2钢球磨

京能集团运行人员培训 京能集团运行人员培训教程 BEIH Plant Course 钢球磨煤机 目 录 TOC \o "1-1" \h \z \u 1 教程介绍 2 2 钢球磨煤机设计技术要求 3 3 设备结构及工作原理 4 4 影响球磨机工作特性的主要因素 23 5 磨煤机的磨煤出力和消耗功率计算 28 6 球磨机运行操作 30 7 球磨机常见问题及处理方法 37 8 试题库 45 9 培训检测表 54 1​ 教程介绍 本教程详尽介绍了发电厂钢球磨煤机，包含了发电厂运行维护人员从事本系统相关工作所必须掌握的专业基础理论知识、系统的构成及相关联接、系统中各设备的工作原理、设备系统的启停操作及正常运行调整、节能经济运行方式、各种工况下巡回检查的内容及标准、设备检修维护时安全隔离要求及措施、作业危险因素的及防止、系统常见故障的分析处理、运行过程中的事故预想及演练、相关的定期切换及试验要求等内容。 教程编写过程中，参照了厂家资料，引用了相关的技术文献，并吸收了相关的技术法规，25项重点反事故措施要求的内容。 教程适应于从事钢球磨煤机运行维护各岗位人员，按照岗位技能及的要求，教程依难易程度内容分别标注了初级、中级、高级三个等级。初级为巡检岗位人员的必备知识，中级为主值以上岗位操盘人员要掌握的内容，高级为值长、专业工程师以上岗位人员的应知应会。 教程中附列了相关的培训检测表，用于员工学习培训进度、过程状态、掌握知识程度等重要信息。部分检测表需由负责培训的人员填写，作为员工从业资格的重要证明。 本教程为通用教材，各发电厂在实际使用过程中可根据自身设备特点做适当增减修改。 2​ 钢球磨煤机设计技术要求 2.1​ 钢球磨煤机型式、台数和出力按下列要求选择： 2.1.1​ 在燃用低挥发分贫煤、无烟煤、磨损性很强的煤种时，宜选用钢球磨煤机或双进双 出钢球磨煤机。 2.1.2​ 当选用双进双出钢球磨煤机时，不宜设置备用磨煤机，每台锅炉装设的磨煤机台数不少于2台，且应结合锅炉结构、燃烧器数量和布置型式确定；当采用“W”火焰锅炉时，300MW级机组每台炉宜配置4台或3台双进双出钢球磨煤机，600MW级机组每台炉宜配置6台双进双出钢球磨煤机。 2.1.3​ 钢球磨煤机贮仓式制粉系统，每台锅炉装设的磨煤机台数不少于2台，不宜设备用。 2.1.4​ 每台锅炉装设的磨煤机计算总出力（大型磨煤机在最佳钢球装载量下）按设计煤种不应小于锅炉最大连续蒸发量时燃煤消耗量的115%；按校核煤种亦不小于锅炉最大连续蒸发量时所需耗煤量。当1台磨煤机停止运行时，其余磨煤机按设计煤种的计算出力应能满足锅炉不投油情况下安全稳定运行的要求。必要时可经输粉机由临炉输粉。 2.1.5​ 当一台磨煤机停止运行时，其余磨煤机按设计煤种的计算出力应能满足锅炉不投油情况下安全稳定运行的要求，必要时可经输粉机由邻炉来粉。 2.2​ 中间储仓式制粉系统的钢球磨设计要求 2.2.1​ 在热风送粉制粉系统，选择钢球磨煤机的型号时，磨煤机的出力余量不能太大，以使磨煤机尽量在满负荷下运行并可以使磨煤机通风量满足锅炉三次风量的要求。 2.2.2​ 在热风送粉制粉系统，钢球磨煤机的通风量应按最佳通风量设计和运行，此通风量一般大于贫煤和无烟煤锅炉的三次风量，因此系统中应有再循环风，以满足磨煤机通风量和锅炉三次风量的匹配。再循环风量为磨煤机通风量的10%～50%。 3​ 设备结构及工作原理 3.1​ 钢球磨煤机组成 钢球磨煤机主要由料斗、轴承部、传动部、转动部主要部件与隔声罩、电动机减速机、棒销联轴器和基础部等辅助部件组成，并且配有辅机。转动部即大罐是钢球磨煤机的主要组成部分，它是由一定厚度钢板焊接而成的筒体与两个端盖组成。端盖上有空心轴劲，大罐以空心轴劲支于主轴承上。大罐简体部分和端盖都装有耐磨钢板作内衬，如下图所示。大罐筒体部分的内衬由波形衬板(亦称为衬甲)组合而成，通过固定楔和拧紧楔所形成的横向压力牢固地把简体衬板压紧在筒体上。衬板构成有规律的波形，来提升钢球和燃料，使钢球有规律的均匀运动并阻碍下滑。端盖衬板由内外两排扇形衬板组成，外端衬板有加强筋。为了允许衬板在受热以及钢球和燃料的冲击下的自由膨胀，在衬板之间留有一定的空隙。 图4—1 钢球磨煤机制粉新系统 钢球磨煤机最突出的优点是煤种适应性广，运行安全可靠，维修较方便。对磨制煤种的可磨性指数和磨损指数没有任何限制。它可磨制包括褐煤在内的所有煤种。特别适合于磨制无烟煤及磨损指数Ke＞3.5的煤种。这是因为：无烟煤煤粉着火温度高，要求煤粉细，而且制粉系统设计要求热风送粉，采用其他类型磨煤机都难于达到燃烧要求的煤粉细度；另外，磨损指数的Ke＞3.5煤种，磨粉时对金属的磨损大，研磨件的寿命低，采用钢球磨煤机时虽然钢球磨损大，但钢球装卸和运行中补充都方便，钢球磨损对正常运行影响甚微，因而，此时钢球磨煤机就成为最佳选择。 然而，钢球磨煤机及其制粉系统也有很多缺点：诸如系统复杂、运行电耗高、制粉管道长、部件多、占地面积大、占用空间大、耗钢多。磨损大、噪声大，爆炸事故多等。 图4—2 钢球磨煤机 3.2​  钢球磨煤机基本工作原理及特点 3.2.1​ 工作原理 磨煤机是由电动机经棒销轴器圆柱齿轮减速机及开式大齿轮减速机传动而驱动传动部旋转。转动部筒体内装有研磨介质—钢球。当筒体转动时，钢球在离心力的作用和摩擦力的作用下被转动的筒体提升到一定高度后，由其本身自重力的作用而跌落，使筒体内的煤在下落钢球的冲击和研磨作用下形成煤粉。球磨机在磨煤过程中是按撞击原理工作的，这是主要的，同时也伴随着研磨和挤（碾）压作用。大罐由电动机通过减速器拖动旋转，钢球被衬甲带到一定高度，然后沿抛物线方向下落，撞击燃煤，将煤击碎。与此同时，钢球还在大罐内产生旋转运动，这时球与球之间，球与钢瓦之间产生挤压碾磨作用，把煤磨成粉，干燥和磨煤是同时进行的，一般均采用热空气作为干燥剂，磨好的煤粉由干燥剂气流从大罐内带出，从磨煤机出来的煤粉，并不完全适合所需要的细度要求，通过粗粉分离器，不合格的煤粉由回粉管到球磨机进行重磨，合格的煤粉经旋风分离后供燃用。 图4—3 钢球磨工作原理 钢球磨煤机按其结构形式分为卧置筒式、立式和风扇式，其工作原理大同小异。钢球磨煤机和双进双出磨煤机的工作原理相同，而双进双出磨煤机的区别在于结构上允许两端同时进料和排料并相应地配有两套给料机和分离器。显然，双进双出磨煤机自身的磨煤工艺要比钢球磨煤机复杂得多。各种立式磨煤机尽管结构各异，但其工作原理与立式辊磨机相同，同属中压料层粉碎。 3.2.2​ 钢球磨煤机的特点 （1）煤种适应性好，工作可靠，对燃料中的杂质不敏感。 （2）设备笨重，金属耗量多，占地面积大，初投资大； （3）由于转动笨重的圆筒和提升筒内装的几十吨钢球，故运行耗电量大，而且在低负荷时消耗的功率与高负荷时相差无几。因此在低负荷运行时，制粉单位电耗很高；为了避免球磨机在低负荷下运行，多采用中间储仓式制粉系统，但这又导致系统复杂，初投资进一步增大； （4）运行噪音大，出粉均匀性也差。 3.3​  球磨机的基本结构 球磨机主要由给料部、动静压轴承、筒体、大小齿轮、减速器、电动机、慢速驱动装置、顶起装置、电控柜及液压润滑系统等部分组成。 3.3.1​ 磨煤机本体 球磨机的筒体是球磨机主要工作部件之一。筒体是焊接空心体结构，由筒体和两个铸钢端盖组成。端盖有空心轴颈，大罐以空心轴顶支于主轴承上，大罐筒体部分和端盖都装有耐磨钢板做内衬。 （1）回转筒体 回转筒体是由两个铸造中空轴端盖和用钢板卷制的圆筒焊接而成，筒体两端中空轴支撑在两个自位调心巴氏合金轴承上。筒体内侧衬有非对称波形高铬铸铁衬板，每块衬板通过两个螺栓与筒体把合，便于安装拆卸。筒体由恒转速输出电动机经过减速器，大、小齿轮减速后旋转。为防止筒体内异物进入正在旋转中空轴和静止中空管之间的环形间隙，在端盖上装有止推板。筒体部分结构特点： 1）端盖与筒体采用对接焊，受力状态良好。 2）筒体采用整体加工，保证同心度，使主轴 承在运行状态良好。 3）筒体整体退火，消除焊接应力。焊缝探伤，保证焊缝质量。 4）磨煤机衬板采用法国专利技术的第四代“等强度磨损衬板”，整个磨损期衬板波纹形状不变，可保证获得稳定的出力和细度。衬板材料采用高铬铸铁、高锰钢及合金铸钢等。 图4—4 (a)纵剖面图；（b）横剖面图 1-波浪形护甲；2-绝热石棉板；3-筒体；4-隔音毛毡层；5-钢板外层； 6-定位压紧楔块；7-螺栓；8-筒体封头；9-空心轴颈；10-短管 5）衬板螺栓采用特殊密封，螺母为高强度锁紧螺母。具有使用寿命长，密封性好等点。 图4—5 球磨机筒体 筒体工作时除承受研磨体的静载荷外，还受到研磨体的冲击，且筒体是回转的，所以筒体上产生的是交变应力。因此，它必须具有足够的强度和刚度。这就要求制造筒体的金属材料的强度要高，塑型要好，具有较好的机械性能和工艺性能才能保证磨机筒体的安全运行。一般用于制造筒体的材料是普通结构钢，此种材料的强度、塑性、可焊性都能满足要求，随着工业的发展，磨机能力也向大型化发展，近年来大型磨机的筒体是用16mn钢制造的。其弹性强度有限 比q235的高约50%，耐腐蚀能力比q235高50%，冲击韧性比q235高的多。而且16mn还具有良好的切削加工性、可焊性、耐磨性和耐疲劳性。所以16mn是一种相当适宜的钢材。 磨机运转时与长期停止时筒体的长度是不一样的。这是由于筒体温度不同引起热胀冷缩所致。因此，在设计、安装与维修时都必须考虑到筒体的这一热胀冷缩性的特点。一般磨机的卸料端靠近传动装置，为保证齿轮的正常啮合，在卸料端是不允许有任何轴向窜动的，故都是在进料端有适应轴向热变行的结构。筒体的轴向热变行在磨机结构上有两种考虑方法：一种是用中空轴颈的轴肩与轴承之间的预留间隙来考虑。另一种是在轴承座与底板之间水平安装数根钢棍，当筒体热胀冷缩时，进料端轴承底座可沿棍子移动。 筒体上每个仓都应开设一个磨门。磨门的作用是镶换衬板、隔仓板，装填或倒出研磨体及停磨检查磨机仓内情况等。 （2）衬板 大罐筒体部分的内衬是由波形衬甲（亦称护甲）组合而成，衬甲对缝处用X形的闭销栓互相啮合。大罐筒体部分的内衬甲的固定是用楔铁椭圆头螺钉拉紧在筒体的内壁上。 1）​ 衬板的作用： a、衬甲构成了有规律的波浪，用来提升钢球和燃料，保证燃料和钢球的均匀运动并阻 碍下滑。 b、​ 衬板是用来保护筒体，使筒体免受研磨体和物料的直接冲击和磨擦；同时也可利用 不同形式的衬板来调整研磨体的运动状态，以增强研磨体对物料的粉碎作用，有助于提高磨机的粉磨效率，增加产量，降低金属消耗。同时作为易损部件，其可以较为方便的进行检修更换 c、端盖衬板是由里外两层扇形衬板组成，目的是当两排衬甲不均匀磨损时能够进行个 别更换，外端衬甲有加强筋板，它可以承受钢球及燃料的冲击阻止它们下滑，特别是能减少衬甲的磨损，衬板是用带椭园头的螺钉固定的端盖上，为了允许衬板在受热以及钢球和燃料的确冲击下的自由膨胀，在衬板间留有一定的空隙。 2）衬板的类型 磨机衬板最常见的磨损现象是形成槽沟形。为了避免这种情况，对球磨机衬板的表面形状作了各种改进，使研磨体从分布的各种滑槽之一中落下来。要使研磨体保持正确的运动轨道，实际上不可能通过改变磨机转速来解决这个问题，而适当地选定磨机衬板的表面形状是解决研磨体的运动轨迹的惟一办法。根据工作表面的形状，可分为平衬板，压条衬板、凸棱衬板、波形衬板、阶梯衬板、半球形衬板、小波纹衬板（无螺栓衬板）和端盖衬板。 图4—6 衬板的类型 3）衬板的材料 a、​ 耐磨衬板是在普通钢板或耐热钢板、不锈钢板上堆焊形成以体积分数达到50%以上Cr7C3碳化物为主的合金耐磨层。 耐磨衬板具有高耐磨性、耐冲击、可变形和可焊接等性能，可像钢板一样直接进行卷曲变形、切割和打孔等加工环节，加工成工程部件以满足磨损工况投入使用。 b、​ 球磨机衬板国内高锰钢逐步被中合金钢衬板代替，但随着中合金钢衬板在球磨机衬板中的不断应用，已经逐步替代了锰钢及其它衬板成为市场发展主流。 球磨机衬板是用来保护筒体，使筒体免受研磨体和物料直接冲击和磨擦，同时也可利用不同形式的衬板来调整研磨体的运动状态，以增强研磨体对物料的粉碎作用，有助于提高磨机的粉磨效率，增加产量，降低金属消耗。 c、​ 当以粉碎为主时，要求衬板对研磨体的推举能力较强，同时衬板应具有良好的抗冲击性能。高锰钢2GMn13有足够的抗冲击韧性，并且在受到一定的冲击时它的表面能够冷作硬化，变得坚硬耐磨。因此，以粉碎为主的磨机筒体衬板大多采用高锰钢制造。 d、​ 当以细磨为主时，衬板的突出就比较小，对研磨体的推举作用就弱，冲击较小，而研磨作用较强。要求衬板具有良好的耐磨性能。国内用于以细磨为主的磨机筒体衬板材料一般为耐磨白铁、冷硬铸铁、中锰稀土球墨铸铁等。 e、​ 近年来，橡胶衬板应用较广。橡胶衬板的形状一般由橡胶压条和平衬板两部分组成。根据磨机的工作状态（粉碎或细磨）的不同，橡胶衬板的压条也制成不同的形状予以对应，以便改变研磨体在磨机筒体内的运动规律（冲击或研磨）。 （3）中空轴及螺旋输送器 中空轴及螺旋输送器是磨煤机筒体、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二次风、出口排粉、入口落煤的枢纽部件，中空轴由磨煤机的主轴承支撑，为保证主轴承之间的良好润滑和冷却，每套制粉系统专门配装一套高、低压润滑油系统。 图4—7 中空轴 （4）绝热和隔音层 在衬甲与大罐间铺设有绝热石棉板，而大罐的外表面包有一层隔音的毛毡。为避免衬甲螺钉漏冷风和漏粉，在槽孔处缠有石棉绳。大罐上开有检修人孔。 3.3.2​ 磨煤机传动装置 传动装置由主传动和辅助传动装置构成，主传动用于磨机的正常运行，辅助传动用于磨机的启动、停止及检修维护。辅助传动操作时，磨机以额定速度的1/125进行旋转，可实现任意位置停机。短时间停机时，不必将磨内的煤粉排空，辅助传动可以带动载有钢球的筒体旋转，以防止热点的形成和筒体变形。 图4—9 球磨机传动装置 （1）磨煤机轴承 磨煤机轴承是磨机支撑部件，磨机的全部重量和研磨体与物料的重量及离心力等都有主轴承承受。磨机是以中空轴支撑于主轴承上。由于物料是由中空轴内进入磨机，所以中空轴的外径和主轴承轴瓦直径都比较大，磨机回转时各作用力的合力方向近似垂直向下，因此，主轴承只需要下轴瓦。球磨机的主轴承最常用的是滑动轴承，其直径很大，但长度很短。轴瓦用巴氏金浇铸。与一般滑动轴承不同之处在于仅仅下半部有轴瓦。整个轴承除轴瓦用巴氏合金浇铸外，其余都是用铸钢制成。由于球磨机的跨度和载荷很大，将发生一定程度上的绕曲，而且制造和装置的误差也难以保证准确的同轴度，因此，轴承部系采用动静压轴承结构，轴承瓦下面具有凸形球面，上部浇注轴承合金，轴承座与轴瓦的接触应均匀，可灵活的自动调位，消除轴瓦局部过负荷的可能。轴承制成自动调位型，球面瓦座和球面瓦座之间以球心为旋转中心能够稍有相对移动，使作用与轴瓦上的载荷分布均匀。在安装时，可以用钉调整球面瓦座的位置。也有用斜楔调整的。主轴承是球磨机的一个关键部件，对于其润滑问题必须充分重视，一般都采用稀油集中循环润滑，小型机也有的采用油环润滑、油环滴油润滑或毛线润滑等方法。 由于轴承上盖不承受载荷，为了减轻制造工作量，减轻重量，可采用钢板焊接的结构，为了防止轴瓦从轴承座内滑出，利用固定板固定在轴承座上，为了防止轴瓦从轴承座内滑出，利用固定板固定在轴承座上，为了防止灰尘由轴瓦侧边和中空轴之间缝隙进入轴承内，并防止润滑油流出，在轴瓦两侧用螺栓固定密封罩、密封垫（橡胶石棉板作）、压圈及密封毡（半粗羊毛做），当中空轴回转时，在环形槽内充满了润滑油同样起密封作用，润滑油沿着晒油管进入轴承，油管一端封闭，下部壁上分布许多小孔，润滑油通过这些小孔，沿着回转中空轴均匀分布，刮油刷和刮油板是为了把中空轴上的油刮下，防止流到外面，对环境卫生有利。主轴承在工作时，由于磨檫和热物料通过中空轴的结果不断产生热量，如不及时排除，将使轴瓦的温度升高，破坏润滑作用，甚至发生烧瓦现象，因此主轴承必须装冷却装置。磨煤机的乌金瓦下面有冷却水的通道，冷却水由进水管进入瓦体空腔后再由回水管排出，如此不停地循环，以保证轴瓦温度不致升高。主轴承在工作时还装有可靠的润滑装置，轴承具有静压结构，采用高低压混合油站进行轴承润滑，在临界状态使用高压系统 “浮升”磨煤机回转部，使轴承形成一定厚度的润滑油脂，这便是静压润滑，同时低压系统给入连续油流，在筒体旋转时实现轴承的动压润滑。主轴承与外界的密封采用活塞环式密封形式，它借助橡胶条和润滑脂实现良好的轴承密封。因为磨机主轴承的工作特点使载荷重，转速低，工作时要发热，在零部件设计和系统设置防磨有以下特点： 1）对轴承座的技术要求： a、铸件在进行机械加工前，要进行消除内应力的热处理，目的是防止加工后再产生变形。 b、轴承座的球心与轴承的中心的不同心度不大于0.5mm，以便于测量和安装。 c、机加工后将球面瓦冷却水通道进行0.6MP的水压实验，不得有渗漏。 d、轴承座的两个侧孔应与轴承盖一起加工，侧孔直径应比中空轴径大15－20mm,以免在轴承衬磨损的时候引起中心的偏移，而磨损中空轴。 2）轴承底座的技术要求：底座是轴承的支撑又是轴承安装找正的基准，底座要有很好的刚性和吸振性，因此选用铸铁件，底座的上平面要求切削加工，使它平整，以便于安装。 3）主轴瓦：是主轴承直接用中空轴径接触的零件，对主轴承来说，主轴瓦是一个重要的但又容易损坏的零件，主轴瓦的底面是一个与轴承中心同心的部分球体，它在轴承座的球窝里可自由转动，使轴瓦的承压面均匀承受载荷，主轴瓦采用优质灰铸铁制造，在其工作面铸造有一定强度的轴承合金，轴径跑合妥帖，塑性好，耐磨性高。 （2）磨煤机润滑油系统 1）低压油系统为磨煤机轴承提供润滑，润滑油站的高低压系统必须在磨煤机启动前1分钟或2分钟同时启动向轴承供油，同时通入循环冷却水。球磨机低压供油系统自磨机启动前就向主轴承供油，它至磨机停止且延续一段时间后才停止，使轴瓦不因筒体冷收缩而被擦伤。它起到冷却的作用和提供其产生动压油膜所需的润滑油。 2）高压系统 a、球磨机高压供油系统在磨机启动前向主轴承注入高压油，使磨机中空轴浮起，与轴瓦之间形成一定厚度的静压油膜，以减少启动力矩及避免因转速过低而导致与轴瓦的直接接触，延长轴瓦的使用寿命。 b、在磨煤机停运备用过程中，定期将磨旋转180度，防止磨筒体变形。 c、磨煤机启动3分钟后高压系统自动停止工作。磨煤机停机后高压系统在24小时内每隔20分钟至30分钟自动供油3分钟至5分钟。 d、启动慢速或主驱动电机前，必须先启动高压润滑油泵，防止擦伤轴瓦，电气保护实现与主电机互锁。 3）大小齿轮及其喷淋油系统 主传动通过主电机经主减速机驱动小齿轮传动轴，小齿轮与固定在磨机上的大齿轮啮合来驱动筒体旋转。采用大变位齿轮，增大啮合角，改善齿轮的承载能力。大变位齿轮的寿命比普通标准齿轮寿命高30%以上。大小齿轮加工精度高，齿轮精度等级的提高除了改善齿轮的啮合状态，还使磨机运行的更加平稳，同时使主轴承的工作状态更加良好。开式齿轮配有齿轮罩，齿轮罩采用径向密封，另外配有密封风机，充分防止灰尘的进入。从而有效的保证了齿轮在良好的环境条件下运行。 带动大罐转动的斜齿大牙轮、传动小齿，大小齿轮为端面密封的开式齿轮传动，小齿轮与轴为一体，传动机构是磨煤机筒体运转的动力来源。 磨煤机大小齿轮的破坏主要是由于齿面的磨损及弯曲折断，因此齿轮的材料要具有足够的强度、较高的耐磨性和良好的加工性，故大齿轮采用42CrMo，加工前进行退火处理，粗加工后进行正火处理，硬度达HB＝200-240，小齿轮与轴为一体即轴齿轮，材料一般为40CrMnMo,调质处理，硬度达HB＝260－290。定时喷油脂，在轴承间隙填满润滑脂。 喷射润滑是借助压缩空气的压力，将高粘度润滑油，通过特殊设计的喷嘴充分混合后喷射到齿轮工作面上，形成和保持具有一定厚度，均匀坚韧的润滑膜而实现液体摩擦，达到润滑目的。 工作流程与控制方式有关，本装置设有自动，手动和联动三种工作方式： 主令开关在＂自动位＂时，本装置导入周期喷射时序。当一个喷射周期到来时，电磁换向阀开启，压缩空气进入喷嘴预吹扫5秒钟，用高速气流清理一次齿面。吹扫完毕油泵电机自行启动，并向喷射板供油，润滑油在喷嘴中与压缩空气混合雾化后喷向齿面。当达到规定的喷射时间20s后，油泵电机自行停止，而压缩空气继续喷气5s，使刚喷涂的润滑油膜舒展均匀，并可清理喷嘴残油。至此一个喷油周期结束。只要装置处于＂自动＂控制方式，上述喷油周期便按预定的时间间隔２h重复进行。 图4—10 3.3.3​ 辅机 磨煤机的辅机配有慢速传动装置、筛球和卸球装置。慢速传动装置是在磨煤机检修时更换筒体衬板时慢速旋转时使用，或者在磨煤机停运时，使磨煤机筒体内煤的温度保持均衡，避免火灾等事故发生。另外慢速装置也使得磨煤机检修时转动磨煤机更为方便。筛球和卸球装置，具有筛球斗和卸球斗两套装置，当需要筛球时，装上筛球斗，当磨转动时，即可筛出小球或碎钢球，当需要卸球时，安装上卸球斗。 （1）辅助传动装置由辅助电动机经过辅助减速机，再经过手动切换的离合器与主电机相连。通过超越离合器（斜齿离合器），当磨机正常运转时，与磨机断开。 （2）加球装置由加球斗、储球罐、上下闸阀及管道组成。由于结构上采取了特殊措施，可使磨机实现不停机加球。添球时，上闸阀打开，球进入储球罐，然后上闸阀关闭；下闸阀渐渐打开，钢球通过管路进入输送器体与原煤一起由螺旋推进器送入磨内。这样，保证磨内钢球量始终处于一个基本恒定值， 图4—11 加球装置 使磨机发挥最佳的粉磨能力。 （3）隔音罩系有槽钢，焊接盖板及填充材料玻璃棉贴面缝毡组成．当磨煤机试转成功后，安装在转动部件外侧，起到隔音作用。 （4）磨煤机消防惰化装置，为了防止磨煤机发生着火事故，在检测到磨煤机入口、出口或分离器出口温度达到高定值且CO浓度达到高定值，磨煤机惰化程序启动。 （5）自动筛球装置 磨煤机内钢球磨损后直径减小，对煤颗粒的撞击破碎作用能力消失。失效的钢球如不及时清除，除了对磨煤机电耗、最佳载煤量、料位有较大影响外，在研磨过程中还会被大钢球继续研磨成铁粉，使煤粉的含铁量增多对锅炉燃烧有直接影响。 自动筛球装置，在原螺旋管内加装内螺旋管，与原螺旋管旋向相同，磨煤机在运行中，抛起的小钢球受到风粉流动作用，将小钢球推向出口处堆集，旋转中失效钢球在抛起、抛落时沿着半锥角倾斜面被选进衬板筛孔，漏到槽型衬板空腔内，在旋转中被带入高位时，自由下落到衬板与螺旋管连接的夹层定向多条流道，借助反向螺旋片的推力，将小钢球推向出球位置锁定，靠筒体的旋转将小钢球提升至高点位时，小钢球、石块等在自重及旋转离心力的 图4—12 共同作用下被抛出，落到高点位接球 1-筛孔衬板；2-外螺旋管；3-内螺旋管；4-出口管；5-接球管； 装置内经导球管落人密闭式收球箱。 6-落球管；7-检查口；8-螺旋组件；9-端盖；10-收球器 实践证明，磨煤机安装自动筛球装置后，及时将废弃小钢球、石块等杂物筛出，增加了筒体内有效通流面积，提高了钢球总体研 磨能力，从而提高磨煤机效率，降低了制粉单耗。 单进单出钢球磨煤机是常见的钢球磨煤机，因其一端是原煤和干燥剂入口，另一端将气粉混合物排向粗粉分离器，故称为单进单出，其结构和工作原理为钢球磨煤机。 3.4​  双进双出钢球磨煤机 3.4.1​ 特点 双进双出钢球磨煤机是从单进单出钢球磨煤机基础上发展起来的一种制粉设备，该型号磨煤机与以前中储式钢球磨煤机的主要区别： （1）磨煤机在锅炉运行中的重要性提高。 （2）风粉和原煤双进双出。 （3）磨内正压运行。 （4）无中间煤粉仓，合格的煤粉直接进入炉膛。 （5）磨煤机出力受锅炉热负荷影响，双进双出磨煤机的出力不是通过给煤机控制的，而是靠调整磨煤机的风量控制 ，对锅炉负荷的响应速度快。 （6）与单进单出钢球磨煤机相比，双进双出钢球磨煤机由于设有螺旋输送装置，可避免当煤水分高时磨煤机进口堵煤现象。 （7）与单进单出钢球磨煤机相比，双进双出钢球磨煤机大大缩小了其体积，减少了占地面积，增加了通风量，降低了磨煤机的功率消耗。 （8）负荷调节范围大，对锅炉负荷变化响应迅速。双进双出钢球磨煤机有两个对称又彼此独立的回路，运行中可两回路并用，也可在一定时间内使用其中之一路，这样就大大增加磨煤机的负荷调节范围。 （9）双进双出钢球磨煤机负荷的调节是通过锅炉负荷变化信号直接改变磨煤机进口热风档板实现的，延迟时间很短，锅炉负荷变化率可达20%/min，这是中速磨不及的。 （10）在额定负荷下，与中速磨和风扇磨相比，双进双出钢球磨煤机可保持较低的风煤比（约1.4～1.7kg/kg，一般的1.5kg/kg），因此可获得较高的煤粉浓度，这对燃用低挥发分煤是很有利的。 图4—13 双进双出钢球磨煤机制粉系统 3.4.2​ 工作原理 （1）落煤：原煤通过速度自动控制的给煤机从料斗内卸下。煤落入混煤箱内，经旁路风预烘干后，向下通过落煤管落入螺旋输送器。 图4—14 双进双出钢球磨煤机落煤口设计 （2）进煤、研磨 由螺旋输送器的旋转运动使煤推入到磨机筒体内。然后通过旋转筒体内的钢球运动将煤进行研磨。热的一次风通过输送器内中心管进入筒体内，把煤干燥后，一次风按原煤进入磨机的相反方向，通过中心管与中空管之间的上半部环形通道把煤粉带出磨机筒体。煤粉，一次风和混煤箱内出来的旁路风混合在一起，进入磨机上部的分离器内。 图4—15 （3）选粉、返料 双锥形分离器内装有调节挡板，可根据煤粉细度要求调节挡板开度。粗粒的煤粉撞击挡板后靠重力的作用回落至磨机筒体内，与原煤混合在一起重新进行研磨。合格的煤粉悬浮在一次风中，从分离器出口分配器输送至燃烧器，然后喷进锅炉内进行燃烧。 热的一次风在进入磨煤机前被分成两路。一路为旁路风，作用有两个方面，一方面在混料箱内与原煤混合对煤进行预干燥；另一方面保持在煤粉管道中拥有足够的输送煤粉的风速。另一路为入磨风，进入磨机筒体内，输送并干燥筒体内的煤粉。风粉混合物通过中心管与中空管之间的环形通道被带出磨机。 因为这两个回路是对称而彼此独立的回路，具体操作时可使用其中一个或同时合用两个回路。实现半磨运行。在低负荷运行状态。 3.4.3​ 主要结构特征 双进双出磨煤机主要由回转部分、螺旋输送器、主轴承、传动部分、混煤箱、分离器及其接管、返煤管、加球装置、隔音罩等组成，其中配置的筒体、轴承、衬瓦、油站、传动装置、装置顶起装置、筛球装置、减振弹簧装置等装置，基本与普通钢球磨相同。但也具有以下不同的结构特征。 图4—16 双进双出钢球磨煤机结构 图4—17 双进双出钢球磨煤机结构 （1） 螺旋输送器 螺旋输送器主要由螺旋输送器体、热风盒、螺旋推进器、中空轴及密封风盒五部分组成。 图4—18 双进双出钢球磨煤机螺旋输送器 1）螺旋输送器体 螺旋输送器与中空圆管用短链连接，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。螺旋输送器体安装在磨煤机两侧，固定在基础上，箱体结构内部设有耐磨衬板原煤通过输送器体进入磨，煤粉、热风及旁路风在此混合后进入分离器。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。 2）热风盒 热风盒安装在螺旋输送器体侧面，通过螺栓与螺旋输送器体联接，从一次风管中来的一 次热风通过热风盒、螺旋推进器中部的中心管进入筒体内。螺旋推进器上的支撑轴延伸到热风盒的外侧，固定在热风盒轴承座上，所以，螺栓联接时必须保证热风盒与螺旋输送器体安装精度。热风盒上开有密封风、消防蒸汽、消防水接口。 3）螺旋推进器 螺旋推进器中部是中心管，外部的四根螺旋叶片通过拉链焊在中心管上，其作用将热一次风、煤、钢球及杂物送进磨机筒体内。为了保证螺旋推进器旋转，螺旋推进器一侧由四根支撑棒支撑，支撑棒一端固定在筒体端衬板凹窝内，另一端通过螺母固定在螺旋推进器中心管上。螺旋推进器另一侧通过轴支承在热风盒外侧轴承上。防止筒体旋转时泻落煤和钢球进入中心管内，在中心管内焊有止推螺旋叶片。另外在螺旋推进器主轴与热风盒之间设有密封风，防止磨内风粉泄漏。 图4—19 螺旋推进器 4）中空轴 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称为一个整体，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。中空管内还埋设有煤位压差测量管路。 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所有空间被煤充满从而使原煤无法再进入磨煤机筒体。运行中至关重要的问题。所以磨煤机的料位调节是磨煤机运行中至关重要的问题。 图4—20 5）密封风盒 由于磨煤机运行呈正压状态，因此在旋转的中空轴与静止的螺旋输送器体之间装有一个特殊的密封联结件，密封联结件是由一个合成材料做成的密封盖和表面光滑的金属环组成，密封风机提供的高于磨内一次风压力的密封风作用在密封盖上，使密封盖始终紧贴于金属环上，达到磨机密封的效果。 图4—21 密封结构 a、​ 结构结实，内壁设有耐磨衬板，抗磨性好。 b、​ 螺旋叶片和中空管用链条连接，叶片柔性好。 c、链条前方设有尖角形挡板，以保护链条。另外对煤块起到助推作用。对大块异物，由于叶片的柔性和挡板的助推作用，使得输送器对大块物料的适应性好，防止堵煤。 d、输送器与中空轴的密封盖采用进口件。推进器的轴承部位引入密封风。确保运行中不漏粉，保证良好的密封。 e、螺旋叶片是关键件，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。 图4—22 螺旋叶片 （2）分离器及附属管路 分离器通过分离器接管和返煤管路与螺旋输送器体联接。分离器由分离器外壳、内锥体、叶片调节装置及多出口装置等组成。 分离器采用双锥结构，分离器内侧衬有耐磨水泥衬。分离器顶部装有30块用来调节煤粉细度调整挡板，其作用是用来调节煤粉细度。较大颗粒的煤粉从一次风粉混合物中分离出来，通过返煤管路与原煤一起进入磨煤机内继续研磨，细度合格的煤粉通过分离器送至锅炉燃烧。 分离器多出口装置上采用气动闸板阀与煤粉管道联接。另外分离器上设有消防蒸汽、消防水、温度等接口。 图4—23 分离器 （3）混煤箱 混煤箱的作用在于对原煤进行良好的预烘干。为防锈蚀，混煤箱内的一部分材料用不锈钢制作。结构特点： 1）内部采用不锈钢叶片，落煤管采用不锈钢板，有效的阻止了煤粉粘贴，避免煤粉堵塞。 2）旁路风从四周吹入，有效的将煤粉进行予烘干。 图4—24 混煤箱 （4）煤位测量装置 磨煤机煤位测量装置由电耳测量和压差测量组成，用于监测磨内的煤位，并通过煤位信号来控制给煤机的给煤量。两种测量方式是相互独立的，在使用时可根据实际情况通过切换来选用。一般情况下，电耳测量用于筒体从无煤至建立料位负荷期间煤位检测，压差测量用于磨内煤位在一定高度范围内的煤位监测。它具有自动吹扫功能。 （5）双进双出钢球磨煤机有紧凑式和分离式两种安装形式。紧凑式占地面积大，总高度低。分离式占地面积小，总高度高。 图4—25 双进双出钢球磨煤机安装方式 4​ 影响球磨机工作特性的主要因素 4.1​  球磨机的工作转速和临界转速 对于一定结构的球磨机，对应一个最佳工作转速，球磨机的转速影响到钢球和燃料的运动情况及燃料的磨制过程，不同转速时，筒体内钢球和煤的运动情况。 a、n≤nlj b、nBg，而对于干和硬的煤，则Bg >Bm。 磨煤机运行中的出力，同时受到磨煤条件和干燥条件的限制。磨煤机的运行出力（具有 一定细度和干燥程度的煤粉流量Bm=Bg）可以通过调节进入磨煤机的干燥剂流量和温度来实现 球磨机的磨煤出力可按如下经验公式确定： 式中：D—球磨机直径m。 L—球磨机筒体长度m。 N—球磨机工作转速r/min。 Khj—衬甲形状修正系数。 Kms—考虑衬甲和钢球磨损对出力影响的系数。 S2—平均水分时的磨煤出力折算到最初水分的原煤质量的换算系数。 —工作燃料的可磨性系数。 球磨机所消耗的电网功率按下式计算： 式中：Ncd—电机至磨煤机筒体的传动效率。 Ndj—电机效率。 Rr —考虑燃料性质的系数。 S —筒体和衬甲的总厚度m。 根据磨煤出力和消耗的电网功率，可以确定磨煤的单位电耗Em：Em=Ndw/Bm KJ/kg。由电网功率计算公式可知，球磨机磨煤时的功率消耗与无煤空载功率消耗相当无几。 磨制无烟磨时，由于kr<1，磨煤功率消耗甚至低于空载功率消耗。 磨制其他煤种时，在正常的钢球充满系数范围内，磨煤功率消耗只比空载运行增加约 5%。 这主要是因为球磨机运行部分的质量比其中的燃料大许多倍，绝大部分能量消耗在转动筒体和升举钢球上。由此可知，球磨机的磨煤功率与磨煤出力几乎无关，而磨煤的单位电耗却随出力的降低而增加，因此球磨机在低负荷或变负荷下运行是不经济的，这是球磨机与其他型式磨煤机的一个很重要的差别。 6​ 球磨机运行操作 6.1​  空载试转 6.1.1​  空载试转基本要求 （1）为了能进行试运转操作，应把联锁装置断开。 （2）试运转应空负荷进行（至少运行8小时），无煤和钢球，同时与锅炉断开，但磨机的保护装置应使用。 （3）运行过程中发现的任何异常现象，都必须认真分析，立即解决，不能留下任何遗 留问题，空负荷试车应符合下列要求： （4）试车起动顺序：主轴承润滑系统—主轴承冷却水路—大齿轮润滑系统—(延迟五分钟后)主电动机。 6.1.2​  空载试转应做好以下检查工作 （1）主轴承润滑 1）检查润滑油在中空轴上是否正常（二侧流量应相等），回油是否顺畅。 2）检查高压泵油压，记录磨机两测的抬起高度，以确认油膜是否正常。 3）检查油箱内的油位，在油站正常运行时应高于最低油位。 4）过滤器是否正常。 5）主轴承的轴瓦温度不应大于55℃。 （2）减速机 1）无震动和异常发热。 2）若有异常发热现象，可打开检查孔，检验减速机内的喷淋情况。 （3）大齿轮润滑 1）​ 检查所有部件的运行，特别喷射油在大齿轮上。喷嘴应能覆盖大齿轮的整个宽度， 形成的油膜相同。 2）调整喷射周期：调试期间约20min喷射一次，以后视实际情况定。 （4）磨机 1）磨机运转过程中，要细心监测轴瓦温度，如果轴瓦温度太高，就要停磨，查找原因。 2）检查磨机震动情况。 3）检查大齿轮和主轴承运行情况。 4）观察磨机驱动的动力设备。 （5）磨机主电机 1）检查轴承温度。 2）检查绕组温度。 3）记录电机的吸收功率。 （6）螺旋输送器 1）检查螺旋推进器与中空管有无摩擦（听声音） 2）检查支撑轴承的温度是否异常。 3）检查震动情况。 （7）检验所有控制系统的运行是否正常 （8）所有设备按照制造厂使用说明检查 （9）​ 试运行后的检查 1）试运行后，检查磨机及其辅助设备，对故障进行记录，并作修复或调整。 2）检查中空管的同心度。 3）对齿轮罩的密封毡连接处进行检查。 4）检查衬板螺栓及所有地脚螺栓是否松动。 5）检查开式齿轮的啮合是否良好。 6.2​  磨机加载运行（加球） 6.2.1​  磨机加载运行要分步增加钢球量 第一步：钢球总量的1/4 第二步：钢球总量的2/4 第三步：钢球总量的3/4 第四步：钢球总量的4/4 6.2.2​  加载钢球应注意 （1）重要提示，为避免着火的危险，转动时不能有煤。 （2）记录每次加入磨机内的钢球数量。 （3）记录每次加球后所有运行中的特性参数（如吸收功率、震动、油压等）。 （4）每次加球必须通过人孔门加球，严禁通过加球系统加球。 6.2.3​  第一步：磨机第一次必须加总钢球量的25％，用下面的方法进行： （1）通过磨机的一个人孔门加球，先把人孔门旋转至开口朝上，并采用制动方法将筒体位置锁住，旋转筒体时开启主轴承高、低压润滑系统，避免金属与金属摩擦，然后借助吊车向筒体内加入研磨介质，加完球后把人孔盖装好。 （2）加球完后启动磨机，运行10分钟。 （3）操作过程中，检查所有设备是否正常，特别是轴瓦温度。 （4）停磨后检查衬板螺栓是否有松动。 第二步：按上面所叙述的再向磨机内加25％钢球，再试运行10分钟，停磨后再作检查。 第三步和第四步：重复上述步骤，直至把钢球加完后再继续运转10分钟。 6.2.4​  加载运行除达到上述条件外，运行期间还应满足下列要求 （1）机器运转平稳，没有异常震动 （2）主轴承的轴瓦温度不大于55℃ （3）主电机电流没有异常波动 （4）大齿轮的啮合正常，没有异常噪声。 （5）螺旋推进器没有磨擦声。 （6）螺旋输送器密封盖贴合良好。 （7）螺旋输送器轴承温度正常。 （8）主减速发热和声音正常。 （9）筒体各衬板螺栓孔、人孔门和各法兰接合面不允许有漏气漏粉现象。 6.2.5​  运行后进行全面检查，并对故障进行修复和调整。经负荷试车合格后，才能正式投入运行。 6.3​ 磨机运行 6.3.1​  运行前的检查工作 在磨机投入运行前，要确保所有设备和部件都能正常启动和安全工作。特别是下列要求的检查。 （1）磨机及其辅助设备部分各单机调整好，特别是给煤机、主轴承润滑系统、大齿轮喷雾润滑、大齿轮密封风机、磨机密封系统等。 （2）各煤粉、空气和风粉混合物管路的关断门、控制挡板已处正常位置。 （3）个别设备证实有润滑设施，特别是油位、压力、温度均符合要求。 （4）磨内温度，输粉系统和风系统均正常。 （5）远距离控制处在正常状态。 （6）报警系统和安全设施都接受工作命令，把仪表范围调节到设定值上。 （7）动力系统均已处正常状态。 （8）检测仪表、指示器、自动选择开关等都处在正常位置。 （9）若磨内万一着火，如果需要蒸汽惰化系统，注水系统都能使用。 （10）任何异常现象和与正常要求不一致都应详细地记录在设备记录中和主控制室的记 录中，对重大情况和故障，应决定是停机还是仔细观察。这样做使负责操作的人员能了解情况，上述情况允许超过的范围以及超过此范围时应采取措施，也应被记载。 （11）打开给煤机出口闸门。 （12）检查润滑设备的水冷却系统是否正常，检查冷却水是否通过管路。 （13）检查所有风和煤粉管路的门和挡板是否处于正确位置。 6.3.2​  磨机启动 （1）把所有研磨系统的控制设备设置在自动控制程序上。 （2）加球系统的控制闸门都已关闭。 （3）启动润滑系统。 注意：主轴承润滑系统的高、低压油泵应在磨机启动前半小时启动。在正常情况下，油泵一直工作，甚至在停磨期间