关于环式碎煤机堵煤的技术改造

摘要：在燃煤发电企业生产过程中，环式碎煤机堵煤问题较为突出，现有技术改造措施主要是优化设备结构与调整运行参数。作为燃煤的破碎设备，虽有诸多优势，但堵煤问题严重制约其工作效率与企业安全生产。研究显示，堵煤现象主要由煤质复杂性、筛板结构缺陷、落煤管设计不合理、运行人员违反操作规程等因素所致。本文结合实际工作情况，对环式碎煤机堵煤问题进行深入研究，详细分析其结构、工作原理、存在不足及原因，并提出针对性的改造措施，在为解决环式碎煤机堵煤问题提供帮组，助力火电企业提升生产效益与安全性。

关键词：堵煤；环式碎煤机；技术改造‌

一、引言

环式碎煤机作为火电燃煤机组输煤破碎设备，同时也是制粉系统的前端关键设备，其堵煤故障已严重影响了生产系统的连续性和经济性。其通过高速旋转的环锤对原煤进行冲击破碎，具有处理量大、破碎粒度均匀等优势。然而，在实际运行中，由于煤质特性波动、设备结构设计缺陷、工况匹配不佳、人为操作不当等因素，堵煤问题频发，一旦发生堵煤，不仅会耗费大量的时间和人力进行疏通，严重时还可能导致锅炉空仓断煤，对企业的安全生产造成极大的威胁。当前，针对环式碎煤机堵煤问题的研究多集中于单一因素优化，例如通过改进前端设备滚轴筛结构及碎煤机筛板结构提升物料通过率，或采用振动器缓解瞬时堵塞。然而，此类措施往往治标不治本，缺乏对堵煤成因的系统性分析。因此，深入研究环式碎煤机堵煤问题并寻求有效的解决方案，对于燃煤发电企业的可持续发展具有重要的现实意义。

二、环式碎煤机的结构及其工作原理

1、环式碎煤机的结构组成

本文研究环锤式碎煤机型号为HSZ-500，这一型号的环式碎煤机具有特定的规格参数，生产能力为400-500t/h，电机功率为600KW。它主要由机体、机盖、转子、筛板架和筛板架调节器等部分组成。机体是环式碎煤机的基础支撑结构，它承受着设备运行过程中的各种作用力，为其他部件提供稳定的安装平台。机体通常采用高强度的钢材制造，具有良好的刚性和耐磨性，能够在恶劣的工作环境下长期稳定运行。机盖安装在机体上方，起到保护内部部件和防止物料飞溅的作用。机盖一般设计为可开启式，方便工作人员对设备内部进行检查、维修和清理。在机盖的设计上，通常会考虑密封性能，以避免在碎煤过程中粉尘泄漏，污染工作环境。 转子是环式碎煤机的核心部件，它由主轴、锤环、圆盘等组成。其中，锤环是直接参与破碎物料的关键零件，其质量和安装方式对碎煤效果有着重要影响。转子通过电机驱动高速旋转，使锤环获得巨大的动能，从而实现对原煤的破碎。 筛板架和筛板架调节器则用于控制碎煤的粒度。筛板架上安装有筛板，筛板上的筛孔大小决定了排出物料的粒度。筛板架调节器可以根据实际生产需求，调整筛板的位置和角度，以达到控制碎煤粒度的目的。

2、工作原理

环式碎煤机的工作原理基于高速旋转的转子带动环锤对物料进行冲击破碎。当原煤进入碎煤机后，首先受到高速旋转的环锤的冲击作用。环锤在转子的带动下，以极高的速度运转，其动能巨大。原煤在环锤的猛烈冲击下，被初步破碎成较大的颗粒，这一过程实现了对原煤的粗碎。 经过粗碎的煤炭在自身动能的作用下继续向前运动，随后撞击到筛板上。筛板的设计具有一定的角度和形状，能够使煤炭在撞击时改变运动方向，并进一步受到破碎作用。在这个过程中，煤炭不仅受到撞击力的作用，还会因为与筛板的摩擦而被破碎。此外，在碎煤机内部，煤块之间也会发生相互碰撞。由于煤块在碎煤机内的运动轨迹复杂，它们之间的碰撞频繁且剧烈。这种相互碰撞会使煤块进一步破碎，细化粒度。同时，旋转的锤环还会对煤块产生挤压、剪切、滚碾和研磨等作用。锤环在旋转过程中，会与煤块接触并施加压力，使煤块受到挤压；煤块在锤环和其他部件之间的相对运动中，会受到剪切力的作用；锤环的旋转还会带动煤块滚动，产生滚碾效果；而煤块与锤环、破碎板等部件表面的摩擦则会产生研磨作用。这些综合作用使得煤块被不断地破碎，直至达到所需的粒度，通过筛板排出。 相较于其他碎煤机，环式碎煤机具有多方面的显著特点。其一，它的效率高、产量大，能够在单位时间内处理大量的原煤，并且排料粒度均匀，能够满足火电企业对原煤粒度的严格要求。其二，能耗低，这得益于其合理的结构设计和工作原理，在实现高效破碎的同时，降低了能源消耗。其三，结构简单、体积小，这使得设备的安装和维护更加方便，占用的空间也相对较小。其四，碎煤的粒度可以根据实际需求进行调节，通过筛板架调节器调整筛板的位置和角度，就能轻松控制排出物料的粒度。而且，该设备在运行过程中无粉尘泄露现象，有效减少了对工作环境的污染。其五，由于锤环在运转时无偏离现象发生，使得系统运行平稳、振幅小。同时，设备自重较轻，无需笨重的安装基础，降低了安装成本和对安装场地的要求。正是这些优势特点，使得环式碎煤机在火电企业的碎煤过程中得到了广泛的应用。然而，在实际使用过程中，也发现该设备存在一些不足之处，需要不断进行调整和改进。

三、原有环式碎煤机存在的不足及原因分析

存在的不足 通过实践证明，环式碎煤机在实际运转过程中主要存在以下几个方面的问题：第一、在生产过程中，环式碎煤机堵煤现象时有发生。尤其是当煤块中的水分含量较高时，堵煤事件的发生频率明显增加，堵煤情况也更为严重。一旦发生堵煤，碎煤机的工作效率会大幅下降，甚至完全停止工作。第二、当堵煤事件发生后，处理过程较为繁琐。首先需要停止设备的运转，以确保工作人员的安全。然后，需要组织相关人员进行协力疏通。由于碎煤机内部结构复杂，堵塞的煤块往往紧密堆积，清理工作难度较大，耗时耗力。在一些严重情况下，由于疏通时间过长，会导致锅炉煤仓空仓，严重影响安全生产。 三、原煤中的“三块”（木块、石块和铁块）等“三块”进入碎煤机影响。四、滚轴筛强碎效率低。‌

原因分析 为了深入了解环式碎煤机存在上述不足的原因，技术人员从动力学原理等多个方面进行了研究和分析，发现主要原因归结于以下几个方面： 一、环锤磨损严重：环锤作为直接参与破碎物料的关键部件，其磨损程度的大小对碎击效果起着决定性作用。根据动力学原理，环锤的磨损度越小，在相同的转速下，其动能就越大，对原煤的破碎能力也就越强，反之，磨损度越大，破碎能力就越弱。在实际运行中，由于环锤质量不足，导致其破碎能力有限，无法有效地破碎较大的煤块，容易造成煤块堆积，进而引发堵煤问题。二、煤炭中的水分越高，其粘性就越大，越容易在堆积区域形成堵塞。当堵塞发生后，由于破碎空间有限，疏通工作也变得更加困难。三、碎煤机入口落煤管高度不足也是影响碎煤效果的一个重要因素。当落煤管下口局部粘接煤时，由于入口落差不足，煤在进入碎煤机时缺乏自然冲刷效应。这使得粘结的煤块无法在进入碎煤机前得到有效的分散和破碎，容易在碎煤机内部形成堵塞，进一步影响了碎煤效果。四、三块的影响： 1、运行中“三块”会破坏碎煤机内部物料流动平衡，造成出料粒度不均，引发后续输煤系统连锁性堵煤；1、“三块”卡在碎煤机入口或破碎腔，阻碍煤流通过，导致堵塞故障；3、“三块”直接冲击破碎腔内的锤头、衬板等核心部件，导致异常磨损或断裂。‌

四、环锤式碎煤机的技术改造

针对上述探讨的环式碎煤机在实际生产过程中存在的不足，火电企业作为使用单位，通常有两种选择：一是更换磨损超标的配件。二是通过改造滚轴筛的出力来降低环式碎煤机的负荷，从而解决堵煤问题。三、加强燃煤管理，从源头进行把控。四、改造落煤管的落差短的问题。

滚轴筛的技术改造 滚轴筛的结构是由横向排列的一根根滚动轴构成的，在每根轴上都安装有筛板。每根轴下方装有梳齿，在工作过程中，细粒物料能够从滚轴间、筛板间的缝隙通过，而大块物料则由滚轴带动向一端移动，并从末端排出。梳齿主要作用是清离筛板间的积煤，从而保证一定颗粒度的燃煤通过。运行中由于梳齿的磨损，筛板间积煤严重，造成滚轴筛工作效率大大降低，直接导致碎煤机工作负荷加大，进而频繁出现堵煤现象。为了解决这一问题，1、加大筛板之间的间隙。2、原16Mn2材料改为1Cr25Ni20，延长梳齿的使用寿命。以上技术改造可增强燃煤通过性，提高滚轴筛的工作效率，提升碎煤机破碎效率并降低堵煤概率。

落煤管的技术改造 在碎煤机的进出口落煤管加装振动器，有效解决高黏性煤粉的黏附问题‌；同时扩大落煤管弯头半径，并增设导流衬板，改善煤流轨迹以减少局部阻力‌。实践表明，上述改造可使碎煤机出力提升10%-15%，堵煤故障率降低60%以上，同时延长筛板使用寿命至原设计的3倍‌。

五、煤炭及设备管理

煤炭及设备管理主要采取以下方法：1、采购质量好的原煤，减少“三块”的含量，避免“三块”在进入煤场。2、在夏季雨水丰沛时，注意控制原煤的水分含量，避免因水分过高导致煤块凝结成大块而堵塞‌。3、定期检查和维护碎煤机及其相关设备，及时清理积煤和堵塞物，确保碎煤机正常运行。4、定期进行设备维护保养。5、更换磨损超标的环锤。

六、监测与评估

监测方法 在进行一系列改造及完成相关管理后，为了确保改造效果的稳定性和持续性，需要对设备的运行情况进行不间断的监测。如电流、轴承温度、碎煤机破碎率、环锤的磨损度、滚轴筛的筛分度、滚轴的磨损度等。这些数据通过程控上位机适时监控、检维修测量、巡回检查发现等手段发现。

效果评估 为了准确评估运行效果，制定了一系列评估指标，主要包括堵煤频次、破碎率、设备故障率和生产效率等。 堵煤频次是衡量环式碎煤机运行稳定性的重要指标。通过单位时间内发生的堵煤次数，堵煤次数越低，说明技术改造对解决堵煤问题的效果越好。实际表明，堵煤频率相比改造前大幅降低，从原来的每周平均发生4-5次堵煤事件，降低到了每月平均发生1-2次。 碎煤质量经过粒度检测，90%以上的碎煤粒度都在设计范围内，完全满足磨煤要求。 设备故障率也有所下降，从原来的每月平均故障次数5-6次，降低到了每月平均1-2次。生产效率则有了明显提高，单位时间内的煤炭处理量相比改造前增加了10%-15%。这些数据充分表明，通过一系列的技术改造与先进的管理方法是切实可行的，取得了良好的运行效果。不仅有效解决了环式碎煤机堵煤的问题，提高了碎煤质量，还降低了设备故障率，提高了生产效率，为火电企业的安全生产和经济效益提升做出了重要贡献。

结束语

为了有效改善环式碎煤机在运作过程中频繁发生的堵煤问题，本文在深入探究环式碎煤机结构特点及工作原理的基础上，对环式碎煤机在实践使用中存在的问题进行了全面、细致的分析探究。通过对环式碎煤机存在不足的原因剖析，结合实际工作经验，提出了通过改造滚轴筛、落煤管、增加振动器等技术改造方案。经过实际监测和效果评估，该技术改造方案取得了显著的成效，有效解决了堵煤问题，提高了碎煤质量和生产效率，降低了设备故障率。希望通过本文的探究，能够为其他火电企业解决环式碎煤机堵煤问题提供有益的参考和借鉴，促进火电行业的高效、稳定发展。

作者简介：徐永（1970.7-），男，汉族，江苏淮安人，江苏淮阴发电有限责任公司，工程师，研究方向：安全生产管理