[发明专利]源自钢球碰撞频率和能效研究的磨煤节电新技术

说明书

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。