钢球磨煤机综合节能技术及应用.docx

          钢球磨煤机综合节能技术及应用                    摘要：本文通过对钢球磨煤机其生产工艺、运行规律及主要参数的研究，提出钢球磨煤机的最佳工作转速，并采用变频器-永磁同步电机直接驱动球磨机小齿轮的模式进行驱动，改造传统的异步电机-减速机驱动模式改造后的球磨机，在传动效率、功率因数上明显提高，维护频率大大降低，节能效果明显，具有很好社会经济效益关键词：球磨机；变频；永磁电机；节能1前言球磨机的作用是使煤颗粒变小，增大煤与空气的接触面积，使煤的利用率提高，减少生产成本但由于球磨机的运行功率很大，因此，能耗较大所以，需要对球磨机进行改造，提高其工作效率，节约能耗通过分析影响球磨机能耗的因素，提出解决方案，能够最大程度的减少其能耗，从球磨机的安装步骤到球磨机的系统升级都进行了优化，这样才能缩短工期，保证施工的顺利安全进行由于企业对球磨机技术的认识还远远不够，同样规格及同样粉磨工艺的系统，有些企业电耗高产量，有些企业磨机产量却很低，且高产量与低产量比例几乎接近一倍传统认为，球磨机粉磨系统产量低是由入磨物料的水分、入磨物料的粒度、物料的易磨性等因素引起的，但通过我们大量研究证明，这些因素对磨机的影响并不是主要的，甚至可以忽略，因这些因素在球磨机应用过程往往是无法回避和选择的。

2筒式钢球磨煤机工作原理该款磨煤机由电动机经联轴器、圆柱形的齿轮减速机、开式大小齿轮转动来给转动部提供动力使其转动转动部分的筒体内部装有研磨介质-小钢球当筒体开始转动时，钢球受到离心力的作用会在附着在筒体的上部分，当其达到一定的高度时，由于受到重力的作用，钢球会下落在此过程中，筒体内的煤在钢球的冲击和研磨下变成煤粉，筒体内有流动的热风，煤粉在热风环境下干燥后送入锅炉以备燃烧或者进入煤粉仓储藏起来3筒式钢球磨煤机工艺筒式钢球磨煤机是一种在干燥环境下将各种硬度的煤炭磨制成煤粉的设备目前该款设备最理想的处理对象是料粒度＜15mm的煤炭有关专业人员进行了实验，规定煤块的可磨性系数k=1，含水量≤7%，在R90号筛上的剩余量为6%-8%一般的火力发电厂都会引进这种类似磨机这种磨机的工作要求很低，只需要满足热风温度不超过300℃的条件，就能良好的工作要注意的是，当磨粉细度和可磨性系数发生变化的时候，机器出力会发生变化4球磨机安装和改造主要施工步骤如下所示:（1）首先需要将球磨机筒体支撑吊紧固定牢靠，将原前后轴瓦及轴承座拆除，接着进行测量调整球磨机筒体、减速机、电机、大小齿轮各项尺寸间隙，并且安装前后滚动主轴承底座，调整高度水平度及平行度。

2）将安装在筒体空心轴径上的滚动轴承安装到滚动主轴承的底座上3）安装轴承上盖、端盖、密封等4）安装球磨机的进料口、出料口5）调整电机、减速机、大小齿轮等相关尺寸及接触点5钢球磨煤机高能耗原因分析钢球磨煤机是利用转动的筒体，不断地带动大量的研磨体在筒体内对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，使物料达到成品细度要求球磨机一般采用异步电机—液力耦合器—减速机—小齿轮—大齿轮的模式驱动其效率不高，主要原因有：（1）液力耦合器在球磨机启动时可以起到缓冲作用，让电动机可以轻载启动，以减小启动电流，但球磨机属于恒转矩负载，在用液力耦合器调速时，其调速效率等于调速比，在低速时有近3/4的能量被浪费2）异步机和减速机的效率非常低（分别为86%和88%左右），并且存在着维护频繁、漏油等一系列问题3）我国球磨机的实际工作转速,一般取临界转速的70%~90%，如此宽的取值范围,势必给球磨机的转速选取带来较大的不确定性6系统改造方案通过对球磨机高能耗原因的分析，本次改造方案主要从两方面入手：一是通过分析球磨机的生产工艺、运行规律及主要参数，从而确定球磨机的最佳工作转速；另一方面是采用低速大转矩永磁同步电动机（效率90%，较传统模式提高15%）配套变频器直接驱动小齿轮，带动大齿轮转动，改造传统的驱动模式。

7球磨机的最佳工作转速分析根据大量的一线工作实际分析，球磨机要有粉碎效果，其转速率的值在10%-90%之间，矿料才能受到研磨体的冲击和研磨作用，因球磨机转速率低于10%，球磨机内的介质处于泻落状态，研磨体对矿石只有研磨作用，没有冲击作用，磨矿的效率极其低下；而当球磨机的转速过高,会超过其临界值，球磨机内的介质将处于离心状态，将不会再有粉碎效果为验证球磨机转速对粉碎效果的影响，本文把生产经验选取具有代表性的三个转速率，进行实验分析，分别为50%、70%和90%.由于球磨机用变频器进行转速控制，还需要计算变频器的输出频率表1转速率和变频器输出频率的对应关系球磨机的产量越高,并不能说明其粉碎效率就越高，而是要安单位产品的能耗，即产品的比能耗来衡量球磨机效率的高低表2磨矿50分钟后-200目以下粒度产品的产量表3磨矿50分钟后球磨机消耗的电能表4磨矿50分钟的比能耗从表4可以看出比能耗随着转速率和填充率的变化趋势,经过大量实践验证分析当转速率=0.69，填充率=0.33时,比能耗从取得最小值为0.97kW/hkg8变频器—永磁同步电机直驱球磨机设计8.1变频器选型与参数设置在球磨机行业，变频器选型时，考虑球磨机运行环境温度高和球磨机负载惯性大的特点，往往选择变频器功率比球磨电机的功率大一档或两档，以提高变频器的环境适应能力和带载能力,这种选型策略对变频器的使用寿命较好，但如参数设置不当，不利于球磨电机的保护。

因此当选型变频器功率大于电机功率时，要合理设置电机过载保护系数及变频器电流限制等参数，以实现电机的合理保护8.2球磨机驱动系统改造为了提高传动环节的效率，本次改造采用低速大转矩永磁同步电动机直接驱动小齿轮，带动大齿轮转动为了不影响生产周期，本次改造方案采用即换即用的原则，保证选矿厂的生产效益不受影响永磁电机起动后采用工频电源供电即可实现稳定运行，为了降低改造成本，本次改造采用一台变频器拖动多台（据实际情况确定数量）电机起动电机起动后将电机的端子引到电网上，在电网供电情况下，电机也可高效运行改造后供电系统采用一拖多的方式，即可根据场区情况，可由一台或两台变频器或驱动多台电机起动8.3球磨机轴承升级球磨机一般所使用的轴承为滑动轴承，这种轴承的工作效率不高，能耗大，差不多需要消耗1/3的电能它需要配备稀油站装置，耗油大，每次耗油近2吨，造成资源损失滑动轴承对安装、维护、运行的要求非常高，稍不注意就出现问题，后续检修非常困难，耗时耗力随着技术的发展，特别是超大型轴承的设计和制造技术的成熟，逐步使用滚动轴承代替滑动轴承，采用调心滚子轴承，提高设备运行的稳定性，节约能源，节约资源8.4润滑系统的升级最开始的球磨机所采用的润滑系统为滑动轴承系统，这种系统是使用油来进行润滑的，配备专门的润滑油站，而现在使用的是滚动轴承，因此，就要改变润滑方式，使用油脂进行润滑。

它能够减少施工步骤，还能够减少资源浪费，同时还能防止污染，减少跑冒滴漏等结束语钢球磨煤机是火力发电厂的主要制粉设备它具有较大的功耗，是发电厂的主要动力设备之一随着节能减排的不断推进，降低能耗是发电厂的一项重要节能措施为此，一些电力研究所和大型发电厂对降低钢球磨煤机的能耗进行了积极探索，特别是在提高磨煤能力方面，其理论基础发生了变化项目技术的开发应用，可解决目前球磨机工作效率低、能耗高的、维修频率高等缺点，为相关企业提供技术支持在提高球磨机生产效率、降低能耗企业的技术水平有整体的提高，项目技术的开发应用有着显著的经济和社会效益参考文献：[1]刘湛.钢球磨煤机轴瓦节能改造应用[J].包钢科技，2015(08)[2]时金甫周志红.钢球磨煤机的优化节能运行[J].能源研究与利用，2015(12)[3]曹永军.钢球磨煤机节能降耗改造的应用与研究[J].品牌，2015(04)[4]杨宁武.火电厂钢球磨煤机综合节能技术及应用[J].科协论坛(下半月)，2013(12)[5]吴保卫.磨煤机在锅炉节能降耗中的应用价值[J].科技传播，2016(08)[6]李志刚郭航朱跃华.低速大扭矩永磁直驱系统在火电厂钢球磨煤机的应用[J].山西电力，2018(02)[7]王瑞丽武伟王峰.高铬球少球技术在火力发电厂钢球磨煤机中的应用[J].河南电力，2012(12)[8]王瑞丽武伟王峰.振动料位分析技术在钢球磨煤机中的应用[J].华电技术，2018(03)  -全文完-。