Угольная мельница

Угольная мельница

Угольная мельница — это ключевой механизм для дробления угольных блоков и измельчения их в пылеугольный уголь. Как важное вспомогательное оборудование для котлов, работающих на пылеугольном угле, она широко используется в различных отраслях промышленности, включая тепловую энергетику, цементную промышленность и производство силикатных продуктов. Она способна осуществлять сухое или мокрое измельчение различных руд и измельчаемых материалов. Процесс измельчения угля по сути представляет собой непрерывное уменьшение размера и увеличение площади поверхности угольных частиц, требующее энергии для преодоления сил сцепления между молекулами твердых тел. Измельчение в основном достигается тремя методами: сжатием, ударом и истиранием, при этом сжатие является наиболее энергоэффективным, а истирание — наименее энергоэффективным. Различные типы угольных мельниц обычно включают два или все три из этих методов, в зависимости от конкретной конструкции.

В зависимости от скорости вращения измельчающих компонентов угольные мельницы классифицируются на три категории: низкоскоростные, среднескоростные и высокоскоростные. Каждый тип демонстрирует существенные различия в производительности, сценариях применения и экономической эффективности.

• Низкоскоростные угольные мельницы (например, шаровые мельницы) работают со скоростью 15–25 об/мин. Благодаря преимущественно барабанной конструкции, они используют удары и истирание стальных шариков внутри вращающегося барабана для измельчения угля. Они обладают исключительной адаптивностью к различным типам угля, способны перерабатывать твердый антрацит или низкосортный битуминозный уголь и отличаются высокой эксплуатационной надежностью. На их долю приходится более 60% угольных мельниц на тепловых электростанциях страны, и они в основном используются в системах измельчения в промежуточных бункерах-хранилищах. Однако к недостаткам относятся большой вес, высокое энергопотребление (в 2–3 раза выше, чем у среднескоростных мельниц), значительный шум и высокие затраты на техническое обслуживание.

• Среднескоростные угольные мельницы (например, чашечные, вальцовые) работают со скоростью 50–300 об/мин. Они измельчают уголь путем сжатия и истирания между измельчающими элементами. Эти мельницы компактны, занимают меньше места и потребляют всего 50–75% энергии, используемой низкоскоростными мельницами. Они обеспечивают быстрое управление и высокую степень автоматизации, что делает их хорошо подходящими для крупных угольных котлов и угля средней измельчаемости. Тем не менее, их сложная конструкция приводит к более высоким затратам на ремонт, и они не подходят для измельчения очень твердого угля.

• Высокоскоростные угольные мельницы (например, вентиляторные мельницы) работают со скоростью 500–1500 об/мин. Они измельчают уголь преимущественно за счет высокоскоростного удара и столкновения. Объединяя функции сушки и транспортировки угольной пыли, они отличаются простой конструкцией и низкими первоначальными инвестициями. Они подходят для бурого угля с высокой влажностью или высоколетучего битуминозного угля и обычно используются в системах прямого измельчения. К их недостаткам относятся сильный износ, более короткие периоды непрерывной работы и плохая приспособляемость к твердым углям.

Принципы работы основных угольных мельниц различаются. Шаровые мельницы представляют собой горизонтальные цилиндрические вращающиеся устройства, приводимые в движение периферийными шестернями. Используя двухкамерную колосниковую решетку, материал поступает в первую камеру через подающее устройство, где он ударяется и измельчается стальными шариками, поднимаемыми ступенчатыми футеровками. После предварительного измельчения он проходит через диафрагменную пластину во вторую камеру для дальнейшего измельчения между плоскими футеровками и стальными шариками, и, наконец, выгружается через разгрузочную решетку. Валковые мельницы, с другой стороны, имеют измельчительный стол, вращающийся двигателем через редуктор. Материал, подаваемый в центр стола, перемещается наружу под действием центробежной силы и измельчается измельчающими валками. Горячий воздух одновременно поступает в мельницу для сушки материала. Поток воздуха переносит материал в сепаратор для классификации; крупные частицы падают обратно для повторного измельчения, а качественный мелкий порошок собирается пылеулавливающим устройством. Тонкость помола продукта можно регулировать, изменяя параметры сепаратора.

Основные функции угольной мельницы отражены в подготовке пылевидного угля и системной интеграции. Она не только выполняет сушку, дробление и измельчение угля, но и контролирует тонкость помола пылевидного угля в требуемом диапазоне, непосредственно поддерживая эффективное сжигание в котле. Кроме того, угольные мельницы обычно интегрированы с системами измельчения (например, промежуточными бункерами для хранения или системами прямого сжигания) для обеспечения стабильной подачи угольной пыли. В промышленном применении это оборудование широко используется в энергетике, цементной, металлургической и химической промышленности, выступая в качестве ключевого вспомогательного устройства для обеспечения непрерывности производства.

Ежедневное техническое обслуживание и периодический ремонт имеют решающее значение для обеспечения стабильной работы угольных мельниц. Ежедневные проверки после остановки должны включать проверку затяжки болтов и пополнение литиевой смазки в корпусах подшипников. Во время технического обслуживания необходимо проверять смазку и износ подшипников, заменять изношенные угольные молотки и футеровки, затягивать болты лопаток вентилятора, очищать отложения шлака в топочной камере и ремонтировать футеровку печи. Выбор типа угольной мельницы требует комплексного баланса характеристик угля, требований к энергопотреблению и экономической эффективности для достижения оптимального равновесия между эффективностью производства и контролем затрат.