钢球磨煤机磨煤新方法研究.pdf

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1、华北电力大学（保定）硕士学位论文钢球磨煤机磨煤新方法研究姓名：袁兴华申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：韩庆瑶20071220华北电力人学硕十学位论文摘要捅斐为了适应我国电力体制改革，促进电力可持续发展，提高发电机组运行的可靠性和经济性、尽可能降低发电成本，获得最大的效益具有重要的现实意义。本文对电厂五大辅机之一的钢球磨煤机进行了研究，分析了国内发电厂钢球磨煤机的工作情况、节能潜力，重点研究了钢球磨煤机筒体的结构改进和加装自动选球机构的可行性，提出了钢球磨煤机的改进方案，对钢球磨煤机进行了结构改进设计。利用S 0 1 i dE 趣e 软件对改进后的钢球磨煤机主要部件结构进行了计算机仿

2、真。经计算分析比较，钢球磨煤机新的磨煤方式是切实可行的，并能取得一定的节能效果。关键词：钢球磨煤机，锥筒，自动筛球，s o l i dE d g eA B S T R A C TI no r d e rt oa d a p tt ot h ei r u l o V a t i o no fe l e c t r i cp o w e rs y s t e mi nC h i n a，t oa c c e l e r a t et h es u S t a i n a b l ed e V e l 叩m e l l to ne l e c t n cp o w i th a sg r e a t

3、r e a l i s t i cs i 朗i f i c a J l c ef o ra d V a l l c i n gt h eo p e r a t i o nr e l i a b i l i t ya n de c o n o m yf o rg e n e r a t o ru I l i t s，r e d u c i n gg e n e r a t i n gc o s t，o b t a i l l i n gm eb i g g e s tp e r l o m a n c e 1 1 1 i sp a p e rr e s e a r c h e st h em i

4、 l l i n gm 甜l o da I l dt l l es 仃u c t u r eo fm eb a nm i l l，w h i c hi so n eo fm ef i V e 撇i l i a r ym a c h i n e Si np o w e rp l a l l t 柚d 觚a 1)，S e st h ew o r kC 0 n d i t i o na l l dt h ep o t 肌t i a lo f 吼哪s a V i n go f b a l lm i l li n 也ep o w e rp 1 趾t n et e x tm 如l yi n 仃D d u

5、c e St l l ef e a s i b i l i t yo fs 锕J c t u r a l i m p r o V e m e n to fm es 协l c t u r eo fm eI I l i l l sb a r r e la n dm ei I l s t a l l i n gm ea u t o m a t i cb a l lf i l t e rf o rb a l lm i l lw i m 锄p h a S i s，b r i n g sf o 刑a r d st l l ei m p r o V e dm 劬o d so fm es t e e lb a

6、 l lm i l l，S o m ed e s 谫i m p r o V e l l l e I l t so fm es t e e lb a l lm i l la r ea I c b j e V e d T h ep a p e rs i m u l a t e sm em a i np a n so ft l l er e c o n s 仃u c t e ds t e e lb a l lm i l lm a l(i n gu s eo fS o l i dE d g e T h en e wm i l l i n gm e t l l o do ft 1 1 eb a l lm

7、 i l li sf e a s i b l ea f t e rc a l c u l a t i o n、锄a l y z i n g 锄dc o m p a r i s o n，锄dw ec a I lg a i nc e n a me 侬I c to f 铋e r g)，s a V i n g Y u a I lX i n 哥h u a(M e c h a 咖n i c sE n 西n e 嘶n 曲D i r e c t e db yp r o f H a nQ i n g y a oK E YW O R D S：B a l lM i U，T a p e rB a r r e I，A

8、u t o m a t i cB a l IF i l t e r S o U d E d g e华北电力人学硕十学位论文摘要捅斐为了适应我国电力体制改革，促进电力可持续发展，提高发电机组运行的可靠性和经济性、尽可能降低发电成本，获得最大的效益具有重要的现实意义。本文对电厂五大辅机之一的钢球磨煤机进行了研究，分析了国内发电厂钢球磨煤机的工作情况、节能潜力，重点研究了钢球磨煤机筒体的结构改进和加装自动选球机构的可行性，提出了钢球磨煤机的改进方案，对钢球磨煤机进行了结构改进设计。利用S 0 1 i dE d g e 软件对改进后的钢球磨煤机主要部件结构进行了计算机仿真。经计算分析比较，钢球磨煤机新

9、的磨煤方式是切实可行的，并能取得一定的节能效果。关键词：钢球磨煤机，锥筒，自动筛球，S o l i dE d g eA B S T R A C TI no r d e rt oa d a p tt ot h ei r u l o V a t i o no fe l e c t r i cp o w e rs y s t e mi nC h i n a，t oa c c e l e r a t et h es u S t a i n a b l ed e V e l 叩m e l l to ne l e c t n cp o w i th a sg r e a tr e a l i s t i

10、cs i 朗i f i c a J l c ef o ra d V a l l c i n gt h eo p e r a t i o nr e l i a b i l i t ya n de c o n o m yf o rg e n e r a t o ru I l i t s，r e d u c i n gg e n e r a t i n gc o s t，o b t a i l l i n gm eb i g g e s tp e r l o m a n c e 1 1 1 i sp a p e rr e s e a r c h e st h em i l l i n gm 甜l o

11、 da I l dt l l es 仃u c t u r eo fm eb a nm i l l，w h i c hi so n eo fm ef i V e 撇i l i a r ym a c h i n e Si np o w e rp l a l l t 柚d 觚a 1)，S e st h ew o r kC 0 n d i t i o na l l dt h ep o t 肌t i a lo f 吼哪s a V i n go f b a l lm i l li n 也ep o w e rp 1 趾t n et e x tm 如l yi n 仃D d u c e St l l ef e

12、a s i b i l i t yo fs 锕J c t u r a l i m p r o V e m e n to fm es 协l c t u r eo fm eI I l i l l sb a r r e la n dm ei I l s t a l l i n gm ea u t o m a t i cb a l lf i l t e rf o rb a l lm i l lw i m 锄p h a S i s，b r i n g sf o 刑a r d st l l ei m p r o V e dm 劬o d so fm es t e e lb a l lm i l l，S o

13、m ed e s 谫i m p r o V e l l l e I l t so fm es t e e lb a l lm i l la r ea I c b j e V e d T h ep a p e rs i m u l a t e sm em a i np a n so ft l l er e c o n s 仃u c t e ds t e e lb a l lm i l lm a l(i n gu s eo fS o l i dE d g e T h en e wm i l l i n gm e t l l o do ft 1 1 eb a l lm i l li sf e a s

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15、 a l IF i l t e r S o U d E d g e声明尸明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文钢球磨煤机磨煤新方法研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文

16、的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：日期：2 通：!兰：劣导师签名：华北电力人学硕士学位论文1 1 课题来源及背景第一章绪论我国电力体制改革的主要任务是打破行业垄断，形成竞争机制，促进电力可持续发展。厂网分开，竞价上网，要求发电企业不断加强管理，提高发电机组运行的可靠性和经济性，尽可能降低发电成本，获得最大的效益。钢球磨煤机作为火电厂五大辅机之一，耗电量占火电厂自用

17、电率的2 5，因此，采取有效措施降低钢球磨煤机的电耗，节约电力资源是非常必要的。1 2 课题的意义1 2 1 课题的提出为了适应经济发展的需要，电力工业总产值、发电量、设备装机容量将不断增大，燃煤的消耗量也在不断增加。如此大量的原煤在送入炉膛燃烧的都要经过磨煤机，主要是钢球磨煤机的粉磨，所以钢球磨煤机设备的性能、制粉工作效率、制粉系统电耗、钢球和衬板的磨损情况与发电厂的费用投入和稳定运行息息相关。至2 0 0 3 年底，我国发电装机容量已达3 9 1，4 0 8 M W，其中火电装机容量2 8 9，7 7 l M W，占总装机容量的7 4 0 3，全国发电量1，9 0 5，2 0 0 G w，

18、其中火电发电量1，5 7 9，0 0 0 G W，占总发电量的8 2 8 8。火力发电厂供电煤耗3 8 0 k W h，厂用电率6 9 3，而发达国家如美国和日本供电煤耗是3 3 5g k w h 至3 4 0 k W h，我国火力发电厂的能源消耗偏高，仍然具有很大的节能潜力。按人均指标，中国人均拥有发电装机0 3 k W，人均年用电量1 4 6 0 k w h，大约是世界平均水平的1 2。目前还有近2 0 0 0 万人没有用上电，从这一点来说，中国电力工业的发展的任务是非常艰巨的，中国电力工业具有巨大的潜在市场。电力需求的大幅度提升，掩盖了电力可持续发展中的一些矛盾，火电机组存在的主要问题是

19、：(1)中小机组所占容量比例过大，全国6 M W 及以上机组的平均单机容量为5 1 M W 造成了电厂劳动生产率的低下和供电煤耗过高。(2)在电力能源结构中，煤电的比重过大，造成了环境污染严重和C O 的排放大幅度升高。(3)目前燃煤火电厂污染物(S 0 2，N O x、粉尘)排放还没有得到较严格的控制。(4)火电机组的调峰能力差，随电网的峰谷差加大，电网的调峰变得逐渐困难。据国民经济发展规划，2 0 2 0 年比2 0 0 0 年国内生产总值翻两番。电力工业是基础产业，其发展速度应略超前于经济发展速度，即电力弹性系统应等于或略大于l，l华北电力大学硕士学位论文但考虑到国内生产总值的能耗仍有较

20、大的挖掘潜力，且出现了一批相对耗能低的新兴产业，因此今后2 0 年的电力弹性数，按过去的经验可以选为0 8 左右。最近的预测与前几年的规划相比，电力发展速度加快了。2 0 0 5 年计划装机容量4 5 G w，实际完成5 0 G W。今后1 0 1 5 年电力规划装机容量数字在不断地刷新，最新的预测估计，2 0 1 0 年装机容量达6 6 0 G W，其中煤电4 8 4 G W，占发电装机容量的7 2 8。预计2 0 2 0 年全国装机容量将达到为1 0 0 0 G W，其中水电2 4 6 G w，煤电6 2 0 G w，核电3 4 G w，气电6 0 G w，油及新能源发电等4 0 G w。

21、今后1 7 年内，平均每年新增装机容量达到3 5 G w。在我国的新规划中将突出调整电源结构，从以下三方面出发进行电源结构调整：有效控制c 0 2 和s O x，N O x 粉尘的生成量和排放量。提高电网调整的灵活性。从能源的安全性考虑，根据国内可利用的资源及国外可借用的资源，优化发电能源资源的配置。2 0 2 0 年与2 0 0 0 年相比，电源结构的变化：表卜1电源结构的比例，水电煤电油电气电核电新能源2 0 0 0 年2 4 86 9 34 80 3O 7O 12 0 2 0 年2 4。66 2 01 06 03 43 0从表1 1 中可看出，煤电下降了7 3 个百分点，而气电、核电及可

22、再生能源发电的比例总共上升了近1 1 个百分点，这种能源结构的调整，意味着从经济上要付出更大的代价。因此，从经济性考虑，火力发电短期内还将占有相当重要的地位。火力发电厂是把化石燃料能源转换为电能的生产企业，在生产过程中除了火电设备本身的能源转换效率外，其众多的辅助设备也需要消耗电能，所以它本身也是能源消耗大户。火力发电厂消耗电能是以厂用电率来表示的。而占用电量的8 0 以上的是发电系统中的磨煤机、送、引风机、给水泵、循环泵五大主要辅机。根据2 0 0 3 年的统计数据显示我国与其他发达国家火电厂自用电率如下表1 2：表卜2 我围与其他发达圈家火电厂自川电率中困美国口木英围火电厂自朋电率()6

23、9 65 8 75 6 55 9 8由此看出，中国火电厂自用电率占有相当大的比重。而在采用煤粉燃烧方式的2华北电力大学硕士学位论文火力发电厂中，磨煤机作为辅机之一，它的电能消耗量约占厂用电量的2 5 左右，是火力发电厂最大的能耗设备。钢球磨煤机虽然可靠性高、煤种适性强，但是其缺点是设备大，振动噪声大、运行电耗高，经济性较差。因此，如何降低磨煤机的电耗是电厂降低厂用电，提高经济效益的重要内容。1 2 2 本文的研究内容随着我国电力事业的不断蓬勃发展，提高钢球磨煤机工作效率，降低厂用电耗是电厂非常重视的问题，同时改善工作环境，降低劳动强度也是文明生产，建设一流企需要解决的问题。本文主要做以下几方面

24、的工作：1、研究国内火力发电厂制粉系统及磨煤机应用情况，对钢球磨煤机的应用条件，以及现在国内火力发电厂钢球磨煤机的应用情况进行较为详细的介绍；2、分析火力发电厂钢球磨煤机的工作情况、研磨机理及节能的潜力：3、通过对钢球磨煤机工作机理的分析，提出钢球磨煤机的改造方法，对钢球磨煤机进行结构设计改进，以降低钢球磨煤机的耗电量；4、分析采用新磨煤方法后的钢球磨煤机的出力能力，分析钢球磨煤机的临界转速、最佳转速、钢球磨煤机的出力、功率等的计算等；5、利用S 0 1 i dE d g e 软件对改进后的钢球磨煤机主要部件结构进行计算机仿真。1 3 本课题的国内外发展现状及存在的问题1 3 1 钢球磨煤机1

25、 3 1 1 电厂磨煤机的选用磨煤机是将煤块破碎并磨成煤粉的机械，是锅炉制粉系统的关键设备。磨煤过程是煤被破碎和其表面积不断增加的过程，要增加新的表面积，必须克服固体分子之间的结合力，因而需要消耗能量。磨煤机主要是通过压碎、击碎和研碎三种方式进行工作的。其中压碎过程消耗的能量最省，研碎过程最费能量。各种磨煤机在制造过程中都兼有上面提到的两种或三种方式，但以何种方式为主则视磨煤机类型而定。根据磨煤部件的工作转速，电厂磨煤机可分为如下三种：低速磨煤机：转速为1 5 2 5 r m i n，如筒式钢球磨煤机；中速磨煤机：转速为5 0 3 0 0 r m i n，如中速平盘磨、中速环球式(E 型)磨煤

26、机、碗式(R P 型)磨煤机及M P S 型磨煤机等；高速磨煤机：转速为7 5 0 1 5 0 0 r m i n，如风扇磨煤机、捶击式磨煤机等。磨煤机的选择需要考虑到使用寿命、电耗等多方面原因。如何F 确合理地选择磨煤机类型，应成为一个需要研究的课题。华北电力人学硕七学位论文一、磨煤机的工作特性1、钢球磨煤机钢球磨煤机适用于磨制包括褐煤在内的所有煤种，煤粉细度的调节范围极广，对于可磨细数和磨损指数没有任何限制，特别适合于磨制无烟煤、劣质烟煤和贫煤，以及磨损指数K e 3 5 的煤种。其他类型的磨煤机，都比较难于满足燃烧所要求的煤粉细度。同时，对于K。3 5 的煤种，金属的磨损较大。虽然钢球磨

27、煤机钢损耗大，但添装方便，在正常运行时影响很小。但它也有许多不足，如系统复杂、运行电耗高、钢耗高、磨损大、漏风大、噪声大、不适合低负荷运行等。2、中速磨煤机中速磨煤机一般能适用于烟煤和贫煤的磨制，满足这两种煤对煤粉细度的要求，且具有启动快、调节灵活等特点，因而非常适用于单元机组的自控和采用简单的直吹式制粉系统。中速磨煤机具有系统简单、建设费用低、运行电耗小、节省钢材、占据空间小、危险性小等优点。但是，它也存在若干缺点：如对铁块、木块、石块等“三块”较为敏感，研磨件磨损严重，煤粉分配均匀性较差等。中速磨煤机的品种较多，但我国能够制造并且适合大容量锅炉使用的磨煤机，只有Z O M、R P和M P

28、S 型这三种类型。它们各自的运行特性如电耗、煤粉细度、煤粉分配均匀性、有效研磨金属量、使用寿命等也各不相同。3、风扇磨煤机风扇磨煤机适用于磨制高水分褐煤，其次是软质烟煤。风扇磨煤机有S 和N两个系列。S 型适用于磨制水分小于3 5 的褐煤和烟煤，N 型适用于磨制水分大于3 5 的褐煤。由于煤种关系，我国的大容量锅炉一般均采用S 型风扇磨煤机。运行表明，在各种类型磨煤机中，风扇磨的制粉电耗最低，根据统计资料，平均1 3 1 8 k W h t 煤。但其研磨部件损耗太大。若将电量使用费与材料费加在一起考虑，则运行的经济性与中速磨煤机相当。而且风扇磨煤机，煤粉细度的调节范围不大，对煤质变化的适应性不

29、好，因而J)(1 扇磨煤机在用于煤种多变的锅炉时应全面加以考虑。各类磨煤机的可靠性指标见下表1 3。表卜32 0 0 3 年低、中、高速磨煤机的可靠性指标运行系J。川系非计划停运磨煤机分类数数率非计划停运小时计划停运小时(小时台年)(小时台年)S F()A F()U O R()低速绻煤机6 0 3 69 2 3 41 0 35 5 0 96 1 6 1 4中速麽煤机6 4 0 79 2 4 80 6 83 8 1 56 2 0 3 5高速磨煤机5 3 9 08 9 3 7O 3 61 7 2 09 1 3 8 24华北电力人学硕十学位论文表1 3 中，运行系数S F()=运行小时统计期间小时1

30、 0 0；可用系数A F()=可用小时统计期间小时1 0 0；非计划停运率U O R()=计划停运小时计期间小时1 0 0。从表中可以看出：低、中速磨煤机的可用系数，非计划停运小时和计划停运小时数(9 2，3 8 5 5 小时和6 2 0 小时)与锅炉主机的相应数据相近，(9 2，1 1 3 小时和6 4 2 小时)。而高速磨煤机的可靠性指标就要差一些。这是由于高速磨煤机对煤种的要求比较严格，而我国这些年用于电站的燃煤质量较差，使高速磨煤机磨损严重，连续运行时间较短。因此近年来一般不再选用高速磨煤机。磨煤机非计划停运的主要原因，见下表1 4：表卜42 0 0 2，2 0 0 3 年磨煤机非讨划

31、停运的主要原冈主要原因占停运次数占停运小时磨煤机分类2 0 0 32 0 0 22 0 0 32 0 0 22 0 0 32 0 0 2低速麽煤机端盖裂纹振动O 1 95 4 25 4 7l O 5 7中速磨煤机漏粉漏粉3 8 21 4 2 92 1 69 3 3高速磨煤机销了断裂麽损破裂0 9 05 0 01 7 4 43 2 6 6据统计，影响低速磨煤机可靠性的原因有齿轮磨损、振动大、油润滑系统故障、端盖裂纹。影响中速磨煤机可靠性的原因有研磨件磨损失效、风环磨损失效、加载系统故障、油润滑系统故障、石子煤系统故障。影响高速磨煤机可靠性的原因有打击板和衬甲磨损失效、打击轮裂纹。二、对选择磨煤机

32、的建议目前，我国火力发电厂共有各型磨煤机6 5 0 0 台左右，其中钢球磨煤机3 6 0 0 多台，中速磨1 1 0 0 台左右，风扇磨1 2 0 0 台左右，球磨机所占比重超过二分之一。2 0 0 0 年我国燃煤火力发电厂燃煤消耗量为5 3 亿吨。这5 亿多吨煤大部分就是用磨煤机磨成煤粉喷入炉膛进行燃烧的。磨这么多煤，根据锅炉和煤质的情况，需要选用各种形式的磨煤机。发电厂选用磨煤机时，煤质是需要考虑的主要因素之一。不同煤矿的煤质有很大区别。判断煤种的优劣，大约有八项指标，即发热量、固定碳、挥发份、狄份、水份、含硫量、可磨性系数、磨损指数。其中，磨损指数表征煤在破碎时对金属的磨损性大小，和煤中

33、的石英、黄铁矿、菱铁矿的含量有一定关系。而可磨性系数则是用来表征煤被破碎的难易程度。可磨性系数是在研磨物料时所消耗的功(能量)与所产生的新的表面积的比。容易破碎的煤不一定是弱磨损性，而不易破碎的煤也不一定磨损性强。5华北电力人学硕十学位论文表1 5 列出了根据煤质和磨损指数选择磨煤机的一般原则。表卜5 煤的磨损特性与磨煤机的选型磨损指数(K。)K e 3 5煤的情况褐煤及部分烟煤烟煤煤中矿物质含量 1 2 应选磨煤机类型高速磨中速磨低速磨注：煤中矿物质含量指石英、黄铁矿和菱铁矿含量百分数火力发电厂对磨煤机的选型及制粉系统的布置除从锅炉型式、出力大小和负荷性质以及煤的发热量、挥发份、灰份、水份等

34、各项指标考虑外，还应该考虑煤种的磨损特性。例如，内蒙古呼和浩特发电厂 5 和撑6 机组，涉及煤种是内蒙古乌海市乌达矿物局的烟煤。该煤的磨损指数K。=1 8，矿物含量8(主要是黄铁矿)，根据表1 5 该采用中速磨。但是，电厂实际燃用的煤种混杂，而且煤中的杂质含量无法控制，只好采用比较耐用的D T M 2 9 0 4 1 0 型球磨机【2 1。国家的政策是大力提倡用中速磨，尽量用风扇磨，煤种差时采用球磨机。我国煤质不稳定，煤中含有铁块、石块、木块等杂质，使中速磨和风扇磨的推广受到了限制。不过，我国煤炭资源烟煤占7 5、贫煤占1 2、无烟煤占9、褐煤占4。可见我国电力用煤中贫煤和无烟煤占有相当的比重

35、，燃用这些煤种一般是采用钢球磨煤机(包括普通钢球磨煤机和双进双出钢球磨煤机)的制粉系统。另外，国内各火力发电厂所燃用煤种不固定，煤质时好时坏，所以干脆采用“皮实”的钢球磨煤机。目前钢球磨煤机的比重较大，这与我国煤的资源情况相称。1 3 1 2 钢球磨煤机改造措施的国内外现状钢球磨煤机是燃煤火力发电厂的主要设备之一。世界上各国资源分布不同，对煤炭资源匮乏的国家如日本等国，煤炭主要靠进口，一般总是进口质量好的煤种，如烟煤等，很少进口难燃的无烟煤。这些国家的燃煤火力发电厂都是采用中速磨煤机，几乎不用钢球磨煤机。对煤炭资源丰富，煤炭种类多，尤其是无烟煤和贫煤资源较多的国家，钢球磨煤机仍然是煤粉锅炉中首

36、选的制粉设备。近年来国内外对钢球磨煤机的研磨原理、机械机构、输送系统、传动润滑等各方面进行了改进，使之在提高研磨出力、降低电耗、延长检修周期、方便运行维护等方面有了新的提高。钢球磨煤机的缺陷及国内外改进措施主要有以下几方面：一、滑动轴承损坏磨煤机是保证机组安全运行的重要辅助设备，但国内现有磨煤机的润滑油系统的保护装置存在严重的安全缺陷。由于磨煤机轴承承载的负荷大、运行工况恶劣等6华北电力大学硕士学位论文特点，因此目前钢球磨煤机的轴承均采用滑动轴承。但是会存在轴承过热烧损即因局部温度过高而熔化，造成轴承乌金层破坏的情况。润滑油在轴承内形不成油楔，轴承熔化加剧，轴瓦温度及出口润滑油温度急剧升高，振

37、动加剧，磨煤机无法运行，严重影响安全生产。改进措施有：每月定期化验油质，发现油料变质及时滤油或更换润滑油；另外，在磨煤机结构方面，在轴瓦底部侧面安装测温装置，避开轴瓦冷却水区域，以正确反映轴瓦的真实工作温度；在合适的位置将对温度灵敏度高、测温精度高的热电阻直接埋入轴瓦，用电缆将测量信号接入控制系统，并通过控制系统设定5 0 0 C 低值报警、5 5 0 C 高值报警及6 0 0 C 动球磨机跳闸；另外，加装热敏式断流保护装置，如发生断油现象，程序对应设计出相应的报警信号【3】【4 1。二、进料端盖出现裂纹球磨机的工作原理是通过对原煤进行撞击、挤压、碾压等方法将其磨制成合格的煤粉，从而为锅炉稳定

38、燃烧提供必需的燃料。首先从球磨机的受力来看，简体不仅受到内部钢球的冲击，还受到自身、煤粉和钢球等重力的作用；其次，从进料端盖裂纹部位的结构来看，该部位附近开有用于固定端瓦的通孔，而开孔处是应力集中的地方；再次，该部位加工过程中其夹角呈9 0 0，未采用圆角过度，同样存在应力集中现象。经过长时间的运行，金属疲劳产生端盖裂纹。裂纹修复技术要点：变形量的控制；焊缝质量的控制；焊后残余应力的消除。具体的改进措施如下：增加空心轴与过渡圆角相接处的圆角半径，减少应力集中；提高过渡圆角部位的加工质量，消除机械加工刀痕；提高铸件的铸造质量，特别应消除过渡圆角部位处的央渣气孔等，采用探伤技术保证端盖的加工质量【

39、5】【6】。三、无料位监视系统料位是指磨煤机内煤的体积与减去钢球所占容积后筒体的容积之百分比。随着料位升高，钢球撞击、挤压、碾磨原煤的几率和程度增大，磨煤出力相应增大。同时料位升高，钢球落差将会有逐渐减小的趋势，势必减弱钢球对原煤的撞击力，降低磨煤出力，甚至造成满煤。因此理论上对应于现有磨煤设备和通风量有一最大磨煤出力料位，该料位所对应制粉系统出力为磨煤机的经济出力。钢球磨煤机无料位监视系统，该设备操作全部依靠操作人员的经验进行。经常给煤量偏低，造成制粉系统电耗高，浪费严重。改进措施：给钢球磨煤机安装上包括料位监控装置、音频传感器、屏蔽罩、音频电缆、功率电流变送器、料位相关量变送器等料位自动控

40、制装置。磨煤机料位自动控制系统是基于一种对各种类型钢球磨进行料位监控的专利方法和钢球磨优化运行的理论建立起来的。这种系统的不仅可较精确的测量料位，且通过料位自动控7华北电力人学硕十学位论文制使磨煤机运行在最佳料位上，这是通过连续自动控制给煤速度来实现的【7】。四、滚筒转速过高关于转速，我国历来沿用前苏联六、七十年代设计参数来生产制造。钢球磨煤机的磨煤理论基础是将钢球提升到理想的高度，使钢球达到可以抛下的最高高度，使钢球落差最大，从而利用钢球的落差势能完成冲击破碎。近年来实践证明，钢球磨煤机磨煤不仅靠钢球的冲击，还要考虑到钢球和煤以及煤块之间的相互挤压。为了充分发挥钢球冲击和挤压研磨两方面的作用

41、，国外的一些钢球磨煤机选取了最佳转速，使钢球磨煤机滚筒转速有所降低，降低了功率消耗【8】。五、清除废球不及时由于在钢球磨煤机筒体旋转过程中，简体不仅需要带动自身转动，还要带动钢球和煤块转动，因此钢球磨煤机需要承担很大的负荷。钢球在磨煤的过程中，会产生一定的磨损。当钢球直径小于一定的程度时，小直径的钢球就会成为废球。目前，国内钢球磨煤机一般情况下只有在大修时才剔除小直径的废球。原煤和钢球均由球磨机的入口加入，钢球随着球磨机的运行逐渐磨损。新球的加入与原煤的进入推动球磨机筒体内钢球向出口运动。另外，球磨机旋转时抛起的钢球在空中受到流动风力的作用，使钢球向出口方向运动。小钢球质量小，比大钢球更容易被

42、风力推动。改造措旄：球磨机的出口端加装自动筛出废球装置，使小直径的废球能够在磨煤机的运转过程中排出。既提高研磨效率，又减低小钢球引起的无效能耗【9】【10 1。六、衬板损耗由于钢球磨煤机在运行中需要钢球对煤块进行冲击、碾压后，才能制出合格煤粉。衬板也是研磨件之一，这些钢件往往质量较差，耐磨性不太好，钢球及衬板等的破损率较高。改进措施：提高钢球的装载量，可以充分利用钢球之间的挤压研磨能力，使钢球磨煤机的出力得到进一步提高。可是提高了钢球装载量，在钢球磨煤过程中，很多筒体衬板的强度及质量都达不到性能要求，运行中可能发生衬板磨损、衬板被钢球砸断，引起磨煤机故障停运。因此，把衬板工作面材料改成硬度更高

43、的材料，非工作面为普通铸钢的复合双金属衬板，提高了衬板的耐磨性能和强度，降低了衬板的磨损率，降低了电厂成本【l I】【2 1。七、制粉系统漏风钢球磨煤机工作中，煤粉需要进行干燥和携带。热风加入的量又和整个系统的通风量密切相关，热风量加大，干燥风增加，干燥和携带作用均增强。给煤量增加后，风粉浓度也加大，系统的通风量也要求增加。而磨煤机入口处漏风势必会减小华北电力人学硕士学位论文热风量，使磨煤机干燥能力降低、煤粉水分增加而影响磨煤机的出力；磨煤机出口处漏风，导致磨煤机内通风量减小，使磨煤机出力降低，排粉机负荷及电耗增加。因此漏风可能导致煤粉结块，煤粉湿度大，并影响煤粉的均匀性。解决措施：定期通过制

44、粉系统分别用正压法和负压发进行漏粉试验，以便及时发现隐蔽的大型漏风点，并对漏点及时进行修补和设备更换，减少系统漏风，降低制粉系统功率消耗【1 3】。八、噪声大钢球磨煤机在运转中产生的噪声达1 1 0 1 2 0 d B(A)，是电厂主要噪声源之一，不仅危害工人的身体健康还会使周围环境产生噪声污染，因此噪声问题一直是钢球磨煤机改造的一个重头戏之一。国内外均十分重视钢球磨煤机噪声的治理，进行了大量试验研究工作，获得了许多的治理方法，取得了很大的效果，有从声源入手的(对钢球磨煤机衬瓦与滚筒之间的减震隔声结构进行改造)，也有从声音的传播途径入手的(诸如加隔声罩、隔声护罩、吸声屏、空间吸声体、隔声间等)

45、【1 4】。九、制粉系统爆炸制粉系统爆炸原因主要有：燃煤挥发分增高，制粉系统设计不当，存在容易积粉的死角，制粉系统停运前没有对系统彻底吹扫，堆积的煤粉发生自燃，当再次启动时，产生火星引爆系统内的空气和煤粉混合物发生爆炸。改造措施：改善系统内部结构，消除落煤管处的热风管道不光滑部分，消除制粉系统内的积粉点；制粉系统加装足够的防爆门；处理磨煤机入口热风闸板漏风缺陷，防止在磨煤机停运期间磨煤机内温度过高；粗粉分离器出口加装快关闸板，既利于制粉系统的惰化，又起到当锅炉灭火或快速切断燃料的作用；在运行上，停止制粉系统时要将磨煤机罐体内的煤粉彻底抽净，防止积粉氧化自燃；要合理地控制设备的启动和停止周期，避

46、免个别制粉系统长时间停运【l5 1。十、整体结构的调整球磨机除了在细节结构上进行一些改进外，国外不少电厂还在钢球磨煤机的整体结构作了些调整：非常规结构的“双锥筒 式球磨机，复杂外形结构由前、后两个反向安装锥筒与中间短简相接而成。使大小钢球在锥处自动分类。“管”式球磨机，该型磨身全长截分成3 室。使大球阻拦在前一室又能令磨细后的小球滚到后室形成钢球沿磨长按大小分类的格局。非常规多段“管”式磨，该磨各室直径不同，可以实现研磨物(球)分类；装球量按室变更；钢球在不同室以不同“抛落”工况运作【l6 1。“锥筒 式球磨机，筒体呈锥状，研发者对研磨体做了如下点评：“无论是各O华北电力大学硕士学位论文个工作

47、载能体一一视球径大小而定的研磨钢球，还是全体钢球，是唯一能令其严格适应于锥筒全长的各个横截面，同时施行最佳钢球抛落运动，各自在这些断面内迥转【17 1。1 3 2s E 软件简介S o l i dE d g e(S E)是美国E D S(原U n i g r a p h i c sS o l u t i o n s 公司)基于W i n d o w s操作系统开发的、以价值为基础的、专门面向机械行业设计的普及型主流C A D 系统，有强大的三维实体造型和装配功能。U G 软件是E D S 公司开发的一个集C A D C A E C A M 于一体的软件，但缺乏标准件图库和常用件图库，S o l

48、 i dE d g e 能和U G N x 实现无缝集成，若在S o l i dE d g e 中建立标准件和常用件图库，并用于零件的设计和绘图，再将图形信息传输给U G N X 进行变成加工，可节约大量的加工成本。S o l i dE d g e 能使作为绘图软件使用的二维设计(A u t oC A D 文件、d w g 文件)正确地传输到s o l i dE d g e 环境，实现与数控加工程序等后续工作的连续，使数控加工的程序简化了7 0。S o l i dE d g e 的装配除料、创建内部零件、零件置换、镜相装配等功能为部件装配提供了极大的方便，它的装配爆炸图、运动仿真和运动干涉检查

49、功能使设计者能够观察装配件的运行效果、检验装配体的装配质量，其职能视图功能，可以对S 0 1 i dE d g e 的零件或部件模型进行任何角度的转动、防缩和渲染涂彩。S 0 1 i dE d g ev l6 版增加了新的设计方法一一“虚拟装配(z e r oD)”功能模块，允许设计者先定义产品的结构，用二维柿局表达产品的概念，将产品的主要部件显示在装配结构的“虚拟装配树”中，然后再进行零部件设计，是一种概念化结构设计。2 0 0 5 年4 月下旬推出S o l i dE d g eV 1 7 版中的标准件图库中的紧固件可以实现快速检测、高效安装；V 1 7 的“超越三维(E v o l v

50、et o3 D)功能能使设计人员更容易地从P r o E、S o l i dW b r k s 等其它设计环境转化到S o l i dE d g e 环境；V 1 7 强大的数据转换功能可以在S o l i dE d g e 环境中直接调用A u t oC A D 的二维设计图形文件(d w g)，并根据调入的二维图形很容易地生成三维模型。S 0 1 i dE d g e 是目前唯一将I n s i 曲t 技术这一设计管理工具直接嵌入C A D 系统的软件，I n s i 曲t 与C A D 无缝集成，将设计管理和基于网络的协作集成到一个单一的工具，它超级优越的核心造型和工作流程，极大地方便了