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摘要：环式碎煤机是现阶段发电厂在进行煤炭原料处理过程中最为常见的碎煤装置，为了保证煤炭原料符合发电要求，需要对碎煤机的参数进行设计。本文将结合以往的设计经验过程，针对碎煤机结构参数、工作参数进行设计论证。同时将对KRC型号环式碎煤机进行参数设计和参数设定的经验过程进行综述，用以验证环式碎煤机参数设计的理论探究。
关键词：环式碎煤机；发电原料；参数设计；机械功率消耗
前言：对环式碎煤机进行正确的参数确定和参数设计，是提升环式碎煤机工作效率、延长环式碎煤机工作寿命的重要方法，在研究过程中，研究者通过参数确定，可以对碎煤机存在的缺陷进行判断和掌握，从而从根本上解决碎煤机存在的潜在威胁，确保碎煤机的正常出力。对于环式碎煤机来说，参数的确定和设计主要针对碎煤机功耗的判断，因此需要借助参数计算来完成。
一、参数确定方法
（一）结构参数
从一般环式碎煤机的构造角度对环式碎煤机进行考察，可以看出环式碎煤机通常具备以下几个方面的结构内容：转子、给料口、破碎板、排料口、环锤、反射板。因此在进行结构参数计算时，计算内容主要针对这几部分的构造结构内容。
转子是环式碎煤机中的额重要组成部分之一，其主要参数直径（d）与长度（l）能够对环式碎煤机的生产率、功率起到决定作用。一般来说，转子的直径（d）主要依据入料尺寸（d1）来确定，通常二者的比率应当在4-6这一区间之内，例如入料块尺寸为5mm，则要求转子直径为20-30mm为宜。转子长度（l）则根据机器生产率来确定。长度（l）与直径（d）应当趋近于1:1这一比值，从而保证煤质的抗压强度。
给料口是环式碎煤机入料的部分，一般位于机器的后部上方。给料口的主要参数为长度（A）和宽度（B），这一参数的确定对于入料形状、动力损耗以及环锤零件磨损有着至关重要的作用。在设计时，一般要求给料口长度（A）与转子长度（l）保持一致，而宽度的确定则与入料（d1）有关，计算公式为：
B=2d1+（10~25）（单位：mm）
为了保证给料过程的落料速度得到控制，需要在给料口的位置加装破碎板，从而使碎煤机发挥碎煤效果。破碎板结构的参数为距离转子轴心距（t）和与水平线所呈倾斜角α（α又称“卸载角”），其中，为了保证卸料点能够落到环锤区域内，参数t的计算公式为：
T=d/2-（55~100）（单位：mm）
而为了避免卸载点过低所造成的燃料堆积问题，卸载角α需要控制在65°以上，从而获得破碎比。排料口为机械生产排除的部分，有筛板上栅孔构成。为了保证破碎煤的排除，其主要参数为孔宽s1和s2，为了能够确定其参数，需要利用入料d1和出料d2来确定破碎比i，则有i=d1/d2,。其中，i（10,18），s1=（2，3）d2，s2=（3,4）d2，一般选择较大值。
为了确保转子的工作速度，还需要确定锤环与机体上部顶衬板之间的间距参数（k），k值的确定除了可以判断转子工作速度，还会影响机内鼓风，鼓风大小与k值呈负相关关系，因此在低速时，k（45,55）为最佳，且与转子直径d比值应小于0.05，从而降低鼓风风量，控制粉尘扩散。
环式碎煤机一般为了保证工作顺利，会对煤炭原料中含有的杂质进行排除，因此需要运用垂环离心、拨料器导向等的共同作用，并与位于机盖上方的反射板相配合。其中反射板的参数为距离转子轴心距离H，通常计算公式为：
H=d/2-（20~75）（单位：mm）
（二）工作参数
与结构参数不同，工作参数一般是指环式碎煤机在工作过程中所需的参数，其中包括转子转速、垂环质量、垂环排数、垂环动力等。
转子在工作当中负责利用冲击力来是煤炭原料发生破碎，从而达到碎煤的目的，其转速参数n的计算方法为公式：
n=60v/πd
式中，v为转子圆周线速度。转子的转速越大，磨损加剧越严重。
锤环在于物料发生碰撞时其冲击力大于物料，则会将物料击碎，完成碎煤。因此在进行参数确定时，需要对破碎物料机械功a进行计算，从而保证锤环破碎功Er大于a。破碎物料机械功a的计算公式为：
a=δb2Nl（Z1dmax2μ1-3.14dμ2）/12000E
式中，δb为物料抗压的强度，E为物料弹性模量，Z为转子上锤环数，μ1为给料不均匀系数，μ2为排料不均匀系数。通过计算完成与Er的对比。
在机械内部，给料高度和转子转速达到一定水平之后，一旦发生锤环排数过少，就会造成物料落入转子，造成磨损；而锤环排数过多，则会使物料无法收到锤环击打，最终在损耗能量的同时，未完成物料破碎。因此在工作参数中，还需要对锤环排数进行确定。锤环排数Z1的计算公式为：
Z1=60β 
式中，β为几何尺寸系数，通常为0.6，h为环锤工作区深度。
锤环的动力主要是锤环在工作中所能完成的动作，其中包括对于物料的研磨力、切削力和冲击力三个部分。
研磨力是高速旋转的锤环所产生的离心力对物料的研磨作用，其参数Ff的计算公式为：
Ff=fFc（单位：N）
式中，f为锤环和物料所产生摩擦的系数，通常为0.3，Fc为计算所得锤环离心力。
切削力是齿环形式的锤环对潮湿物料在劈削过程所产生的力，作为锤环强制力，其参数Fj计算公式为：
Fj=9740/Nd（单位：N）
冲击力是锤环高速旋转时击破大块物料的冲量，一般计算方法需要假定击破位置位于物料中心，从而求得冲击力参数Fp，其公式为：
Fp=m（1+k）Mrv/（m+Mr）t（单位：N）
二、KRC型号环式碎煤机的参数确定和环锤设计
（一）KRC型号环式碎煤机的参数确定
本文为了探究参数确定的方法，运用实例证明KRC型号环式碎煤机的各项参数。该碎煤机转子直径1200mm，入料力度约500mm，转子工作长度2500mm，出料粒度小于20mm，从而计算各参数。
通过公式计算可以获得以下各工作参数：
其中，转子速度v为50m/s，计算可得转速n为799转/分钟；锤环质量经过计算得出为55.87~69.32kg，取平均值为63kg；锤环排数计算为3.77，取值为4；垂环研磨力计算可得为80064N；切削力计算可得7288N，冲击力计算可得1480N。
（二）KRC型号环式碎煤机的环锤设计
结合相关的计算参数，本文对环锤之间的平衡进行了设计。首先作为垂环的重要组成部分，环锤平衡需要在确保离心力的同时降低功耗。因此当环锤圆周厚壁磨损超15mm，其破碎能力下降，需及时进行更换。
更换后的环锤在进行安装排列时应当注意重量的差别从而保持平衡。在KRC型号环式碎煤机中，两个环锤之间的重量差距应当控制在150g以内，其中，相对两排的环锤收尾重量则不可以超过100g。在实际的设计过程中，研究人员可以讲所需进行配置的环锤进行分别承重，再利用编号的方式，对环锤进行进行数据记录，并根据记录结果将符合平衡要求的环锤进行配组放置，避免造成混乱。随后，通过分别计算的方法，对各组内两个需要平衡的环锤进行质量差计算，并进行反复平衡，从而将质量差控制在需要范围之内。在最后的校核阶段，研究人员需要在不破坏两排对称平衡的基础上，调整四排内对称平衡，使其满足环锤设备满足锤环的工作需求。
结论
对于不同的发电厂来说，所选用的碎煤机类型不同，其所内含的结构参数和工作参数也有着一定差异，在实际工作当中，碎煤的破碎程度和工作效率也各有不同。因此在发电厂进行碎煤机选型时，需要结合自身实际需求对具体参数进行计算，保证符合碎煤需求，提高生产效率。
参考文献
[1]HCSC（φ900）环锤式碎煤机安装使用说明书.
[2]燃料设备检修.山西省电力工业局编.中国电力出版社.
论文作者:李靓,白露
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
标签：参数论文; 转子论文; 煤机论文; 物料论文; 工作论文; 冲击力论文; 计算公式论文; 《基层建设》2017年第34期论文;