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关于组合式齿辊细碎机和锤式细碎机技术经济比较摘要：电厂燃料破碎系统是影响循环流化床燃烧的主要因素之一，国内应用广泛的破碎设备主要锤式细碎机与组合式齿辊细碎机；通过对两种细碎机的工作原理、粘堵性、节煤、节能、降噪、投资等方面进行对比，分析两种细碎机的优缺点，提出作者对细碎机选择的观点。关键词：循环流化床；锤击式细碎机；组合式齿辊细碎机；工作原理；节煤；节能一、概述随着国内循环流化床电厂快速发展，使得国内CFB锅炉配套主要辅机-燃煤细碎机逐步国产化。目前细碎机主要有锤式细碎机和组合式齿辊细碎机两种，循环流化床电厂配置锤式细碎机时，一般需要配置粗筛分和粗破碎，以保证粒度小的燃煤分离出来，减小进入碎煤机的煤量，以减轻碎煤机的出力，节省电耗，而在燃煤进入细碎机前设置细筛，以防止细煤反复破碎，减小过细煤量，从而控制燃煤的粒度级配，但从实际运行情况来看，电厂来煤的颗粒组成（炮线、杂草、水分）都是很难控制的，加之下雨、除尘喷淋等因素，无法充分保证筛分效率。尤其是在燃料碎后粒度满足≤7mm的要求下，如果原煤水分＞12％，则经常造成堵煤。循环流化床电厂配置组合式齿辊细碎机时，由于齿辊细碎机属于剪切型分级破碎机，这类破碎机充分利用了岩石、煤炭、焦炭等的强度特性，通过对物料的剪切、拉伸、弯曲、刺破、折断、劈裂等作用实现破碎的目的；由于破碎原理先进，该种破碎机的节能降耗效果明显。以下就两种破碎机的工作原理、粘堵性、节煤、节能、降噪、投资以及维护等方面进行对比。二、组合式齿辊细碎机工作原理组合式齿辊细碎机从上至下分成两级破碎，工作时由两个电机分别带动破碎1.进煤口；2.粗破滚筒；3.护罩；4.细破滚筒；5.出煤口组合式齿辊破碎机原理图机两侧皮带轮，使上、下两齿辊相向差速转动。同级的两个辊筒相向运转，相互啮合。见附图齿辊破碎机原理图。当物料进入破碎机后，粒度较小的直接从两齿辊的中间间隙通过，此间隙相当于连续运转的空间格筛，使符合间隙（粒度）要求的物料自动落下，避免了较小物料被破碎。只有那些大于齿间间隙的物料才能在齿辊的轴向、径向受到劈、折、拉等形式的组合破碎，因而既避免了过破碎量的产生，也减少了无用功的耗费。四个辊筒均以一定的差速度运动，使两辊筒互相清扫，从而保证了物料在任何水分下破碎时不粘不堵。并且由于辊筒的减速运动，使物料在齿辊上不停的翻转，在物料的最薄弱处进行破碎，从而达到用最小的力迅速破碎物料的目的。由于破碎机最忌讳超硬物料（如较大金属块）进入机内，一旦进入，轻则使齿板断齿，重则使破碎机的主要零部件损坏。为了避免这种现象，一般需在进料口前增设电磁除铁器、金属探测器等。而破碎机是在线设备，其可靠性将决定整条生产线的可靠性。为避免超硬超大杂质进入到破碎机时强大的机械惯性会对设备主要零部件造成损坏，新一代组合式齿辊破碎机除通过电气控制系统在对电机进行过流、过载保护处，还具有闪退调节保护装置和工作付失速保护装置，使得组合式齿辊细碎机在使用过程中更加安全可靠。一方面，组合式齿辊细碎机主轴本身采用高强度、高韧性锻件，保证主轴有足够的强度和刚度。另一方面，破碎机设置了闪退调节机构。当组合式齿辊细碎机中进入了少量的不易破碎的超硬物料时，对于粒度小于退让行程（根据机型，为40-80mm）的超硬物料，破碎机闪退调节机构在0.06秒内迅速带动齿辊退让使超硬物料迅速通过退让的齿辊间隙而掉下去，避免堵料和损坏机器主要零部部件，并在0.06秒内自动迅速复位，避免影响生产。而对于粒度大于退让行程的的超硬物料进入破碎机时，当闪退距离超过设计闪退行程时，联接轴承座的安全销会被迅速剪断，同时发出停机指令，达到保护设备的目的。闪退调节机构还可调节轴承座而带动移动轴承座，从而调整辊筒间距，达到调整粒度的目的。由于四个辊筒在破碎腔中的一、二级破碎界面上形成的空气涡流方向相反，单个辊筒形成的空气涡流在破碎腔中被两两相互抵销，因而在入料口的空气负压和出料口的空气正压非常小，因而排风量很小，扬尘很小；根据对目前使用的组合式齿辊破碎机测定，齿辊破碎机工作时，周围每立方米空气中粉尘不大于8.216毫克。由于齿辊破碎机运动中心与设备本体中心重合，产生的扰力值很小（仅为1千牛），且由于四个辊筒以一定差速运动，使得破碎机在运行时各方向上的振动相互抵消，从而极大地减少破碎机对安装基础的冲击，设备运行时的动载荷仅为1.3倍静载荷（锤式破碎机为5-7倍）。因而使用本机无需安装振动平台。由于本机主要采用劈、折、拉破碎方式，因而产生的噪声很小，在1米处测定，仅83分贝。三、锤击式细碎机工作原理锤击式细碎机的结构包括：机壳体、转子组件、破碎板、筛板或筛条，转子组件由转子轴、吊盘和锤头组成，锤头通过锤柄悬挂在转子吊盘上。破碎膛为对称式结构，设置有两个分离的破碎膛，转子组件可以逆向向旋转，通过简单的变换转子运转方向，可以选择在任一破碎膛中破碎。工作原理：物料从喂料口落下进入两个破碎膛之一，与高速旋转的锤头相撞击，被破碎的物料以很高的速度撞击在有一定间隙的蓖条上，粒度较大的物料经过反复破碎，破碎后符合要求的细小物料通过蓖条缝排除。四、过破碎与粘堵方面现运行的配套CFB锅炉的细碎机进煤口大多没有设计筛子，只设置一级或两级环锤式粗碎机破碎，原煤未先经过筛分就进行破碎，当原煤粒度较小时存在严重的过破碎现象，且煤尘量大大增加。细碎机进口大多没有设计筛子的原因是煤水分较大时易堵塞筛孔或受系统和空间场地的限制。煤水分较大的原因多是没有设计干煤棚或储煤筒仓。一般来说，在破碎机有干煤棚且干煤棚足够大、供煤干燥的情况下，破碎机都不会粘堵。但如果没有干煤棚或供煤较湿的情况下，一般水分超过8-12%（不同的煤种粘堵程度不一）时，锤式破碎机很容易发生粘堵。国产或进口可逆锤击式（细）破碎机装置系统在设计上放弃了出口易导致堵塞的筛板设计，靠出口间隙的调整来控制粒度，实际生产证明出口间隙的调整手段不是很理想，因为锤臂是铰链连接静态是受重力作用自然垂下，静态和动态的出口间隙差别很大。不能对劣质煤特别是矸石有效地破碎，为了不损坏设备采用调大出口间隙让矸石放行的办法，造成燃煤粒度不符合要求。燃煤的粒度大于8-10mm时，若维持在设计风量下运行有可能使粗颗粒沉积而引起事故，这是我国循环流化床锅炉不能长期稳定运行的主要原因之一。组合式齿辊细碎机特点是破碎比大，对破碎物料水分无任何要求，不粘不堵；由于均匀布料装置和细筛粉装置合为一体的独特设计，彻底消除了过破碎现象；粗碎和细碎紧密组合设计故无需在入口安装吸尘装置；噪音少，振动小，粉尘少，功耗低；出料粒度可调；采用液压自动退让装置和杂物清除装置，能有效地防止非铁磁性合金块状物、硬石块对齿辊的破坏和木块及柔性物体对齿辊正常工作的危害。因此组合式齿辊细碎机在使用过程中不受燃煤水份影响，不会出现粘堵现象；结构特点确定不会出现过破碎现象。五、节煤方面影响锅炉热效率的因素很多。对一般燃烧较正常的CFBB炉渣的含碳量均能达到1．8％以下，而飞灰含碳量则高达30～50％，甚至更高。这就使得锅炉仅机械不完全燃烧热损失就达到10％以上甚至超过20％。加上其它各项不可避免的热损失(约10％或更多一些)，致使锅炉热效率非常之低。显然，要提高CFBB的热效率，必须在减少其它各项热损失的同时，突出解决飞灰的燃烬度问题。而飞灰的燃烬度与过破碎量成反比。过细的颗粒在炉内的停留时间较短，末完全燃烧就被带出炉膛，而被带出炉膛的煤粒在分离器内末被分离，就随烟气进入尾部烟道，在尾部烟道内燃烧，往往造成飞灰的可燃物大大增加，分离器顶部及烟道出现过热现象，不但加大烟道管壁的磨损，而且降低了煤碳的燃烧效率。所以，CFBB要求严格控制其中小于1mm煤粒不大于30％。齿辊式破碎机和锤式破碎机的破碎原理不一样，不会产生过破碎现象。组合式齿辊细碎机运用的是硬性破碎原理和拉破原理，在破碎过程中，辊筒之间有一定的间隙，且在正常破碎过程中间隙是保持不变的，其破碎粒度是由其辊筒之间间隙决定，辊筒只对大于间隙的物料才进行破碎，小于间隙的物料就不再破碎而通过辊筒的间隙直接落下，因此基本不产生过破碎；而任何锤式破碎机采用的是击打破碎原理，由于锤头高速旋转，破碎机会对与破碎锤头和锤板之间的所有物料无选择进行破碎，也就是说，破碎机要对本来不需要再破碎的物料进行再破碎。这样，就导致过破碎大大增加，细粉大大增加。对CFBB来说，无疑就会降低燃烧效率。往往无堵塞破碎机破碎后的物料随便抓一把，目测均可发现为细颗粒及细粉状，过粉量相当大。根据对四川白马、平煤集团坑口电厂等企业耗煤量统计数据表明：这些企业使用齿辊式破碎机和使用锤式破碎机相比，每度电节约用煤3%-5%左右。宁波光明热电有限公司原使用的是锤式破碎机，在全面考察了齿辊式破碎机使用效果的基础上，得出了这样的结论：他们目前每年使用燃煤30万吨，非常保守地计算，假如煤耗每下降一个百分点，可节约用煤3000吨，一年估算可节约159万元，经济效益相当可观；加之该厂使用的是烟煤，按照烟煤市场价格每吨530元，一天使用1000吨，而粘度较高的白煤的市场价格500元/吨，如使用组合式齿辊细碎机后可添加白煤而不堵煤，一天添加450吨，一个月就可降低生产成本40.5万元，估算一年可降低生产成本492.75万元。综上所述，该公司仅燃煤费用最保守算一年就可以节约552.75万元。六、节能方面在破碎煤炭、焦炭、石灰石等中硬物料时，剪切型分级破碎机的能耗为0.21～0.45kW·h/t，颚式破碎机0.46～1.5kW·h/t，反击式破碎机0.94～1.27kW·h/t，环锤破碎机0.86～1.24kW·h/t，传统组合式齿辊细碎机0.35～0.56kW·h/t。以每小时出力250吨的破碎机为例，一台250吨锤式破碎机电机功率为310KW以上（如果是两级破碎的话用功率更大），每天运行8小时，用电量为2480度。组合式齿辊细碎机电机功率为165KW，每天工作8小时，用电量为1320度，每天可节约1160度电，每度电按上网电价0.56元计算，每天可节约649.6元，估算一年可节约19.488万元（一年按6000小时计算）。七、节省投资方面1、不需要除尘器投资。锤式破碎机转速非常高，鼓风量很大，加之过粉量大，不可避免地引起粉尘飞扬。需要投入除尘器来解决扬尘问题，增加固定资产的投资和维修点；组合式齿辊细碎机四个辊筒在工作中所产生的空气涡流在一二级辊筒间形成的破碎腔中相互抵消，因此破碎机的进料负压和出料正压之间绝对差值很小，破碎机负荷运行时略有风感，鼓风量不大于1000m3/h，加之破碎机基本不产生过破碎量，因此扬尘很小，不需要另外投入除尘器除尘（四川环境保护局编号为0408032的空气废气监测结果显示，在组合式齿辊细碎机工作时周围空气总悬浮物颗粒为8.216mg/m3）。2、不需要减振平台投资。锤式破碎机的动载荷是静载荷的5-8倍，在设备运行过程中会产生很大的振动需要增加投资减振平台来减低其产生的振动，组合式齿辊细碎机利用工作副不同振动频率两两相互抵消，使主机的振动和噪声极低，动载荷只有静载荷的1.3倍。不需要再投资减振平台来保证设备的安全运行。3、无需振动筛。由于组合式齿辊细碎机在破碎物料时是有选择的破碎，物料是全进全出，系统无需振动筛。4、基建投资的减少。使用组合式齿辊细碎机由于取消了振动筛，去掉了筛分系统，所以破碎楼至少要比锤式破碎机矮一层，这样基建会节约不少资金。5、不需要高压变压器。一般250吨以上的锤式破碎由于电机在280千瓦以上，电压等级为6000V或10KV，属于高压电机，因此需要配备高压变压器。而组合式齿辊细碎机电动机电压等级为380V，属于低压电机，无需变压器。八、减噪方面锤式破碎机由于采用的是击打破碎理论，运行中噪音比较大。一般噪音都在100dB(A)以上，严重影响输煤工人身心健康，组合式齿辊细碎机由于采用的是噪音最低的劈、折、拉破理论，噪音只有85dB(A)，与异步电动机相接近。综上所述，组合式齿辊细碎机，不仅能取得非常良好的经济效益，而且能够提高生产效率，防止环境污染，节约能源，保护职工身体健康，取得良好的社会效益。