CN218013296U - 一种火力发电磨煤机驱动装置和火力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种火力发电磨煤机驱动装置和火力发电机组，属于火电厂磨煤机技术领域，用于解决异步电机+减速器的传统结构在磨煤机不断启动运行存在的问题，所述驱动装置包括：第一电机和第二电机；所述第一电机和所述第二电机分别设置在所述滚筒的两侧。本实用新型提供的技术方案能够避免由于减速器频繁启停引发的故障，保证了磨煤机的运行稳定。

Description

一种火力发电磨煤机驱动装置和火力发电机组

技术领域

本实用新型属于火电厂磨煤机技术领域，尤其涉及一种火力发电磨煤机驱动装置和火力发电机组。

背景技术

磨煤机是将煤块破碎并磨成煤粉的机械，它是煤粉炉的重要辅助设备。

当前，发电用的磨煤机使用的都是异步电机，其驱动部分为异步电机+减速器的传统结构。

由于磨煤机采用的是异步电机+减速器的传统结构，当电负荷需求变化时，磨煤机不断启动运行存在以下问题。

1、进煤量小，钢球和衬板直接碰撞磨损，磨损速度急剧加快，钢球和衬板的费用巨大；

2、磨煤机制粉量小，耗电基本不变，电能浪费；

3、磨煤机频繁启停，造成传动部件冲击严重，大小齿轮和减速机极易损坏；

4、因启动电流大，停磨时需尽可能将磨内抽空，无法带煤零转速启动，进一步造成磨损和电能浪费。

实用新型内容

鉴于上述的分析，针对现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种火力发电磨煤机驱动装置和火力发电机组，旨在解决上述技术问题中的至少一个。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种火力发电磨煤机驱动装置，所述磨煤机包括：滚筒，其特征在于，所述驱动装置包括：第一电机和第二电机；

所述第一电机和所述第二电机分别设置在所述滚筒的两侧。

进一步地，所述第一电机和所述第二电机型号相同。

进一步地，所述第一电机和所述第二电机均为永磁直驱电机。

进一步地，所述装置还包括：第一齿轮装置、第二齿轮装置、第一联轴器和第二联轴器；

所述第一电机通过所述第一齿轮装置和所述第一联轴器连接所述滚筒的一侧；

所述第二电机通过所述第二齿轮装置和所述第二联轴器连接所述滚筒的另一侧。

进一步地，所述第一电机和所述第二电机对称设置在所述滚筒的两侧。

进一步地，所述装置的负载功率为1200kw-1300kw。

进一步地，所述装置的电机输入功率为1300kw-1400kw。

第二方面，本实用新型提供了一种火力发电机组，其特征在于，包括：锅炉、燃烧器和磨煤机；所述煤磨机包括：滚筒和第一方面任一项所述的驱动装置。

进一步地，所述磨煤机还包括变频器；

所述变频器设置在所述驱动装置上。

进一步地，所述变频器的数量为两个，一个设置在所述第一电机上，另一个设置在所述第二电机上。

与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

1、利用永磁电机替代异步电机+减速器的传统结构，以省去减速器，从而简化了工艺，以及避免了由于减速器频繁启停引发的故障。

2、利用永磁电机替代异步电机+减速器的传统结构，增大额定扭矩和输出扭矩，解决了磨煤机启动时异步电机的启动电流过大的问题，从而保证了磨煤机的运行稳定。

3、在现有技术中，异步电机不能根据磨煤机的进煤量和滚筒中当前的煤量调整异步电机转数，进而导致滚筒内钢球与滚筒内壁发生剧烈碰撞。通过设置变频器自动控制第一电机和第二电机转速，以实现滚筒转速可调，以防止滚筒突然加速而导致钢球与滚筒内壁发生距离碰撞。

4、采用双电机驱动方式，以增加输出扭矩，从而进一步降低每一个电机的负荷，以及减小每一个电机的启动电流，从而保证磨煤机稳定运行。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例提供的一种火力发电磨煤机的结构示意图。

附图标记说明：

1-第一电机，2-第二电机，3-第一齿轮装置，4-第二齿轮装置，5- 第一联轴器，6-第二联轴器，7-变频器，8-滚筒。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

磨煤机是将煤块破碎并磨成煤粉的机械，它是煤粉炉的重要辅助设备，当前，发电用的磨煤机使用的都是异步电机，其驱动部分为异步电机+减速器的传统结构，当前的传动系统组成较为复杂，传动总效率较低。

磨煤机主要工作原理是：原煤通过给煤机从料斗卸下进入混料箱内，经旁路风预干燥后，通过落煤管落到分离器底部，靠螺旋输送装置的旋转运动将煤送入正在旋转的滚筒内。磨煤机由主电机经减速器及开式齿轮传动带动滚筒旋转。在滚筒内装有一定量低铬合金钢球。通过滚筒的旋转运动将钢球提升到一定高度，钢球在自由泻落和抛落过程中对煤进行撞击和研磨，直至将煤研磨成煤粉，然后与热一次风混合后送入锅炉炉膛。

在现有技术中，磨煤机的驱动装置为异步电机+减速器。具体地，包括：主电机、辅助电机、主减速机和辅助减速机。通过主电机经主减速机驱动小齿轮传动轴，小齿轮与固定在磨机上的大齿轮啮合来驱动滚筒旋转。滚筒依次通过辅助电动机、辅助减速机、手动切换的离合器与主电机相连，用于磨机的启动、停止及检修维护。

基于上述工作原理和驱动方式，现有技术中磨煤机的驱动装置存在如下问题：

a)传动链长：可靠性较差，主电机采用滑动轴承，需配备油站，设备保养维护量大。

b)传动效率低：减速机存在功率损耗，传动效率约为92％，且需要定期换油。

c)磨料效率低：驱动系统不可调速，不能根据装球量及进煤量等变化工况，工作在最佳转速；若使用液力耦合器调速，在液力耦合器中损耗部分能量，进一步降低了传动效率和磨料效率。

d)启动困难：异步电机启动电流大，对电网、设备冲击大，机械电气设计保守。

e)电机“大马拉小车”现象严重：因钢球磨煤机回转磨筒内长期装有130t左右的研磨用钢球及一定量的煤，回转筒在启动时需要克服巨大的静摩擦力和惯性。为了满足启动轴功率要求，所配套的异步电机功率达到2500kW。通过从同型号磨煤机运行数据分析，磨煤机在额定工况时，轴功率明显下降，电机实际输出轴功率约为1760kW，仅为电机额定功率的70％左右。而异步电机的高效工作区通常在85％～95％轴功率范围。较低功率运行时，存在效率低，功率因数低，能耗高等问题，而且随着进煤量的减小，其工作效率还将显著下降。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种磨煤机，如图1所示，包括：第一电机1，第二电机2、第一齿轮装置3、第二齿轮装置4、第一联轴器5、第二联轴器6、变频器7和滚筒8。其中，驱动装置包括：第一电机1，第二电机2、第一齿轮装置3、第二齿轮装置4、第一联轴器5和第二联轴器6。

在本实用新型中，第一电机1通过第一齿轮装置3和第一联轴器5 连接滚筒8的一侧。第二电机2通过第二齿轮装置4和第二联轴器6连接滚筒8的另一侧。变频器7的数量为两个，一个设置第一电机1上，另一个设置在第二电机2上。由于第一电机1和第二电机2均通过齿轮与滚筒8连接，为了保证滚筒8匀速转动，需要第一电机1和第二电机2 运行时的参数完全相同。因此，第一电机1和第二电机2的型号相同。为了克服技术问题a)-e)，选择永磁直驱电机代替异步电机+减速器的组合，第一电机1和第二电机2均为永磁直驱电机。永磁直驱电机具有如下特点：

(1)高效节能。永磁驱动系统的传动效率在93％左右，与传统驱动系统相比，效率提高了10～15个百分点。

(2)启动转矩大，过载能力强。永磁直驱系统所使用的永磁直驱电机的启动转矩为额定转矩的200％，无需预启动，且启动电流小。

(3)避免电网及机械冲击。系统运用变频启动，可实现系统传动的缓慢匀速启动，启动转矩大，动态响应快，过载能力强，避免了电机启动的瞬间大电流给电网带来的冲击，以及转矩波动给传动系统带来的机械冲击，降低了系统的电网故障和机械故障。

(4)系统免维护。由于系统不需要减速器，机械软起装置，因此在实际应用中无需更换齿轮油，检修减速箱，节约了使用成本，减低了维护工作量，后期维护只需每隔3～4个月给电机轴承注油1次。

(5)自动化程度高。电动机直接驱动小齿轮，整套系统简单，占地面积约原驱动的30％，同时削减减速器也提高了传动效率。

具体地，永磁直驱电机和异步电机的性能比对参见表1，

表1永磁直驱改造效益测算(同样转速下对比计算)

由表1可知，永磁电机的整体效率远高于异步电机，因此相比于异步电机，永磁电机具有高效的特点。电机功率和电机输出功率小于异步电机，因此可以降低启动电流且功率与电机实际输出轴功率更加接近，因而避免了大马拉小车的问题。永磁电机的转速可调，因此可以根据装球量及进煤量等变化工况，调整转速，以提高传动效率和磨料效率。

在本实用新型实施例中，利用双永磁电机的结构，使得每一个电机各分担一部分电机输出功率，进一步降低了每一个电机的输出功率，从而进一步降低了每一个电机的启动电流。降低每一个电机的输出功率使得每一个电机的功率与电机实际输出轴功率更加接近，从而避免了大车拉小车的问题。

本实用新型实施例还提供了一种火力发电机组，包括：锅炉、燃烧器和磨煤机，其中磨煤机的驱动装置结构参考图1。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种火力发电机组，其特征在于，包括：锅炉、燃烧器和磨煤机；

所述磨煤机包括滚筒和驱动装置，所述驱动装置包括：第一电机、第二电机、第一齿轮装置、第二齿轮装置、第一联轴器和第二联轴器；

所述第一电机和所述第二电机分别设置在所述滚筒的两侧；

所述第一电机通过所述第一齿轮装置和所述第一联轴器连接所述滚筒的一侧；

所述第二电机通过所述第二齿轮装置和所述第二联轴器连接所述滚筒的另一侧。

2.如权利要求1所述的火力发电机组，其特征在于，

所述第一电机和所述第二电机型号相同。

3.如权利要求2所述的火力发电机组，其特征在于，

所述第一电机和所述第二电机均为永磁直驱电机。

4.如权利要求1所述的火力发电机组，其特征在于，

所述第一电机和所述第二电机对称设置在所述滚筒的两侧。

5.如权利要求1所述的火力发电机组，其特征在于，

所述驱动装置的负载功率为1200kw-1300kw。

6.如权利要求1所述的火力发电机组，其特征在于，

所述驱动装置的第一电机和第二电机输入功率为1300kw-1400kw。

7.如权利要求1所述的火力发电机组，其特征在于，

所述磨煤机还包括变频器；

所述变频器设置在所述驱动装置上。

8.如权利要求7所述的火力发电机组，其特征在于，

所述变频器的数量为两个，一个设置在所述第一电机上，另一个设置在所述第二电机上。

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