隨著國家能源結構的調整和循環流化床鍋爐技術的不斷進步，許多300 MW機組采用循環流化床鍋爐。因其能適應諸如煤矸石這類發熱量低的劣質煤，所以大量應用于煤矸石電廠。這不僅節約了大量的動力煤，同時大量消耗作為煤礦副產品的煤矸石對環境的污染。因循環流化床鍋爐對入爐煤粒度要求較高，因此破碎設備的選擇非常重要。以往必須采用二級破碎，而四齒輥式破碎機的應用，使循環流化床機組可以采用一級破碎，因而電廠可節省第二級破碎的設備費用和建筑費用，因此，四齒輥式破碎機成為低造價、低運行成本循環流化床機組的首選破碎設備。
1、破碎系統選擇
    因循環流化床鍋爐的特殊性，對入爐燃煤的粒度要求特別高，規定不大于10mm，這是破碎設備要達到的主要參數指標，所以要求破碎設備破碎粒度小、耐磨、防堵、檢修方便。通常破碎系統分為二級和一級破碎2種。
1.1二級破碎系統
    為了滿足破碎粒度要求，目前國內對于破碎設備選型普遍采用二級破碎系統設置。第一級為粗碎碎煤機，將不大于300 mm煤塊破碎到小于等于50 mm;第二級為細碎碎煤機，將50 mm煤塊再破碎到10 mm以下。在輸煤系統中布置2個碎煤機室，第一個碎煤機室為粗碎，在碎煤機室中設置篩碎設備，設備選型為國產滾軸篩(入料粒度不大于300mm、出料粒度不大于50 mm)和國產環式碎煤機（入料粒度不大于300 mm、出料粒度不大于50mm、需配置減振平臺）。第二個碎煤機室為細碎，由于目前受細碎碎煤機最大出力限制，在300 MW機組電廠碎煤機室中設置4臺可逆轉捶擊式細碎破碎機（即每路帶式輸送機配置2臺細碎機同時運行），入料粒度不大于50 mm、出料粒度不大于10 mm。設備選型為國外進口的破碎機。
1.2一級破碎系統
    一級破碎采用國產四齒輥式破碎機，最大出力500t/h，人料粒度不大于300mm，出料粒度不大于10mm，不需配置減振平臺。在輸煤系統中布置1個碎煤機室。
2、破碎設備比較
2.1可逆轉捶擊式細碎破碎機
    國產可逆轉捶擊式細碎破碎機在運行中主要存在以下問題。
    a．錘頭和破碎板耐磨性能差、壽命短，檢修更換頻繁。
    b．為了保證出料粒度，在破碎機出口都設置篩板；由于篩孔尺寸小對煤的水分適應性差，當煤中水的質量分數超過6%時易造成堵煤。
    c．由于在機體兩側間隙過煤，破碎效率只能達到90%，降低了鍋爐燃燒效率。
    d．由于破碎機要先啟動，造成空載時粉塵較大。
    e．破碎機運行時振動大，必須設置減振平臺，以保證廠房及設備的安全運行。
    由于國產沒備存在以上缺陷，在以往國內工程中采用國外進口大出力可逆轉錘擊式細碎破碎機的較多。其中四川白馬電廠(300 MW機組)、福建龍巖電廠(135 MW機組)分別于2006年投入運行，均采用進口粗碎環式碎煤機和細碎可逆轉捶擊式破碎機。由于白馬電廠燃用的煤質差、含矸石量高，摻燒部分洗中煤和煤泥，使粗碎環式碎煤機和細碎可逆轉錘擊式破碎機堵煤，錘頭磨損嚴重。為了保證出料粒度，錘頭與打擊板、篩板間隙較小；在煤質含矸量較高的情況下，電機嚴重過載，只能卸掉1/2錘頭才能保證電機正常運行。福建龍巖電廠的細碎可逆轉捶擊式破碎機錘頭運行磨損也非常嚴重，影響到電廠的正常生產運行。
2.2四齒輥式破碎機
2.2.1結構特點
    國產第四代HL4PG系列四齒輥式破碎機主要用于破碎煤、煤泥、煤矸石等脆性物料，技術先進，功能完善，安全可靠，是獲得8項國家專利的破碎機產品，具有高效、節能，環保等特點。
    a．破碎機不允許進入煤以外的雜物，但考慮到破碎物中可能含有極少量處理不干凈的鐵塊和木塊，破碎機工作時具有閃退功能，當40 - 60 mrn不易破碎的物料（鐵塊或木塊）進入設備時，能有效保障設備的安全使用。
    b．齒板的齒形、布置的獨特設計，使破碎機具有自動清除粘堵物的功能，同時能有效保證出料粒度穩定，對煤質和水分要求較低，不粘不堵。
    c．破碎比最大可達50，結構緊湊，占地面積小，可以在樓面安裝。
    d．破碎機設計時充分運用空氣動力學原理，運行時，入料口保持微負壓，出口輕微鼓風，具有不揚塵的特點，完全符合環境保護要求。
2.2.2工作原理
    HL4PG系列破碎機由2臺電機分別帶動破碎機兩側皮帶輪，使上、下兩齒輥相向轉動。可簡單方便調節兩齒輥間的間隙，此間隙相當于連續運轉的空間隔篩，小于間隙（粒度）的物料自動落下，大于間隙的物料在齒輥的軸向、徑向受到壓、劈、搓、擊等形式的組合破碎，物料在齒輥上不停的翻轉，在物料的最薄弱處進行破碎，從而達到破碎目的。
2.2.3機械部分性能
    a．碎煤機軸承為滾子調心軸承，能在一定的范圍內消除因安裝不同心問題；這種結構設計可保證在正常使用條件下，軸承壽命在20000 h以上；根據用戶要求，軸承可選用國內知名品牌。
    b．破碎機設計時．充分運用空氣動力學原理以及巧妙利用工作時的不同頻率振動兩兩相互抵消，使主機的振動和噪聲極低，機器正常運轉時的動擾力值僅為1.5 kN。
    c．破碎機兩側機蓋能方便開啟，并設有密封的檢查門，以便于檢修和日常維護。
    d．破碎機運行方式為全量通過式，系統無隔篩。
    e．破碎機結構設計合理，避免出現過度的應力、振動、腐蝕、老化以及其他損害設備正常運行的問題，整機使用壽命大于30年。
    f．根據用戶要求，破碎機配備安全自動監測元件（就地），可對破碎機軸承振幅、軸承溫度、回油溫度和轉子轉速等進行監測。
    g．破碎機配置布料器，使物料沿破碎機輥子的工作面均勻分布，從而有效保證設備在正常使用時，不會因齒輥的局部磨損而導致出料粒度不均勻。
    h．空載運行時主軸承振動不大于0.3 mm，額定負荷運行時主軸承振動不大于0.5 mm。
2.2.4電氣部分性能
    a．設備設置就地信號端子轉接箱，預留有可編程控制器PLC接口，用以向程控室輸出有關信號，并能與系統連鎖，可在程控室自動啟、停機。
    b．所有電氣設備的防護等級均為IP54，絕緣等級為F級。
    c．動力柜含交流電接觸器、自耦變壓器、時間繼電器和空氣開關等元器件。
    d．破碎機可進行就地控制，并在控制系統中設置有過載保護。
3、結束語
    由于循環流化床鍋爐燃用劣質煤，燃煤破碎粒度小，采用進口二級破碎設備的價格和工程建設費用較高，而在循環流化床機組中采用四齒輥式破碎機具有系統簡單，設備少，節省投資，運行穩定，有利于提高輸煤系統的可靠性；用電量少，有利于節能和減少電廠運行費用；有利于加快施工建設進度等優點。在2003年天津市津源熱電有限公司軍糧城電廠1、2號機組循環流化床供熱技術改造工程”中選用了某公司生產的HL4PG-350型破碎機，天津大港油田自備熱電廠也應用了該種設備。目前該設備已生產上百臺，主要用于煤炭行業及地方的選煤廠、小型矸石電廠循環流化床鍋爐中。相信在不久的將來，四齒輥式破碎機設備會在循環流化床機組中得到更廣泛的應用。


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