CN103537339A - 智能中速磨煤机 - Google Patents

Abstract

本发明智能中速磨煤机涉及一种火电站使用的燃用烟煤、低水分褐煤或者贫煤的中速磨煤机；磨煤机变频驱动转速无级可调，自动优化各频率下的输出电压，使电动机功耗最低；旋转喷嘴出口设置有出口角可调的静态喷嘴，其出口角和有效通风面积运行中无级可调；DCS控制柜和DCS操作员站协调控制磨煤出力、干燥出力、通风出力自动维持碾磨煤层厚度，避免出现剧烈振动的工况、避免堵煤；本发明的目的是提供一种智能中速磨煤机，解决现有技术中速磨的最低出力约为其最高出力的25％，在锅炉无油启动过程中燃料量控制困难，煤粉燃尽率差的问题；降低制粉单耗；较小的刚性基础，更低的振动；更长耐磨件、磨辊轴承工作寿命；更低的运转噪音。

Description

智能中速磨煤机

技术领域：

本发明智能中速磨煤机涉及一种火电站使用的燃用烟煤、低水分褐煤或者贫煤的中速磨煤机。

背景技术：

现有技术的火电站使用的燃用烟煤、低水分褐煤或者贫煤的中速磨煤机与低速磨煤机相比，具有磨煤单耗较低，加载力可变，耐磨件吨煤钢耗较低，设备体型较小的优点；当燃煤的冲刷磨损指数Ke≤5时，通常使用N+1台中速磨，燃用设计煤种时保证N台中速磨可带BMCR负荷并略有余量，燃用校核煤种时保证N+1台中速磨可带BMCR负荷并略有余量；中速磨的最低出力约为其最高出力的25％，在低出力时易发生剧烈振动，在锅炉无油启动过程中燃料量控制困难，煤粉燃尽率差；在中、低负荷时制粉单耗较高，特别是一次风能耗较大；在煤质发生较大变化时容易诱发振动，中速磨煤机如采用刚性基础，通常要求基础重量达到中速磨煤机重量的3—5倍以抑制振动。

最常用的中速磨是辊轮式中速磨煤机和碗式中速磨煤机。

发明内容：

所要解决的技术问题：

本发明的目的是提供一种智能中速磨煤机，解决现有技术中速磨的最低出力约为其最高出力的25％，在锅炉无油启动过程中燃料量控制困难，煤粉燃尽率差的问题；降低制粉单耗；较小的刚性基础，更低的振动；更长耐磨件、磨辊轴承工作寿命；更低的运转噪音。

解决其技术问题采用的技术方案：

本发明智能中速磨煤机配有带控制接口的变频电源，磨煤机磨盘转速无级可调，驱动电机旋转力矩可测可控；旋转喷嘴出口设置有出口角可调静态喷嘴(3)，其出口角和有效通风面积运行中无级可调；碾磨加载力(包括磨辊组件自重)可测可控；配有动、静态分离器；配有可调整的热一次风风门和冷一次风风门；配有旁路风门；配有振动传感器、温度传感器、差压传感器、位置传感器；配有协调上述各参数的DCS控制柜(19)和DCS操作员站(20)；智能中速磨煤机在运行时的主驱动控制信号是给煤机的燃煤量信号，DCS控制柜(19)调节热一次风风门和冷一次风风门的开度使磨煤机的入口风温和磨煤机出口温度在最佳区间，匹配磨煤机的干燥出力与燃煤量相适应；DCS控制柜(19)调节动静态分离器的转速使磨煤机出口的煤粉细度在目标值；DCS控制柜(19)调节出口角可调静态喷嘴(3)改变出口角可调静态喷嘴(3)的出口角和有效通风面积，碾磨加载力和磨煤机转速使磨煤机的碾磨出力、通风出力与需要的燃煤量相适应，维持碾磨煤层厚度在最佳区间；旁路风可以有效控制锅炉在启动过程中一次风管的煤粉浓度在目标区间。

本发明的有益效果：

·适用于各类液压加载的中速磨煤机，辊轮式中速磨煤机、碗式中速磨煤机、E型中速磨煤机；

·可以在3％到100％范围内精细、平稳调节智能中速磨煤机的出力；

·配合旁路风可以送出大范围可调、可控的低浓度煤粉，有利于煤粉炉无油点火，大幅度提高锅炉启动过程煤粉燃尽率，有利于与炉内过程与锅内过程的精细匹配；

·静态喷嘴出口通流面积、静态喷嘴出口气流与水平面的夹角运行中无级可调；

·煤粉细度、均匀度全程可调；

·DCS控制柜和DCS操作员站协调控制磨煤出力、干燥出力、通风出力自动维持碾磨煤层厚度，避免出现剧烈振动的工况、避免堵煤；

·显著降低磨煤机磨煤单耗和通风单耗；

·更低的石子煤量；

·更长耐磨件、磨辊轴承工作寿命；

·大幅度降低磨煤机基础造价，磨煤机在主厂房内更容易布置；

·运行简单，节能，振动小，噪音小，检修工作量减少。

附图说明：

图1为智能中速磨煤机本体的结构图。

为避免图1过于复杂，图1中未画出曲臂传动组件(1)的输出臂上的圆柱销和各出口角可调静态喷嘴(3)之间的弧形联板。

在图1、图2中的附图标记：

1  曲臂传动组件、        2  填料密封盒、        3  出口角可调静态喷嘴、

4  上一次风导流环、      5  下一次风导流环、    6  旋转喷嘴、

7  下一次风导流环托架、  8  磨煤机外壳、        9  磨盘衬板、

10 磨盘、                11 传动盘。

图2为出口角可调静态喷嘴的调节示意图。

以实线表示的出口角可调静态喷嘴(3)为磨煤机最高出力位置；以虚线表示的出口角可调静态喷嘴(3)为磨煤机最低出力位置。

图2仅画出1只出口角可调静态喷嘴(3)和1只旋转喷嘴(6)；1台中速磨通常配有数十只旋转喷嘴，出口角可调静态喷嘴数量可与旋转喷嘴数量相同也可略多于旋转喷嘴数量。

图3为变速驱动系统的结构图。

在图3中的附图标记：

12 变频驱动真空开关、             13 带控制接口的变频电源、

14 变频电源出口隔离开关、         15 工频驱动真空开关、

16 驱动电机、                     17 减速机、

18 传动盘磨盘组件、               19 DCS控制柜、

20 DCS操作员站。

具体实施方式：

以下以一台600MW级燃用烟煤的电站锅炉为例，结合图1、图2、图3进一步说明本发明智能中速磨煤机。

发明的优选方式：

本发明智能中速磨煤机配有带控制接口的变频电源，磨煤机磨盘转速无级可调，驱动电机旋转力矩可测可控；旋转喷嘴出口设置有出口角可调静态喷嘴(3)，其出口角和有效通风面积运行中无级可调；碾磨加载力(包括磨辊组件自重)可测可控；配有动、静态分离器；配有可调整的热一次风风门和冷一次风风门；配有旁路风门；配有振动传感器、温度传感器、差压传感器、位置传感器；配有协调上述各参数的DCS控制柜(19)和DCS操作员站(20)；智能中速磨煤机在运行时的主驱动控制信号是给煤机的燃煤量信号，DCS控制柜(19)调节热一次风风门和冷一次风风门的开度使磨煤机的入口风温和磨煤机出口温度在最佳区间，匹配磨煤机的干燥出力与燃煤量相适应；DCS控制柜(19)调节动静态分离器的转速使磨煤机出口的煤粉细度在目标值；DCS控制柜(19)调节出口角可调静态喷嘴(3)改变出口角可调静态喷嘴(3)的出口角和有效通风面积，碾磨加载力和磨煤机转速使磨煤机的碾磨出力、通风出力与需要的燃煤量相适应，维持碾磨煤层厚度在最佳区间；旁路风可以有效控制锅炉在启动过程中一次风管的煤粉浓度在目标区间。

带控制接口的变频电源(13)为功率单元串联型高压变频电源，具有低进口谐波系数和低出口谐波系数性能；具有矢量控制特性或直接转矩控制特性，以获得必要的带载启动转矩，在低转速高转矩条件下，可以长周期安全运行；具有驱动电机旋转力矩测量和控制单元；在中速、高速区域可工作在节能模式，自动优化各频率下的输出电压，使电动机功耗最低；带控制接口的变频电源(13)所带的控制接口可以是模拟量接口4_20mA、0_10V，也可以是数字接口RS485、DeviceNet、Profibus—DP、Modbus、CAN、SIMOLINK或者同时具有2类接口；输出频率范围为0Hz至50Hz。

驱动电机(4)为通用型高启动转矩异步电机，可以工频直接启动也可以变频驱动，为适应变频驱动工况应配置独立的冷却风机；轴承座增加对地绝缘层，以避免可能发生的轴电流。

出口角可调的静态喷嘴(3)位于旋转喷嘴(6)上方，靠近旋转喷嘴(6)但不接触；在下一次风导流环(5)内设置有曲臂传动组件(1)的输出曲臂，输出曲臂上端固定有一圆柱销，圆柱销可拨动静态喷嘴组件的曲臂，改变出口角可调静态喷嘴(3)的工作位置；下一次风导流环(5)周向分为4段，每一段中的各静态喷嘴组件的曲臂由一弧形联板经柱销和孔连接，同步转动；曲臂传动组件(1)的输入臂由带位置传感器的电动角行程执行机构驱动，每一台中速磨煤机配有4台电动角行程执行机构。(为避免图1过于复杂，未画出位置传感器和电动角行程执行机构。)

DCS控制柜(19)和DCS操作员站(20)硬件为整台单元发电机组共用；智能中速磨煤机的监控软件为DCS控制柜(19)全套软件中的一个子系统；DCS操作员站(20)为操作员与DCS控制柜(19)的人机接口。

Claims (7)

1.一种智能中速磨煤机，其特征在于：配有带控制接口的变频电源，磨煤机磨盘转速无级可调，驱动电机旋转力矩可测可控；旋转喷嘴出口设置有出口角可调静态喷嘴(3)，其出口角和有效通风面积运行中无级可调；碾磨加载力(包括磨辊组件自重)可测可控；配有动、静态分离器；配有可调整的热一次风风门和冷一次风风门；配有旁路风门；配有振动传感器、温度传感器、差压传感器、位置传感器；配有协调上述各参数的DCS控制柜(19)和DCS操作员站(20)；智能中速磨煤机在运行时的主驱动控制信号是给煤机的燃煤量信号，DCS控制柜(19)调节热一次风风门和冷一次风风门的开度使磨煤机的入口风温和磨煤机出口温度在最佳区间，匹配磨煤机的干燥出力与燃煤量相适应；DCS控制柜(19)调节动静态分离器的转速使磨煤机出口的煤粉细度在目标值；DCS控制柜(19)调节出口角可调静态喷嘴(3)改变出口角可调静态喷嘴(3)的出口角和有效通风面积，碾磨加载力和磨煤机转速使磨煤机的碾磨出力、通风出力与需要的燃煤量相适应，维持碾磨煤层厚度在最佳区间；旁路风可以有效控制锅炉在启动过程中一次风管的煤粉浓度在目标区间。

2.根据权利要求1所述的智能中速磨煤机，其特征是所述的带控制接口的变频电源(13)为功率单元串联型高压变频电源，具有低进口谐波系数和低出口谐波系数性能；具有矢量控制特性或直接转矩控制特性，以获得必要的带载启动转矩，在低转速高转矩条件下，可以长周期安全运行；具有驱动电机旋转力矩测量和控制单元；在中速、高速区域可工作在节能模式，自动优化各频率下的输出电压，使电动机功耗最低；带控制接口的变频电源(13)所带的控制接口可以是模拟量接口4_20mA、0_10V，也可以是数字接口RS485、DeviceNet、Profibus—DP、Modbus、CAN、SIMOLINK或者同时具有2类接口；输出频率范围为0Hz至50Hz。

3.根据权利要求1所述的智能中速磨煤机，其特征是所述的驱动电机为通用型高启动转矩异步电机，可以工频直接启动也可以变频启动，为适应变频驱动工况应配置独立的冷却风机；轴承座增加对地绝缘层，以避免可能发生的轴电流。

4.根据权利要求1所述的智能中速磨煤机，其特征是所述的出口角可调的静态喷嘴(3)位于旋转喷嘴(6)上方，靠近旋转喷嘴(6)但不接触。

5.根据权利要求1所述的智能中速磨煤机，其特征是所述的下一次风导流环(5)内设置有曲臂传动组件(1)的输出曲臂，输出曲臂上端固定有一圆柱销，圆柱销可拨动静态喷嘴组件的曲臂，改变出口角可调静态喷嘴(3)的工作位置；下一次风导流环(5)周向分为4段，每一段中的各静态喷嘴组件的曲臂由一弧形联板经柱销和孔连接，同步转动。

6.根据权利要求1所述的智能中速磨煤机，其特征是所述的曲臂传动组件(1)的输入臂由带位置传感器的电动角行程执行机构驱动，每一台中速磨煤机配有4台电动角行程执行机构。

7.根据权利要求1所述的智能中速磨煤机，其特征是所述的DCS控制柜(19)和DCS操作员站(20)硬件为整台单元发电机组共用；智能辊轮式中速磨煤机的监控软件为DCS控制柜(19)全套软件中的一个子系统；DCS操作员站(20)为操作员与DCS控制柜(19)的人机接口。

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