SPM2025型双向可逆细碎机的研制

卓彦江，曾晓飞，范光宏

（山西中能建电力装备有限公司，山西 太原 030031）

SPM2025型双向可逆细碎机的研制

卓彦江，曾晓飞，范光宏

（山西中能建电力装备有限公司，山西 太原 030031）

SPM2025型细碎机是适应循环流化床发电机组大型化研制的新机型，以满足800 t/h及以上细破碎能力的要求，研制中创新地采用了6排螺旋线的转子、分段铰接式碎煤板和滤风结构，同时对检查门、观测孔结构进行改进，以达到减小鼓风量、加强密封、检修观测方便化、破碎粒度分布更合理的目的。

6排锤布置；铰接碎煤板；上中下间隙调节双铰链检查门；滤风装置

0 引言

随着我国能源政策逐步完善、煤炭资源的逐步减少、科学技术的不断进步，煤矿过去洗选淘汰的堆积如山的矸煤、贫煤、煤泥以及边缘煤等低热值煤成为可利用的资源。循环流化床锅炉发电机组专为燃烧劣质煤而设计，其具有较高的可用率和热效率、较低的烟气含硫量、较好的燃料适应性能、低负荷稳燃性能和调峰性能等，得到了快速发展和广泛应用。循环流化床锅炉机组大型化对其配套大型燃料细碎机提出了更高的出力和粒度级配要求。

1 国内目前细碎机配套情况及方案分析

目前国内循环流化床锅炉发电机组大多是300 MW级别的，其配套细碎机均为双向可逆锤击式细碎机，最大机型为1828型（转子直径1.8 m，破碎段长度2.8 m） 和1634型（转子直径1.6 m，破碎段长度3.4 m），其最大出力在600～700 t/h，无法满足600 MW级别发电机组所需的800 t/h及以上出力的要求，

式中：k——物料硬度和破碎机结构形式影响的系数，破碎煤时，k=10～15；

i——破碎比（选出料和入料粒度占85%～90%时的粒径)；

d——转子直径，mm；

L——转子破碎段宽度，mm；

n——转子的转速，r/min。

参数k和破碎比i与破碎物料有直接关系，转速n与物料硬度和锤头的耐磨性有关，因此提高破碎能力只能通过加大直径或加长破碎段长度来实现。1828型和1634型分别代表了加大转子直径和加长破碎段两种实现破碎能力的机型。

在直径不变的情况下一味加长破碎段长度不利于系统设备的选型和布置，同时增加了土建成本，因此需要开发通过增大直径达到大出力的细碎机，SPM2025型细碎机就是在SPM1825的基础上通过增大转子直径开发的机型。

2 SPM2025细碎机的主要设计结构及采用说明

a） 转子是细碎机的关键部件，SPM2025细碎机转子直径采用2 000 mm直径， 锤头组件按6排螺旋线均匀布置。

与 SPM18、SPM16等机型转子相比，SPM2025型拥有更长的周长。若锤头组件按4条螺旋线布置时，转子锤头之间的圆周长（πd/4）比SPM18、SPM16系列要长，比SPM16系列要长25%。在各机型线速度相同的情况下，大机型转速相对较低，在单位时间内落料的速度不变的情况下，大直径转子单排锤头破碎的料层相应变厚，即破碎量增加。由于破碎行程相应变长，可满足破碎要求，而通过增加大直径转子锤头组件排数而减薄单排锤头破碎的料层，既利于破碎效果又能增加破碎出力。因此SPM2025型双向可逆细碎机转子锤头组件采用6条螺旋线均匀布置，可充分保证破碎粒度和出力要求（见图1）。

锤头是细碎机的关键易损件，锤头采用双金属复合材质。转子线速度与物料的破碎力度有着紧密的联系，线速度越高锤头的动能越大，对物料的打击力越大，破碎硬质物料的能力就越强，物料破碎的就越细小，相应的锤头磨损也就越厉害，有利也有弊。为保证锤头的使用寿命，选用双金属复合材质的锤头，锤头的头部为硬度HB500—600的高铬镍钼合金，下部连接处采用合金铸钢，通过中间的热复合材料将两种材料浇铸成一个整体，该锤头集高铬镍钼合金优异的耐磨性能与合金铸钢良好的综合机械性能于一体，使锤头具有了优异的耐磨性能和抗冲击的整体综合性能。在线速度达到60 m/s及以上时仍能达到很长的使用寿命。

图1 SPM20系列与SPM16系列转子结构对比图（mm）

b） 碎煤板体采用分段铰接连接形式，碎煤板联动性好，与转子间隙过渡平滑。

SPM18、SPM16系列双向可逆细碎机的碎煤板均是整体设计。这主要是考虑到转子直径小、结构布置方便，破碎行程较短，且上、下间隙单独调节时对另一边的间隙影响较小，甚至可忽略不计，所以选择了整体设计。整体设计结构简单、制作方便。

SPM2025型双向可逆细碎机转子直径达2 000mm，相应的破碎行程比较长，破碎物料时易产生过破碎。为了保证顺利喂料且提高细碎机破碎较大块的能力，设计时将入料脖颈段加长，将入料口加宽，提高了大块通过能力和入料的初速度，确保了入料更顺畅。但也使SPM2025破碎板体为适应入口结构变得体型较大，这直接导致制作加工困难、制作成本高涨，上、下间隙单独调节时对另一边的间隙影响较大、碎煤板包线与转子贴合间隙不均匀、间隙过渡不平滑，所有这些都将影响生产成本和破碎效率。

综合分析以上情况，从制作成本、间隙均匀平滑过渡、调节方便等几个关键问题入手，采用了分体碎煤板，每件碎煤板由上、下部板体通过铰链连接。上支点两端支承在上调节机构滑块和导轨上，通过上调节机构调节上部间隙；中部调节机构作用在上、下碎煤板连接的铰链轴上，中部间隙介于上部、下部间隙之间；下支点为蜗轮蜗杆加丝杠装置的下调节机构，下部间隙最小，控制最后出料粒度，其间隙不得小于20 mm，以避免锤头与碎煤板撞击损坏。

这样设计的好处在于制作简单、调节方便、碎煤板联动性好、与转子间隙过渡平滑。这样的结构能方便地调节破碎粒度和粒度级配（见图2）。

图2 碎煤板结构即调节示意图（mm）

c）中间机体设置滤风装置，减少上鼓风对入料的影响。

双向可逆细碎机，以转子中心为对称轴对称布置，转子两侧布置有相同的碎煤板。站在电机侧看，当转子逆时针旋转时，锤头向下将物料打向左侧的碎煤板进行破碎，这时左侧为破碎工作段，右侧的碎煤板为空行程段；当转子顺时针旋转时，锤头向下将物料打向右侧的碎煤板进行破碎，这时右侧为破碎工作段，左侧的碎煤板为空行程段。破碎煤时破碎工作段向下鼓风，形成细碎机排料口鼓风，而空行程段向上鼓风，形成入料口鼓风。入料口鼓风过大将阻碍入料，使入料变得不顺畅，当转子线速度过大时，入料口鼓风冲击力将使得喂料极为困难，甚至于喂不进料，严重影响细碎机的生产率。

SPM2025型双向可逆细碎机在机盖上部设置滤风装置，当上鼓风行至中间机体的固定破碎板时，固定破碎板将鼓风导入其与碎煤板之间的缝隙，风从缝隙上行进入多排间隙10 mm的筛板，风速进一步减弱，而后冲向机盖的直角结构处回旋再减弱。该滤风装置减少了入料口鼓风，保证了正常入料，从而确保了细碎机的生产率。

3 局部改进

3.1 检查门、观测孔改进成双铰链结构，彻底解

决门密封问题

针对以前现场反应的部分细碎机检查门密封不严问题，设计了双铰链检查门，克服了单铰链侧门板因铰链限制无法压紧的问题。双铰链有2个关节点，检查门的两侧均可设置压紧机构，使检查门每个点能够均匀地压紧密封条，保证了密封的严密（见图3）。

为了便于直观观察细碎机转子和碎煤板的实际间隙，在机体的上、中、下分别设置了3组小观测孔，以利于调节间隙时实时观测间隙尺寸，避免间隙过小使锤头打击到碎煤板导致设备损坏，该观测孔查看间隙直观、可靠。观测孔门板上固定有衬板，重量较重，为减少开、关观测孔的工作量，将观测孔门板采用双铰链带拐臂的连接方式，通过拐臂把手可轻松的开关门，提高了检修工作效率。

3.2 加装手动盘车装置，方便间隙校核。

加装了蜗轮蜗杆手动盘车装置，盘车后能很容易的与转子脱开，该装置操作简单，省时省力，安全可靠。

图3 双铰链检查门

4 结束语

从小细节上着手，对小机型上发现的影响外观、性能的小问题进行改进，从大的方面对转子结构、选材和碎煤板结构以及调节方式进行了精准设计，通过以上结构的精细设计，细碎机从整体性能上有了很大的提高，满足了SPM2025型双向可逆细碎机的性能要求。在带载试车中，物料碎后成品的粒度和级配很好地符合锅炉要求，粉尘检测达标，得到了业主的好评。

Research and Development of SPM2025 Bidirectional Reversible Fine Crusher

ZHUO Yanjiang,ZENG Xiaofei,FAN Guanghong
（Shanxi Xishan Thermal Power Co.,Ltd.,Taiyuan,Shanxi030031,China）

SPM2025 fine crusher is the new unit type adapting to the large-scale development of CFB generator unit to meet the requirement for 800 t/h and above.It innovatively adopts rotors with 6 rows of spiral lines,sectional hinged coal crushing board and air filtering structure.At the same time,the structures of inspection door and observation hole are improved for the purpose of blast volume reduction,strengthened sealing,convenient maintenance and observation as well as reasonable distribution of crushing particles with different sizes.

arrangement for 6 rows ofhammers;hinged coal crushingboard;upper,middle and lower gap adjustment double-hinged inspection hole;air filteringdevice

TD849.5

A

1671-0320（2017）02-0070-03

2016-12-21，

2017-01-20

卓彦江（1968），男，山西临汾人，1990年毕业于太原工业大学机械制造工艺与设备，高级工程师，从事电厂辅机设计工作；

曾晓飞（1966），男，山西太原人，1989年毕业于太原工业大学金属材料及热处理专业，工程师，从事电厂辅机设计工作；

范光宏（1984），男，陕西榆林人，2007年毕业于太原科技大学机械设计制造及其自动化，工程师，从事电厂辅机设计工作。