关键词：循环流化床 锅炉 破碎机 粒度 颚式 锤式 环锤 四齿辊
1前言
循环流化床锅炉采用了高效、节能、低污染的外循环流化床锅炉燃煤新技术，它具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、NOX排放低、结构简单、操作方便等诸多优势，广泛运用于热电联产项目。
与常规煤粉炉相比，循环流化床锅炉由于取消了磨煤机，锅炉燃煤的粒度主要依靠输煤系统的筛碎设施来保证。循环流化床锅炉对入炉煤的粒度一般要求在10mm以下，且需满足锅炉所要求的粒径分布曲线。目前大多数电厂的入厂煤的粒度为小于300mm，故破碎设施需将煤从300mm破碎至10mm以下。下面就破碎设施的选型进行讨论研究。
2破碎设施介绍
固体物料在外力的作用下，克服物料的内聚力，使大颗粒破碎成小颗粒的过程称为破碎。按照构造与工作原理的不同，常用的破碎机械有如下几类：颚式破碎机、圆锥破碎机、锤式破碎机、环锤式破碎机、四辊式破碎机。以下对几种主要的破碎机械对破碎循环流化床锅炉燃煤的适用性分别进行介绍。
2.1颚式破碎机
颚式破碎机，是依靠偏心轴带动活动颚板作周期性的往复运动，把进入定颚板和动颚板间的物料压碎。颚式破碎机的工作部分是两块颚板，一是固定颚板（定颚），垂直固定在机体前壁上，另一是活动颚板（动颚），位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔。活动颚板对着固定颚板做周期性的往复运动，时而分开，时而靠近。分开时，物料进入破碎腔，成品从下部卸出；靠近时，使装在两块颚板之间的物料受到挤压、弯折和劈裂作用而破碎。颚式破碎机适用于莫氏硬度7级以下的高、中硬度物料的粗、中、细碎。现有颚式破碎机按动颚的运动特征，分为简单摆动型、复杂摆动型和混合摆动型三种型式。
颚式破碎机具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点，但其无法将来料破碎至符合循环流化床锅炉燃料粒度分布曲线，破碎效率低，作为细破出力较小，无法满足大型循环流化床锅炉燃料破碎的要求。
2.2圆锥破碎机
圆锥破碎机，其工作部件是两个截锥体。一个是动锥（内锥），固定在主轴上；另一个称定锥（外锥），是机架的一部分，是静置的。动锥沿着定锥的内表面作偏旋运动，靠拢定锥的地方，该处的物料就受到动锥挤压和弯曲作用而破碎，偏离定锥的地方，已经破碎的物料由于重力的作用就从锥底落下。圆锥破碎机的工作原理是对物料施加挤压力，使物料在两个锥面之间同时受到弯曲力和剪切力的作用而破碎，物料破碎后自由卸料。圆锥破碎机的破碎机理决定其可用于高或极高硬度物料的粗、中、细碎。圆锥破碎机按用途可分为粗碎和中细碎两种；按结构与功能可分为悬挂式、托轴式和振动式三种。
圆锥破碎机广泛应用在冶金工业、建材工业、筑路工业、化学工业与硅酸工业中，适用于破碎中等和中等以上硬度的各种矿石和岩石，本机具有破碎力大、效率高、处理量高、动作成本低、调整方便、使用经济等特点。无法将来料破碎至符合循环流化床锅炉燃料粒度分布曲线，破碎效率低，不太适合大型循环流化床锅炉燃料破碎的要求。
2.3环锤式细碎机
环锤式细碎机是一种带有环锤的冲击转子式破碎机。环锤不仅能随转子旋转，还能绕锤销轴自转。物料进入破碎机后，在破碎腔内受到随转子高速旋转的环锤的冲击而破碎。环锤式破碎机多用于破碎中、低硬度且含水率适中的物料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆环锤式细碎机在早期的循环流化床锅炉燃料破碎系统中有一定的采用，但是，随着循环流化床锅炉燃料量的增大，环锤式破碎机因其破碎机理决定其很难将大多数物料破碎至10mm以下，更不用说符合燃料粒度分布曲线；由于筛板的存在，当来料水分较大时，很容易堵塞；作为细碎机使用时，环锤、破碎板磨损大，维护量大，维护费用高。因此，环锤式细碎机逐渐退出了循环流化床锅炉细碎设备的队伍。
2.4锤式破碎机（可逆锤击式细碎机）
锤式破碎机，物料受高速回转的锤头的冲击和物料本身以高速向固定衬板冲击而使物料破碎。锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子（又称锤头）的转子。转子由主轴、圆盘、销轴和锤子组成。电动机带动转子在破碎腔内高速旋转。物料自上部给料口给入机内，受高速运动的锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而破碎。锤式破碎机多用于破碎中、低硬度且含水率适中的物料，并且适合于破碎纤维结构、弹性和韧性较强的物料。锤式破碎机类型很多，按转子数目分为单转子锤式破碎机和双转子锤式破碎机；按转子回转方向，分为可逆式和不可逆式；按锤子排数，分为单排式和多排式；按锤子在转子上的连接方式，分为固定锤式和活动锤式。
其中，可逆锤击式细碎机因其破碎后物料粒度分布合理、破碎效率高、锤头可顺利的让过难破碎物、易磨损件使用寿命较长、易于检修维护、出料粒度调节方便、出口风量小等特点，目前在国内已投运或在建的大型循环流化床锅炉电厂中采用较多。其可以相对容易地将50mm来料破碎至10mm以下，而且出力也可以做到650t/h或者更大。四川白马600 MW循环流化床锅炉电厂采用可逆锤击式细碎机。早期国内大型循环流化床锅炉工程中采用国外进口大出力可逆锤击式细碎机的较多，且均为整机进口，价格较高。早期国产可逆锤击式细碎机主要存在锤头和破碎板耐磨性能差、寿命短、检修更换频繁、对煤的水分适应性差、破碎效率低等问题。随着国内制造厂的不断改进，近年来越来越多的国产可逆锤击式细碎机得到应用，国产出力600t/h及以上的可逆锤击式细碎机已有为数不少的投运业绩。
2.5四齿辊破碎机
四齿辊破碎机是一种改进型的破碎机，其为双电机启动，上下各有两组齿辊，呈相对运动，四个齿辊的转速均不相同。四齿辊破碎机由两个电动机经过带传动使一、二级两工作辊相向旋转运动。破碎物料首先由齿辊或齿辊与衬板间隙漏下实现初步筛分，两对齿辊分别以差速相向运转。物料因重力进入一级工作仓两齿辊工作区域时，破碎齿板啮入物料，对其进行挤压、劈裂、克服物料质点间内聚力、断裂破碎，物料粒度由300mm破碎至50mm，完成第一次破碎，此时物料因重力作用进入二级工作仓两齿辊工作区域时，二级齿板啮入物料对其破碎，物料粒度达到≤8-10mm。破碎机的一二级两工作辊齿相互交错，充分利用剪、劈、折、拉等对物料组合破碎；同时在破碎过程中迫使物料不断翻滚，寻找其最脆弱的方位进行选择性破碎；齿辊只对大料进行破碎，符合粒度要求的小料直接从辊齿间的间隙通过，不增加过粉量。
四齿辊破碎机具有破碎比大、对破碎物料水分要求低、不粘不堵、过粉碎量少、噪音小、振动小、粉尘少等优点。与此同时，该破碎机两辊产生的空气涡流基本相互抵消，设备进出口的风压差极小，基本不会产生扬尘，不用安装专用的除尘设备，且可以直接物料粒度300mm破碎至10mm以下，成熟机型处理能力可做到400t/h，尤其适合中小型循环流化床锅炉燃料破碎的要求。
3结论
综上所述，可逆锤击式细碎机、四齿辊破碎机机均可用作循环流化床锅炉的细碎设备。可逆锤击式细碎机入料粒度需控制在≤50mm，故一般需在前段增加一级粗破碎机，常用于运煤系统能力≥400t/h的中大型循环流化床锅炉燃料破碎系统；四齿辊破碎机可直接将物料粒度300mm破碎至10mm以下，常用于运煤系统能力≤400t/h的中小型循环流化床锅炉燃料破碎系统。
参考文献
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[2]张兴顺,邢进,唐涛.循环流化床锅炉燃料破碎设备的选择与应用[J].华电技术,2012,34(01):36-37+40+77.
论文作者:黄华, 李杰
论文发表刊物:《中国电业》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/24
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