SPM2025型雙向可逆細(xì)碎機(jī)的研制

卓彥江，曾曉飛，范光宏

（山西中能建電力裝備有限公司，山西 太原 030031）

SPM2025型雙向可逆細(xì)碎機(jī)的研制

卓彥江，曾曉飛，范光宏

（山西中能建電力裝備有限公司，山西 太原 030031）

SPM2025型細(xì)碎機(jī)是適應(yīng)循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組大型化研制的新機(jī)型，以滿足800 t/h及以上細(xì)破碎能力的要求，研制中創(chuàng)新地采用了6排螺旋線的轉(zhuǎn)子、分段鉸接式碎煤板和濾風(fēng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)對(duì)檢查門、觀測(cè)孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到減小鼓風(fēng)量、加強(qiáng)密封、檢修觀測(cè)方便化、破碎粒度分布更合理的目的。

6排錘布置；鉸接碎煤板；上中下間隙調(diào)節(jié)雙鉸鏈檢查門；濾風(fēng)裝置

0 引言

隨著我國(guó)能源政策逐步完善、煤炭資源的逐步減少、科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤礦過(guò)去洗選淘汰的堆積如山的矸煤、貧煤、煤泥以及邊緣煤等低熱值煤成為可利用的資源。循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電機(jī)組專為燃燒劣質(zhì)煤而設(shè)計(jì)，其具有較高的可用率和熱效率、較低的煙氣含硫量、較好的燃料適應(yīng)性能、低負(fù)荷穩(wěn)燃性能和調(diào)峰性能等，得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組大型化對(duì)其配套大型燃料細(xì)碎機(jī)提出了更高的出力和粒度級(jí)配要求。

1 國(guó)內(nèi)目前細(xì)碎機(jī)配套情況及方案分析

目前國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電機(jī)組大多是300 MW級(jí)別的，其配套細(xì)碎機(jī)均為雙向可逆錘擊式細(xì)碎機(jī)，最大機(jī)型為1828型（轉(zhuǎn)子直徑1.8 m，破碎段長(zhǎng)度2.8 m） 和1634型（轉(zhuǎn)子直徑1.6 m，破碎段長(zhǎng)度3.4 m），其最大出力在600～700 t/h，無(wú)法滿足600 MW級(jí)別發(fā)電機(jī)組所需的800 t/h及以上出力的要求，

式中：k——物料硬度和破碎機(jī)結(jié)構(gòu)形式影響的系數(shù)，破碎煤時(shí)，k=10～15；

i——破碎比（選出料和入料粒度占85%～90%時(shí)的粒徑)；

d——轉(zhuǎn)子直徑，mm；

L——轉(zhuǎn)子破碎段寬度，mm；

n——轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，r/min。

參數(shù)k和破碎比i與破碎物料有直接關(guān)系，轉(zhuǎn)速n與物料硬度和錘頭的耐磨性有關(guān)，因此提高破碎能力只能通過(guò)加大直徑或加長(zhǎng)破碎段長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。1828型和1634型分別代表了加大轉(zhuǎn)子直徑和加長(zhǎng)破碎段兩種實(shí)現(xiàn)破碎能力的機(jī)型。

在直徑不變的情況下一味加長(zhǎng)破碎段長(zhǎng)度不利于系統(tǒng)設(shè)備的選型和布置，同時(shí)增加了土建成本，因此需要開(kāi)發(fā)通過(guò)增大直徑達(dá)到大出力的細(xì)碎機(jī)，SPM2025型細(xì)碎機(jī)就是在SPM1825的基礎(chǔ)上通過(guò)增大轉(zhuǎn)子直徑開(kāi)發(fā)的機(jī)型。

2 SPM2025細(xì)碎機(jī)的主要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及采用說(shuō)明

a） 轉(zhuǎn)子是細(xì)碎機(jī)的關(guān)鍵部件，SPM2025細(xì)碎機(jī)轉(zhuǎn)子直徑采用2 000 mm直徑， 錘頭組件按6排螺旋線均勻布置。

與 SPM18、SPM16等機(jī)型轉(zhuǎn)子相比，SPM2025型擁有更長(zhǎng)的周長(zhǎng)。若錘頭組件按4條螺旋線布置時(shí)，轉(zhuǎn)子錘頭之間的圓周長(zhǎng)（πd/4）比SPM18、SPM16系列要長(zhǎng)，比SPM16系列要長(zhǎng)25%。在各機(jī)型線速度相同的情況下，大機(jī)型轉(zhuǎn)速相對(duì)較低，在單位時(shí)間內(nèi)落料的速度不變的情況下，大直徑轉(zhuǎn)子單排錘頭破碎的料層相應(yīng)變厚，即破碎量增加。由于破碎行程相應(yīng)變長(zhǎng)，可滿足破碎要求，而通過(guò)增加大直徑轉(zhuǎn)子錘頭組件排數(shù)而減薄單排錘頭破碎的料層，既利于破碎效果又能增加破碎出力。因此SPM2025型雙向可逆細(xì)碎機(jī)轉(zhuǎn)子錘頭組件采用6條螺旋線均勻布置，可充分保證破碎粒度和出力要求（見(jiàn)圖1）。

錘頭是細(xì)碎機(jī)的關(guān)鍵易損件，錘頭采用雙金屬?gòu)?fù)合材質(zhì)。轉(zhuǎn)子線速度與物料的破碎力度有著緊密的聯(lián)系，線速度越高錘頭的動(dòng)能越大，對(duì)物料的打擊力越大，破碎硬質(zhì)物料的能力就越強(qiáng)，物料破碎的就越細(xì)小，相應(yīng)的錘頭磨損也就越厲害，有利也有弊。為保證錘頭的使用壽命，選用雙金屬?gòu)?fù)合材質(zhì)的錘頭，錘頭的頭部為硬度HB500—600的高鉻鎳鉬合金，下部連接處采用合金鑄鋼，通過(guò)中間的熱復(fù)合材料將兩種材料澆鑄成一個(gè)整體，該錘頭集高鉻鎳鉬合金優(yōu)異的耐磨性能與合金鑄鋼良好的綜合機(jī)械性能于一體，使錘頭具有了優(yōu)異的耐磨性能和抗沖擊的整體綜合性能。在線速度達(dá)到60 m/s及以上時(shí)仍能達(dá)到很長(zhǎng)的使用壽命。

圖1 SPM20系列與SPM16系列轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對(duì)比圖（mm）

b） 碎煤板體采用分段鉸接連接形式，碎煤板聯(lián)動(dòng)性好，與轉(zhuǎn)子間隙過(guò)渡平滑。

SPM18、SPM16系列雙向可逆細(xì)碎機(jī)的碎煤板均是整體設(shè)計(jì)。這主要是考慮到轉(zhuǎn)子直徑小、結(jié)構(gòu)布置方便，破碎行程較短，且上、下間隙單獨(dú)調(diào)節(jié)時(shí)對(duì)另一邊的間隙影響較小，甚至可忽略不計(jì)，所以選擇了整體設(shè)計(jì)。整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便。

SPM2025型雙向可逆細(xì)碎機(jī)轉(zhuǎn)子直徑達(dá)2 000mm，相應(yīng)的破碎行程比較長(zhǎng)，破碎物料時(shí)易產(chǎn)生過(guò)破碎。為了保證順利喂料且提高細(xì)碎機(jī)破碎較大塊的能力，設(shè)計(jì)時(shí)將入料脖頸段加長(zhǎng)，將入料口加寬，提高了大塊通過(guò)能力和入料的初速度，確保了入料更順暢。但也使SPM2025破碎板體為適應(yīng)入口結(jié)構(gòu)變得體型較大，這直接導(dǎo)致制作加工困難、制作成本高漲，上、下間隙單獨(dú)調(diào)節(jié)時(shí)對(duì)另一邊的間隙影響較大、碎煤板包線與轉(zhuǎn)子貼合間隙不均勻、間隙過(guò)渡不平滑，所有這些都將影響生產(chǎn)成本和破碎效率。

綜合分析以上情況，從制作成本、間隙均勻平滑過(guò)渡、調(diào)節(jié)方便等幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題入手，采用了分體碎煤板，每件碎煤板由上、下部板體通過(guò)鉸鏈連接。上支點(diǎn)兩端支承在上調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)滑塊和導(dǎo)軌上，通過(guò)上調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)上部間隙；中部調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)作用在上、下碎煤板連接的鉸鏈軸上，中部間隙介于上部、下部間隙之間；下支點(diǎn)為蝸輪蝸桿加絲杠裝置的下調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，下部間隙最小，控制最后出料粒度，其間隙不得小于20 mm，以避免錘頭與碎煤板撞擊損壞。

這樣設(shè)計(jì)的好處在于制作簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便、碎煤板聯(lián)動(dòng)性好、與轉(zhuǎn)子間隙過(guò)渡平滑。這樣的結(jié)構(gòu)能方便地調(diào)節(jié)破碎粒度和粒度級(jí)配（見(jiàn)圖2）。

圖2 碎煤板結(jié)構(gòu)即調(diào)節(jié)示意圖（mm）

c）中間機(jī)體設(shè)置濾風(fēng)裝置，減少上鼓風(fēng)對(duì)入料的影響。

雙向可逆細(xì)碎機(jī)，以轉(zhuǎn)子中心為對(duì)稱軸對(duì)稱布置，轉(zhuǎn)子兩側(cè)布置有相同的碎煤板。站在電機(jī)側(cè)看，當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，錘頭向下將物料打向左側(cè)的碎煤板進(jìn)行破碎，這時(shí)左側(cè)為破碎工作段，右側(cè)的碎煤板為空行程段；當(dāng)轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，錘頭向下將物料打向右側(cè)的碎煤板進(jìn)行破碎，這時(shí)右側(cè)為破碎工作段，左側(cè)的碎煤板為空行程段。破碎煤時(shí)破碎工作段向下鼓風(fēng)，形成細(xì)碎機(jī)排料口鼓風(fēng)，而空行程段向上鼓風(fēng)，形成入料口鼓風(fēng)。入料口鼓風(fēng)過(guò)大將阻礙入料，使入料變得不順暢，當(dāng)轉(zhuǎn)子線速度過(guò)大時(shí)，入料口鼓風(fēng)沖擊力將使得喂料極為困難，甚至于喂不進(jìn)料，嚴(yán)重影響細(xì)碎機(jī)的生產(chǎn)率。

SPM2025型雙向可逆細(xì)碎機(jī)在機(jī)蓋上部設(shè)置濾風(fēng)裝置，當(dāng)上鼓風(fēng)行至中間機(jī)體的固定破碎板時(shí)，固定破碎板將鼓風(fēng)導(dǎo)入其與碎煤板之間的縫隙，風(fēng)從縫隙上行進(jìn)入多排間隙10 mm的篩板，風(fēng)速進(jìn)一步減弱，而后沖向機(jī)蓋的直角結(jié)構(gòu)處回旋再減弱。該濾風(fēng)裝置減少了入料口鼓風(fēng)，保證了正常入料，從而確保了細(xì)碎機(jī)的生產(chǎn)率。

3 局部改進(jìn)

3.1 檢查門、觀測(cè)孔改進(jìn)成雙鉸鏈結(jié)構(gòu)，徹底解

決門密封問(wèn)題

針對(duì)以前現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)的部分細(xì)碎機(jī)檢查門密封不嚴(yán)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了雙鉸鏈檢查門，克服了單鉸鏈側(cè)門板因鉸鏈限制無(wú)法壓緊的問(wèn)題。雙鉸鏈有2個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)，檢查門的兩側(cè)均可設(shè)置壓緊機(jī)構(gòu)，使檢查門每個(gè)點(diǎn)能夠均勻地壓緊密封條，保證了密封的嚴(yán)密（見(jiàn)圖3）。

為了便于直觀觀察細(xì)碎機(jī)轉(zhuǎn)子和碎煤板的實(shí)際間隙，在機(jī)體的上、中、下分別設(shè)置了3組小觀測(cè)孔，以利于調(diào)節(jié)間隙時(shí)實(shí)時(shí)觀測(cè)間隙尺寸，避免間隙過(guò)小使錘頭打擊到碎煤板導(dǎo)致設(shè)備損壞，該觀測(cè)孔查看間隙直觀、可靠。觀測(cè)孔門板上固定有襯板，重量較重，為減少開(kāi)、關(guān)觀測(cè)孔的工作量，將觀測(cè)孔門板采用雙鉸鏈帶拐臂的連接方式，通過(guò)拐臂把手可輕松的開(kāi)關(guān)門，提高了檢修工作效率。

3.2 加裝手動(dòng)盤車裝置，方便間隙校核。

加裝了蝸輪蝸桿手動(dòng)盤車裝置，盤車后能很容易的與轉(zhuǎn)子脫開(kāi)，該裝置操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力，安全可靠。

圖3 雙鉸鏈檢查門

4 結(jié)束語(yǔ)

從小細(xì)節(jié)上著手，對(duì)小機(jī)型上發(fā)現(xiàn)的影響外觀、性能的小問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，從大的方面對(duì)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、選材和碎煤板結(jié)構(gòu)以及調(diào)節(jié)方式進(jìn)行了精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，通過(guò)以上結(jié)構(gòu)的精細(xì)設(shè)計(jì)，細(xì)碎機(jī)從整體性能上有了很大的提高，滿足了SPM2025型雙向可逆細(xì)碎機(jī)的性能要求。在帶載試車中，物料碎后成品的粒度和級(jí)配很好地符合鍋爐要求，粉塵檢測(cè)達(dá)標(biāo)，得到了業(yè)主的好評(píng)。

Research and Development of SPM2025 Bidirectional Reversible Fine Crusher

ZHUO Yanjiang,ZENG Xiaofei,FAN Guanghong
（Shanxi Xishan Thermal Power Co.,Ltd.,Taiyuan,Shanxi030031,China）

SPM2025 fine crusher is the new unit type adapting to the large-scale development of CFB generator unit to meet the requirement for 800 t/h and above.It innovatively adopts rotors with 6 rows of spiral lines,sectional hinged coal crushing board and air filtering structure.At the same time,the structures of inspection door and observation hole are improved for the purpose of blast volume reduction,strengthened sealing,convenient maintenance and observation as well as reasonable distribution of crushing particles with different sizes.

arrangement for 6 rows ofhammers;hinged coal crushingboard;upper,middle and lower gap adjustment double-hinged inspection hole;air filteringdevice

TD849.5

A

1671-0320（2017）02-0070-03

2016-12-21，

2017-01-20

卓彥江（1968），男，山西臨汾人，1990年畢業(yè)于太原工業(yè)大學(xué)機(jī)械制造工藝與設(shè)備，高級(jí)工程師，從事電廠輔機(jī)設(shè)計(jì)工作；

曾曉飛（1966），男，山西太原人，1989年畢業(yè)于太原工業(yè)大學(xué)金屬材料及熱處理專業(yè)，工程師，從事電廠輔機(jī)設(shè)計(jì)工作；

范光宏（1984），男，陜西榆林人，2007年畢業(yè)于太原科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，工程師，從事電廠輔機(jī)設(shè)計(jì)工作。