CN102716786A - 源自钢球碰撞频率和能效研究的磨煤节电新技术 - Google Patents

Abstract

源自钢球碰撞频率和能效研究的磨煤节电新技术。不同煤料在不同可磨性指数HGI值时，装球量、钢球配比的合理量、制粉效率，差别很大。钢球磨煤时，须根据大小不同钢球的碰撞能量、碰撞频率、碰撞次数、运动幅度，考虑与具体煤料HGI值下的制粉出力的对应关系。本发明技术的应用主要解决球磨机磨煤时普遍噪音大，单产电耗高，钢球和衬板消耗大的问题。本发明技术方案实施时可供选择的参数范围宽，可操作性强，节能降耗效果明显。应用推广中，技改操作受投资成本因素的干扰阻力小。

Description

源自钢球碰撞频率和能效研究的磨煤节电新技术

所属领域  本发明属于煤炭制粉的一种节电新技术，主要用于火电厂、水泥厂以及其它需煤炭制粉的企业钢球磨煤设备。 

背景技术  现通行的钢球磨煤技术，与钢球磨水泥生、熟料，磨矿料的技术差异不大。球磨机钢球应用的技术研究极少涉及钢球碰撞能量强弱、频率高低等，也极少涉及不同物料自身可磨性、润滑性、流动性与钢球直径大小、装量多少之间的关系。公开文献中，论及钢球研磨效率时，基本停留在“平均球径”、“研磨体与物料接触面积”、“多级配球”、“两级配球”和“装球量”、“球料比”、“填充率”的技术层面上。钢球研磨具体物料过程中，球与料碰撞能量的强弱、钢球运动能量传递和碰撞频率以及它们对制粉效率的影响，尚缺乏研究成果的应用。所以往往某种钢球的使用技术方案在此时、此地、此物料、此规格型号球磨机中效率很高；而彼时、彼地、彼物料、彼规格型号球磨机中效率却很低。 

现有技术中，钢球大小的选用和装填量的多少，取决于磨机型号规格、物料种类、填充系数。与不同物料或同类物料的不同物理、化学特性的变化规律，没有多少对应关系。 

对于煤炭的钢球制粉，根据煤炭可磨性指数HGI值大小及其变化规律，根据煤炭润滑性好，煤粒煤粉堆积密度小，流动性好的特性；再根据大、中、小钢球碰撞能量强弱、碰撞频率高低、碰撞次数多少，采用与之相对应的钢球大小组合与合理装量的高效节能降耗技术方案的应用，尚未发现。 

所以现有磨煤机的钢球应用技术，是与其它物料制粉的钢球应用技术没有明显差别的。因此，现有磨煤机钢球应用技术存在如下缺陷：①制粉过程中噪音大；②单产电耗高；③钢球消耗量大。 

研究发现一、球磨机的钢球碰撞能量强弱、频率的高低、碰撞能量的分布和传递等，在具体物料的制粉过程中，与物料本身的物理、化学特性存在着合理与否的对应规律。 

二、煤炭这类物料，随可磨性指数HGI值的不同，具体的常规磨煤的钢球应用技术方案，处在合理与不合理之中摇摆。以HGI值50为界，越小，传统常规的钢球应用技术方案的制粉出力越合理稳定；越大，其越不合理不稳定。 

三、煤炭HGI值越大，用球方案中小球球径需量值越小，其余条件如球磨机规格型号，进料量、进料粒度、料含水份、灰份，煤粉细度要求不变的前提下，完成相同制粉出力所需的装球总量越小。 

发明内容  本发明通过对球磨机内钢球制粉时，球与球、球与料、球与筒体的制粉有 效碰撞和无效碰撞，碰撞次数、碰撞频率、碰撞能量的强弱传递以及能量传递的区域分布等的多角度分析，再通过对煤炭这种自身润滑性很好、堆积密度又很小、各种煤料的HGI值差别很大的物料进行大量对比实验研究，发现了常用多种煤料在不同HGI值下，所需的钢球大小配比和装球量的变化规律。克服了传统常规磨煤用球技术多种配球方案的缺陷。主要解决了钢球磨煤机制粉噪音大、电耗高、球和衬板钢耗高的现实问题。为进一步降低钢球磨煤的单产电耗、制粉噪音、钢球和衬板钢材消耗量，奠定了更优技术方案的产生基础。下为本发明节能降耗技术方案。 

技术方案一、对进入磨机的常用煤炭进行两项鉴定： 

1、煤料粒径大于8mm以上占总量的百分比值； 

2、煤料的可磨性指数HGI值。 

前者作为磨煤机新的钢球应用技术中φ90-60mm大钢球用量的比例值；后者作为装球总量的判定依据。 

二、计划装球量的判定： 

煤料HGI值为45-60时，计划总装球量为原常规技术装球量的90-70％； 

煤料HGI值为61-75时，计划总装球量为原常规技术装球量的70-60％； 

煤料HGI值为76-95时，计划总装球量为原常规技术装球量的60-40％； 

煤料HGI值为96-115时，计划总装球量为原常规技术装球量的40-25％。 

三、计划总装球量减去大球实际装量，就是10-30mm小直径钢球的装填量。 

四、通过上述三项技术手段的实施，不改变设备原技术参数及其工况，本发明可以达到磨煤单产电耗下降10-50％；同时明显降低磨煤噪音，还大幅度降低钢球和衬板钢铁的消耗。 

方案实施例  实施条件：一、实验球磨机  规格：φ490mm×475mm；电机功率：1.5kw，转速：48r/min。 

实验磨球机筒体内安装6块弧宽75mm，高为22mm，长470mm的双曲波形铸铁衬板，模拟生产磨机有波纹衬板的工况状态。 

二、200目的标准筛，用于筛分合格煤粉。 

实例1： 

原料煤A的本发明要求的两项鉴定结果： 

①大于8mm料占总量25％；②HGI值为45。 

(1)常规技术装球：φ60球30kg；φ50球40kg；φ40球30kg；共100kg。 

装料量20kg，运行时间15min，过筛煤粉量为2215克。实耗电0.31kw·h 

(2)本发明技术装球：φ60球25kg；φ30球65kg；共90kg。 

装料量和运行时间同前，过筛煤粉量为2355克。实耗电0.30kw·h 

实例2： 

原料煤B的两项鉴定结果： 

①大于8mm料占总量23％；②HGI值为61。 

(3)常规技术装球装料量和运行时间、耗电量同实例1。 

过筛煤粉量为2860克 

(4)本发明技术装球量：φ60球20kg；φ30球55kg；共75kg。 

装料量和运行时间同前，过筛煤粉量为2987克。实耗电0.27kw·h 

实例3： 

原料煤C的两项鉴定结果： 

①大于8mm料占总量20％；②HGI值为67。 

(5)常规技术装球装料量、运行时间和耗电量同实例1。 

过筛煤粉量为3256克 

(6)本发明技术装球量：φ60球20kg；φ15球50kg；共70kg。 

装料量和运行时间同前，过筛煤粉量为3396克。实耗电0.26kw·h 

实例4： 

原料煤D的两项鉴定结果： 

①大于8mm料占总量18.5％；②HGI值为76。 

(7)常规技术装球装料量、运行时间和耗电量同实例1。 

过筛煤粉量为3967克 

(8)本发明技术装球量：φ60球11kg；φ20球39kg；共50kg。 

装料量和运行时间同前，过筛煤粉量为3892克。实耗电0.24kw·h 

实例5： 

原料煤E的两项鉴定结果： 

①大于8mm料占总量18％；②HGI值为85。 

(9)常规技术装球装料量、运行时间和耗电量同实例1。 

过筛煤粉量为4850克 

(10)本发明技术装球量：φ60球8kg；φ15球32kg；共40kg。 

装料量和运行时间同前，过筛煤粉量为4967克。实耗电0.23kw·h 

实例6： 

原料煤F的两项鉴定结果： 

①大于8mm以上的占总量18％；②HGI值为95。 

(11)常规技术装球装料量、运行时间和耗电量同实例1。 

过筛煤粉量为6060克 

(12)本发明技术装球量：φ60球8kg；φ20球32kg：共40kg。 

装料量和运行时间同前，过筛煤粉量为6265克。实耗电0.23kw·h 

(13)本发明技术装球量：φ60球6kg；φ12×12锻24kg；共30kg。 

装料量和运行时间同前，过筛煤粉量为6194克。实耗电0.21kw·h 

实例7： 

原料煤G的两项鉴定结果： 

①大于8mm料占总量的16％；②HGI值为108。 

(14)常规技术装球装料量、运行时间和耗电量同实例1。 

筛煤粉量为8150克 

(15)本发明技术装球量：φ60球4kg；φ30球26kg；共30kg。 

装料量和运行时间同前，过筛煤粉量为8194克。实耗电0.21kw·h 

(16)本发明技术装球量：φ30球20kg；φ12×12锻30kg；共50kg。 

装料量和运行时间同前，过筛煤粉量为10560克。实耗电0.24kw·h 

实例8： 

原料煤H的两项鉴定结果： 

①大于8mm料占总量的15％；②HGI值为125。 

(17)常规技术装球装料量、运行时间和耗电量同实例1。 

过筛煤粉量为11700克 

(18)本发明技术装球量：φ60球3kg；φ30球27kg；共30kg。 

装料量和运行时间同前，过筛煤粉量为12050克。实耗电0.21kw·h 

(19)本发明技术装球量：φ60球4kg；φ12×12锻18kg；共22kg。 

装料量和运行时间同前，过筛煤粉量为11934克。实耗电0.20kw·h 

Claims (6)

1.本发明钢球磨煤节电新技术方案的特征在于：技术可靠性不能用煤炭以外的，可磨性指数变化不大、自身润滑性能差的物料来验证；只能用煤炭来验证。

2.本发明技术方案的核心在于：钢球使用的具体方案的确定分为五步：

一，在5mm-12mm之间确定一个具体的粒度标准筛的孔径值，以此孔径值的标准筛对进入磨机的常用煤炭进行筛余值的百分比鉴定；

二，对原煤料进行可磨性指数HGI值进行鉴定；

三，以上述“二”的鉴定结果作为与常规技术装球总量作对比取值的参考基准，确定本发明技术方案的装球总量；

四，以上述“一”鉴定结果的百分比值作为本发明中90-60mm球径的大球用量的比例值；

五，本发明技术方案的计划装球总量减去大球用量，等于球径10-30mm小球用量。

3.根据权利要求2，本发明技术方案中，大球指球径60mm-120mm钢球；中球指球径30mm-60mm钢球，包括φ30×35-φ55×55mm钢锻；小球指球径8mm-30mm钢球；包括φ8m×8m-φ30mm×30mm钢锻。

4.本发明技术方案结合煤炭可磨性指数HGI值，参照常规钢球使用技术，得到的总装球量比例取量范围如下：

煤料HGI值为45-60时，本发明装球取量为原常规技术装球量的90-70％；

煤料HGI值为61-75时，本发明装球取量为原常规技术装球量的75-55％；

煤料HGI值为76-95时，本发明装球取量为原常规技术装球量的60-35％；

煤料HGI值为96-115时，本发明装球取量为原常规技术装球量的40-25％。

5.本发明技术方案涉及的煤炭包括，褐煤、长焰煤、不粘煤、气煤、气肥煤、焦煤、弱粘煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤、无烟煤、肥煤。

6.本发明技术方案涉及的传统常规钢球使用技术方法；包括球径30mm以上的中、大球用量超过30％的所有钢球配比以及总装球量，无论是多级配球还是单级、两级配球。