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1、n華電翕科,HeoMg T 摘要：针对循环流化床锅炉对人炉煤粒度要求较高的特点，对循环流化床锅炉破碎设备的选 型进行了详细分析。希望本文能对其他循环流化床锅炉原煤破碎设备的选型提供一定的借 鉴。刖言随着国家能源结构的调整和循环流化床锅炉技术的不断进步，国内采用循环流化床锅炉的电 厂呈上升趋势。循环流化床锅炉对入炉煤粒度级配（燃料粒度级配：强调的是燃料的粒度组 成及分布，需保证各种尺寸的颗粒所占的份额合理）要求较高，由于燃料粒度级配不合理会 导致锅炉效率下降、厂用电提高、锅炉可用率低等一系列问题，因此循环流化床锅炉入炉煤 筛分、破碎设备的选择非常重要。随着循环流化床锅炉蒸发量的增加，其耗煤量也相
2、应增大， 国内应用较多的小出力燃煤筛碎设备已经不再适用。能否寻找到适合300MW、600MW甚至 将来可能出现的1000MW大型循环流化床锅炉的燃煤筛碎设备，这给燃料输送专业提出了 新的课题。1筛碎系统布置方式循环流化床锅炉筛碎设备的选型应根据来煤粒度和入炉煤粒度（锅炉对燃煤粒度的要求）来 确定。目前循环流化床电厂的燃煤筛碎系统有以下几种布置方式。方案a： 级筛分、一级 破碎（或不设筛分设备，直接采用一级破碎）。方案b：不设筛分设备，采用二级破碎，两级 破碎设备布置在1座碎煤机室内。方案c： 一级筛分、二级破碎布置方式。输煤系统中设2 座碎煤机室，一级碎煤机室内布置粗筛分、粗破碎设备，经过一级
3、筛分破碎后燃煤粒度达到 30mm以下。在二级碎煤机室内布置细粒破碎设备，经过细碎后，燃煤粒度达到循环流化床 锅炉入炉煤粒度要求。方案d：二级筛分、二级破碎的布置方式，即在c方案的基础上，在 二级破碎前增加一级细筛分设备。方案e：三级筛分、二级破碎的布置方式，即在方案d的 基础上，在二级破碎后再增加一级细筛分设备，其筛上物可返回至破碎设备再次破碎或运至 煤场，筛下物进入锅炉燃烧。目前国内大型循环流化床锅炉电厂中通常采用方案c与方案d的布置方式，方案e在近几年 的工程中也得到越来越多的应用。2燃煤破碎设备的要求常用的循环流化床锅炉燃烧煤矸石、煤泥和洗中煤，其中需经筛分、破碎的是煤矸石和洗中 煤。以
4、国内常规300MW循环流化床锅炉为例：耗煤量约250t/h，来煤粒度约300mm,入 炉煤粒度要求约10mm,破碎比达30或更高;根据火力发电厂设计规范（GB50660-2011） 规定，“上煤系统带式输送机的出力不应小于对应机组最大连续蒸发量时、燃用设计煤种与 校核煤种两个耗煤量较大值的135%”，根据火力发电厂运煤设计技术规程第1部分:运煤 系统（DL/T5187.1-2004）的规定，“循环流化床锅炉细碎机的额定出力，宜不低于运煤系统 的额定出力”，因此，2台300MW循环流化床锅炉电厂采用一套双路上煤系统、不设煤筛时， 单路系统破碎机的出力应不低于675t/h;循环流化床锅炉燃煤破碎设
5、备的选型在满足破碎出 力的前提下，同时应满足循环流化床锅炉燃料粒度分布曲线，破碎效率95%;循环流化床锅 炉入厂煤中往往含铁块、木块、石块等杂质较多，这就要求破碎机应有防杂物损坏措施，使难破碎物可顺利通过破碎机内部并不损坏破碎机;破碎设备还需满足被破碎物料的物性，主 要包括物料硬度（破碎难易的决定因素是物料的抗压强度，由于同一物料测出的抗压强度数 据差异很大，因此实际工作中常用物料的硬度表示其易碎性）、含水量、粘性、密度、爆炸 性、腐蚀性等，对于煤矸石和洗中煤主要需满足其硬度及含水量特性。综合以上四点，循环 流化床锅炉燃煤破碎设备应满足大破碎比、大出力、高效、杂物闪避、符合燃料物性的要求。要满
6、足入炉煤粒度10mm的要求，可采用一级破碎或两级破碎，一级破碎仅通过单级设备 即可满足来料粒度300mm、出料粒度10mm的要求，两级破碎通过串联的二级设备可将来 料由300mm破碎至一定值，再经第二级设备将来料进一步破碎至10mm;要满足破碎出力， 要求单台破碎设备出力即可达675t/h,或2台破碎设备并联可达到675t/h,但2台以上破碎 设备的并联将使碎煤机室外形过于庞大，且并联中的任何一台设备出现故障都将使该路破碎 系统出力无法达到额定值，整个系统的可靠性降低;要满足循环流化床锅炉燃料粒度分布曲 线及高破碎效率，则和燃料煤化程度、破碎机的破碎机理（对破碎物料的主要施力）有关，符 合来料
7、特性的破碎机理才可能将复杂的来料破碎至符合循环流化床锅炉燃料粒度分布曲线 的颗粒;要满足杂物闪避的功能，要求破碎设备的破碎部件具备柔性连接、运转灵活的特点 煤矸石和洗中煤的莫式硬度一般在25之间，较一般烟煤为高,Mar （收到基全水分）在10% 15%之间，属中、低硬度且含水量适中的物料，绝大多数破碎设备都可以满足煤矸石和洗中 煤的硬度及Mar要求。3主要破碎机械适用性分析固体物料在外力的作用下，克服物料的内聚力，使大颗粒破碎成小颗粒的过程称为粉碎。物 料的粉碎机械大体分为破碎机和粉磨机。按照构造与工作原理的不同，常用的破碎机械有如 下几类：颚式破碎机、锤式破碎机、圆锥破碎机旋回破碎机）、反击
8、式破碎机、辊式破碎机 常用的粉磨机如下几类：球（棒）磨机、无介质磨机、碾磨机、振动磨、气流磨。根据物料粉 碎后的粒度大小，通常将粉碎分为五个阶段，其中破碎可分为三个阶段，为粗碎段（入料粒 度3001500mm，出料粒度100350mm）、中碎段（入料粒度100350mm,出料粒度20 100mm）、细碎段（入料粒度20100mm，出料粒度520mm）;粉磨也可分为粗磨段和细磨段， 一般都是一个粉碎段（入料粒度519mm,出料粒度0.0740.4mm）。可见，循环流化床锅 炉燃煤破碎设备需要的破碎阶段为中碎段及细碎段，不需粉磨设备。以下，对几种主要的破 碎机械对破碎循环流化床锅炉燃煤的适用性分别
9、进行介绍。3.1颚式破碎机颚式破碎机，是依靠偏心轴带动活动颚板作周期性的往复运动，把进入定颚板和动颚板间的 物料压碎。颚式破碎机适用于莫氏硬度7级以下的高、中硬度物料的粗、中、细碎。现有 颚式破碎机按动颚的运动特征，分为简单摆动型、复杂摆动型和混合摆动型三种型式。简 单摆动型又分为PJ型、JC56型、PEJ型、PEXZ - 150X750细碎型，其中复杂摆动型破碎 机又分为PEF复摆型、PE系列复摆型、PES系列复摆型、PEX复摆细碎型、PEXS复摆细碎 型，混合摆动型又分为PEY型液压保护型、PJQ强力型、PSH系列双腔回转型。其中诸如 PEXZ - 150X750细碎型、PEF复摆型、PE
10、系列复摆型、PES系列复摆型、PEX复摆细碎型、 PEXS复摆细碎型、PSH系列双腔回转型都能够将物料破碎至10 mm以下，但其出力均不 超 过50 t/h ;由于其破碎机理之故，无法将来料破碎至符合循环流化床锅炉燃料粒度分布曲线，破碎效率低。总体来说，颚式破碎机无法满足大型循环流化床锅炉燃料破碎的要求。3.2辊式破碎机辊式破碎机，是一种较古老的破碎机械。辊式破碎机的破碎机构是一对或几对相互平行水平 安装在机架上的圆柱形辊子，辊子间相向旋转，物料加入到喂料箱后落在转辊上面，并在辊 子表面摩擦力的作用下，被带进转辊之间，受到辊子的挤压而破碎，破碎后的物料被转辊推 出，向下卸落。因此，辊式破碎机是
11、连续运行的，且有强制卸料的特性，常用作中、低硬度 物料的中、细碎。按辊子的数目，辊式破碎机可以分为单辊、双辊、三辊和四辊四种型式； 按辊面形状，可以分为光面、槽面和齿面辊式破碎机等三种。其主要优点在于：结构简单， 机体紧凑轻便;价格低廉;调整破碎比方便;过破碎现象少;对于粘湿物料其破碎效果比颚式破 碎机、圆锥破碎机要好。主要缺点在于：生产能力低，在给料粒度50mm左右条件下，传 统的双辊、四辊式破碎机都可以将物料破碎到10mm以下，但出力仅能达到60t/h;由于其破 碎机理之故，无法将来料破碎至符合循环流化床锅炉燃料粒度分布曲线，破碎效率无法达到 大于95%;出料粒度较小时辊齿易堵塞;大出力辊
12、式细碎机由于齿辊较长，设备体积较庞大， 必须严格保证布料均匀，否则因辊子磨损不均会导致细碎机下产品粒度也不均匀，而且大出 力辊式细碎机因辊子易磨损使维修量增加;对铁块、木块等杂物的闪避功能较差，当来煤中 存在杂物时易引起破碎机故障;对于矸石含量高的硬度较大的劣质燃料适应性较差。传统辊 式破碎机用于电厂内碎渣机较多。经改进的新型辊式破碎机可将50mm来料破碎至10mm 以下，最大出力可达500600t/h,但由于其仍存在煤种适应性差、出料粒度难控制等问题， 因此仅在少部分循环流化床锅炉电厂中得以应用，未得到推广。近年国内制造厂自主研发的四齿辊式破碎机，机内设有两对相向转动的齿辊，将粗、细两级 破
13、碎合并在一起，可将300500mm的大块物料不需另外筛分一并进入破碎机，可破碎到8 13mm。国内600t/h及以下出力的设备已有较多的投运业绩，800t/h四齿辊式破碎机正在安 装中，已投运的产品在业主中反响较好。3.3圆锥破碎机圆锥破碎机,其工作部件是两个截锥体。一个是动锥（内锥），固定在主轴上；另一个称定 锥（外锥），是机架的一部分，是静置的。动锥沿着定锥的内表面作偏旋运动，靠拢定锥 的地方，该处的物料就受到动锥挤压和弯曲作用而破碎，偏离定锥的地方，已经破碎的物 料由于重力的作用就从锥底落下。圆锥破碎机的工作原理是对物料施加挤压力，使物料在 两个锥面之间同时受到弯曲力和剪切力的作用而破碎
14、，物料破碎后自由卸料。圆锥破碎机 的破碎机理决定其可用于高或极高硬度物料的粗、中、细碎。圆锥破碎机按用途可分为粗 碎和中细碎两种；按结构与功能可分为悬挂式、托轴式和振动式三种。其中PYB、PYD、PYZ、PYT弹簧型、PYX1600单缸液压型、PYS - B型、PYY - D多缸液压型、PYY - T单缸液 压型圆锥破碎机在给料粒度40130 mm条件下，可将物料破碎至10 mm以下，但 由于其破碎原理决定其破碎速度慢，最大生产能力仅能达到360 t/h，且设备外形庞大， 如PYD2200型弹簧圆锥破碎机，设备外形尺寸达7.7 mX3.43 mX5.06 m ;由于 其破碎机 理之故，无法将来
15、料破碎至符合循环流化床锅炉燃料粒度分布曲线，破碎效率低。其常用 于矿ft矿石破碎、建筑石料破碎、金属 矿石破碎、固体废弃物处理等行业。n華電翕科,HeoMg Tech3.4卧式转子类破碎机卧式转子类破碎机，包括锤式破碎机、环锤式破碎机、反击式破碎机、笼式破碎机、链式破 碎机等。3.4.1锤式破碎机锤式破碎机，物料受高速回转的锤头的冲击和物料本身以高速向固定衬板冲击而使物料破 碎。锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子（又称锤头）的转子。转子由主轴、圆盘、销轴和 锤子组成。电动机带动转子在破碎腔内高速旋转。物料自上部给料口给入机内，受高速运动 的锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而破碎。锤式破碎机多用
16、于破碎中、低硬度且含水率 适中的物料，并且适合于破碎纤维结构、弹性和韧性较强的物料。锤式破碎机类型很多，按 转子数目分为单转子锤式破碎机和双转子锤式破碎机;按转子回转方向，分为可逆式和不可 逆式;按锤子排数，分为单排式和多排式;按锤子在转子上的连接方式，分为固定锤式和活动 锤式。其中，可逆锤击式细碎机因其破碎后物料粒度分布合理、破碎效率高、锤头可顺利的 让过难破碎物、易磨损件使用寿命较长、易于检修维护、出料粒度调节方便、出口风量小等 特点，目前在国内已投运或在建的大型循环流化床锅炉电厂中采用较多。其可以相对容易地 将50mm来料破碎至10mm以下，而且出力也可以做到650t/h或者更大。四川白马600MW 循环流化床锅炉电厂采用可逆锤击式细碎机。早期国内大型循环流化床锅炉工程中采用国外进口大出力可逆锤击式细碎机的较多，且均为 整机进口。采用较多的国外进口细碎机品牌有：德国FA
