部件。螺旋输送器与中空圆管用短链连接，使螺旋输送器的叶片有较好的挠度。链条前方设有尖角形的挡板，用以保护链条；另外对煤块和大块的异物起到助推的作用，使输送器对大块物料的适应性好，防止堵煤。输送器与中空轴的密封盖采用进口的密封部件。推进器的轴承部位引入密封风，确保煤粉不泄漏，保证良好的密封。螺旋叶片采用进口耐磨钢板制作，抗磨蚀性好，强度高，柔性好。截面大，结实耐用寿命长。6、混料箱1212345图3-6-9混料箱1、回粉管接口2、原煤落入口3、混料箱4、不锈钢叶片5、旁路风入口混料箱安装在给煤机下出口挡板之后，是用来干燥原煤的旁路风与给煤机出口的原煤的混合之处。旁路风进入混料箱后从四周吹入落煤筒将原煤进行烘干。混料箱的内部采用不锈钢的叶片，落煤管采用不锈钢板做内衬，有效地阻止了原煤的粘贴，避免阻塞。混料箱的外形结构如图3-6-9所示。7、主轴承主轴承采用高低压润滑油系统，高压油注入轴瓦与中空轴的间隙中，形成高压油膜，可以避免轴瓦和中空轴的直接接触。低压油从中空轴上方喷淋至中空轴上，使中空轴有良好的润滑。中空轴坐落在主轴承的轴瓦上，该轴瓦固定在可以调整基准线误差的球面轴承座上，使轴承具有良好的调心功能。球面瓦采用水冷却，保证轴瓦的正常运行温度。在主轴承中装有测温度的热电偶，可时刻检测主轴承的温度，防止温度过高，避免出现抱轴、拉伤等事故的发生。主轴承中还设有盛油槽，可以满足在断油的情况下仍能确保主轴承与巴氏合金衬瓦短时间内形成油膜，保证磨煤机安全的情况下停机。当主轴承金属温度超过55℃时会发出轴瓦温度高报警。磨煤机筒体的驱动端有固定大齿轮的凸肩，这一凸肩镶嵌在大齿轮轮毂根部的凹槽内，两者之间通过销钉连接的方式铆接在一起。传动机构的小齿轮与大齿轮啮合在一起，小齿轮将传动机构的转动力矩传给大齿轮，大齿轮再带动磨煤机筒体转动。磨煤机的大小齿轮专门配设一套喷射周期可变的润滑油喷射系统，该系统有专门的油站来提供油源。二期制粉系统属于正压式制粉系统，因此运行中由于密封风压不足会造成磨煤机漏粉，悬浮状态的煤粉将会污染大小齿轮的润滑油，另外转动部件的直接裸露也会给安全生产带来诸多的不利因素，为防止以上情况的发生，在大齿轮和小齿轮的外面封有齿轮罩来保护大小齿轮，齿轮罩通入密封风，使齿轮处于微正压和相对封闭的工作环境之中。1212图3-6-10磨煤机主轴承1、盛油槽2、热电阻8、大齿轮及大齿轮罩（b）（a）（b）（a）图3-6-11磨煤机大齿轮与大齿轮罩（a）磨煤机大齿轮轮毂（b）磨煤机大齿轮罩9、料位测量装置如何知道磨煤机在运行中的装煤量呢？通常有三种方法可以采用：即磨煤机电动机电耗（观察磨煤机主电机电流）、通过对磨煤机发出的噪声的测量（电耳）以及通过压差探管（△P）。上述三种方法中其前两种为间接测量法，唯有第三种方法属于直接探测磨煤机内的煤位情况。目前国内外最常用的方法是后两种，河曲二期的磨煤机料位测量系统亦是如此。噪声煤位的测量：采用这个方法来评估磨煤机是否达到了最佳的装煤量，主要是利用磨煤机运行中发出的噪音来判断磨煤机中的装煤量。该测量系统虽有器具简单维护方便、系统与磨煤机研磨回路相对独立等优点，但在运行中装置的输出会随着磨煤机出力的改变而产生非线性误差，仪表中需采用线性化电路加以解决。当原煤的颗粒增大时，噪音会减小，特别是在磨机负荷较低时，原煤颗粒的大小对噪音的影响可达10％左右，此时应通过负荷对噪音进行补偿。如图3-6-12所示为电耳料位测量回路原理示意图。图3-6-12电耳料位测量原理示意图电耳装置安装在磨煤机就地隔音罩内，该回路将磨煤机运行发出的噪声转变成可供控制给煤机转速的磨煤机筒体料位信号，这个回路只能在磨煤机初启动时作为建立初始料位的一个粗调信号。压差料位的测量系统：为保证磨煤机的一次风流量与磨机的出煤量之间保持线形关系。磨煤机输出的风煤比必须保持恒定，而风煤比在很大程度上取决于磨机内的装煤量。为了更为精确地测量磨煤机的筒体料位，以便调节给煤机转速，使磨煤机筒体料位保持在基本稳定的水平进而保证磨煤机出口风煤比的恒定，在磨煤机已建立初始料位后料位测量系统可自动切换为压差测量的方式。该方式的工作元件是三根伸入磨煤机筒体的压缩空气的探管。探管系统利用的是低速喷射气流的原理，流量控制器维持测量管内有一低速气流，管中的压力取决于管外流体的比重，以及喷射点与自由大气之间的距离h，即压力P为P=wh，当“液面”不是处于大气压下而是在正压容器内，那么可采用压差测量流体“液面”的高度。磨煤机的两侧端部有三根压缩空气管用来以差压的原理测量筒体料位称为料位差压管，如图3-6-13所示，其中一根探管（基准料位管）置于粉状燃料之上，另两根（高、低料位管）的开口置于螺旋输送器的里侧，高低料位管与基准料位管之间的压差代表了上下探头之间的平均煤粉浓度（即料位），测量系统为保证每根探管的的通畅，防止阻塞，设置了一套专用的压缩空气料位管吹扫系统，定时对磨煤机料位管进行清理和吹扫。料位管的测控与吹扫压缩空气系统如图3-6-13所示。图3-6-13磨煤机料位测控与料位管吹扫系统