Угольный пульверизатор является основным оборудованием в теплоэнергетике, угольной химической промышленности и других областях. Его функция заключается в измельчении сырого угля в пылевидный уголь, который можно эффективно сжигать в котле. Статические и динамические кольца являются ключевыми компонентами, которые оказывают решающее влияние на эффективность измельчения, стабильность работы и срок службы измельчителя. В данной статье анализируется их структура, принцип работы, механизмы отказа и технологическое развитие.
1. Базовая конструкция и положение установки.
Статические и динамические кольца, также известные как неподвижное кольцо и вращающееся кольцо, являются основными компонентами зоны измельчения угольного измельчителя.
Статическое кольцо: фиксировано установлено на основании или корпусе распылителя и остается неподвижным. Обычно это кольцевой компонент со специальными профилями зубьев или канавками.
Динамическое кольцо: соединено с вращающейся частью измельчителя, такой как измельчающий стол или ротор, и вращается вместе с ним с высокой скоростью.
Два кольца собираются одно над другим или внутри и снаружи, оставляя регулируемый зазор. Частицы угля измельчаются в этом зазоре.
2. Принцип работы и основные функции
Основная функция статических и динамических колец — формирование эффективной зоны шлифования. Принцип работы следующий.
Направление и распределение: Необработанный уголь из трубы подачи угля сначала попадает на вращающееся динамическое кольцо. Под действием центробежной силы он отбрасывается в зазор между двумя кольцами. Зубья или канавки статического кольца направляют уголь, обеспечивая его равномерную подачу на поверхность измельчения.
Первоначальное дробление: более крупные куски угля сначала подвергаются сильному сжатию и сдвигу при входе в узкий зазор, подвергаясь первоначальному дроблению.
Шлифование: это самый важный шаг. Поскольку динамическое кольцо продолжает вращаться, уголь в зазоре непрерывно измельчается и сдвигается за счет относительного движения между статическим и динамическим кольцами. Это действие похоже на каменную мельницу, непрерывно измельчающее частицы угля в мелкий порошок.
Смешивание и транспортировка воздуха: пылевидный уголь переносится горячим осушающим воздухом, выходящим с периферии колец и поднимающимся в классификатор для разделения по размерам. Квалифицированный мелкий порошок выгружается.
3.Основные механизмы отказов и проблемы.
Статические и динамические кольца работают в суровых условиях высокой температуры, высокой запыленности и сильного износа. Их выход из строя – одна из наиболее частых неисправностей угольных пылеуловителей.
Абразивный износ: это основной вид разрушения. Уголь, особенно твердые минералы, такие как кварц и пирит, действуют как абразив, который непрерывно режет и разрушает материал поверхности, вызывая постепенный износ, деформацию и потерю профиля зубьев.
Усталостные трещины: при периодическом механическом напряжении от ударных нагрузок и вибрации, а также при термическом напряжении микротрещины легко возникают в точках концентрации напряжений, таких как корни зубьев и днища канавок, постепенно разрастаясь и, возможно, приводя к разрушению.
Эрозия и коррозия: Высокоскоростной поток воздуха из угольной пыли вызывает эрозию. Кроме того, сера и влага в угле могут создавать слабокоррозионную среду при высоких температурах, ускоряя потерю материала за счет синергии с износом.
Последствия ухудшения производительности: после износа зазор увеличивается, эффективность измельчения резко падает, что приводит к снижению производительности пульверизатора, увеличению энергопотребления и недостаточной крупности угля, что напрямую влияет на эффективность сгорания котла. Сильный износ может увеличить вибрацию, угрожая безопасности оборудования.
4.Развитие материалов и производственных технологий.
Чтобы справиться с сильным износом, материалы и технологии изготовления статических и динамических колец постоянно совершенствуются.
Традиционные материалы: в ранних конструкциях использовалась сталь с высоким содержанием марганца, износостойкая легированная сталь, твердость и ударная вязкость которой обеспечивали устойчивость к износу.
Технологии упрочнения поверхности: современное основное решение наносит твердый износостойкий слой на прочный основной материал, такой как литая сталь. К основным процессам относятся:
Наплавка износостойких валиков: нанесение ленточных или сетчатых наплавочных валиков из сплава с высоким содержанием хрома на ключевые участки для формирования износостойкого каркаса.
Композитное литье: использование биметаллического композитного литья для достижения металлургической связи между основным материалом и рабочим слоем, который часто изготавливается из чрезвычайно твердых материалов, таких как чугун с высоким содержанием хрома.
Заделка износостойкого вкладыша: Готовые пластины из износостойкого сплава прикручиваются к основанию, что позволяет производить местную замену после износа.
Применение современных керамических материалов: Это важное направление развития. Износостойкие блоки или цельные кольца, изготовленные из высокоэффективной керамики, такой как глинозем, циркониевый глинозем и карбид кремния, обеспечивают чрезвычайно высокую твердость и износостойкость, значительно превосходящие металлы, что значительно увеличивает интервалы технического обслуживания. Однако керамика хрупкая, поэтому требует более высоких стандартов при установке и ударостойкой конструкции.
5. Рекомендации по техническому обслуживанию и выбору
Регулярный контроль и регулировка: во время работы контролируйте ток пульверизатора, вибрацию, производительность и крупность угля, чтобы косвенно оценить износ. Периодически отключайте его для проверки и регулируйте зазор, как указано.
Замена пары: Статическое и динамическое кольца образуют пару трения. Рекомендуется заменять оба инструмента одновременно, чтобы обеспечить наилучшее соответствие шлифования и стабильность работы.
Научный выбор: на основе индекса абразивности измельчаемого угля, такого как индекс измельчаемости Хардгроува, а также содержания минералов, типа пульверизатора и условий эксплуатации, выберите наиболее экономичный износостойкий материал и процесс. Для высокоабразивного угля приоритет следует отдавать композитному литью или керамическим материалам.
Таким образом, статические и динамические кольца угольного измельчителя являются важнейшими компонентами измельчения угля. Их производительность напрямую влияет на экономичность и надежность всего оборудования. Основная техническая задача заключается в том, как противостоять экстремальному износу. От износостойкой легированной стали до технологий упрочнения поверхности и новых применений керамических материалов — технологический прогресс всегда был направлен на продление срока службы. Правильный выбор, установка и обслуживание являются ключом к обеспечению долгосрочной стабильной работы и снижению затрат в течение жизненного цикла.
