张喜春

摘 要：MPS型中速磨煤机自上世纪六十年代被应用于燃煤电厂，并经过不断地技术创新和结构优化，与其他类型磨煤机相比，以其结构合理、磨煤电耗低、适应煤质较为广泛、碾磨件寿命较长等优点而广泛的应用。本文主要介绍MPS型中速磨煤机的技术发展。

关键词：MPS;磨煤机;技术;发展

中图分类号：TK223.25 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）02-0066-02

1 MPS型中速磨煤机的诞生

MPS型磨煤机的原型机是由西德的Pfiffer公司在一台磨制矿石的培兹（Berz）磨的基础上改装而成的。后来，西德Babcock公司从Pfeiffer公司取得了将MPS磨应用于燃煤火力发电厂碾磨燃煤的许可证。1965年西德Babcock公司制造了第一臺MPS180型中速磨煤机并用于西德300MW机组工程中碾磨硬质烟煤，运行效果良好。MPS磨煤机结构设计合理，运行安全稳定，磨损件使用寿命长，磨煤电耗低，经济效益好，在随后的实际应用中显示出优越的性能。在西德的300MW以上锅炉中大部分采用了MPS型中速磨煤机。

我国磨煤机设备制造厂于1985年向Babcock公司购买了弹簧加载的MPS磨煤机制造专有技术，MPS型中速磨煤机在国内得到应用。

MPS型中速磨煤机型号含义：

M表示磨煤机，德文Muhle的第一个字母M;

P表示磨辊为钟摆式结构，德文Pendeln的第一个字母P;

S表示磨盘为碗式结构，德文Schussel的第一个字母S;

MPS后面的数字表示磨盘的磨轨中径（磨辊和磨盘接触点的直径），单位为cm（厘米）。

2 MPS型中速磨煤机的结构和应用

MPS型中速磨煤机主要由基础、壳体（下架体、中架体、分离器）、减速机、喷嘴环、碾磨部分（磨辊和磨盘）、加载部分、煤粉分配器、密封风系统、排渣装置、惰化防爆系统和检修平台、润滑系统、电控装置等部分组成。

MPS磨煤机属于外加力式辊轮式中速磨煤机范畴，碾磨原理与传统的轮碾式磨完全相同。三个大的磨辊均匀分布在磨盘的圆周上，三个磨辊之间的相对位置是固定的，且被转动的磨盘带动，滚动在磨盘上。用于碾磨物料所需要的碾磨压力是由外部传输进来的（加载弹簧或液压油站来施加压力），其压力通过联接部件直接传送到磨煤机基础上。

MPS型中速磨煤机主要应用于燃煤火力发电厂、钢铁冶炼厂和化工厂等行业，用于将原煤碾制成一定细度要求的煤粉，同时完成煤粉的干燥过程，并将煤粉输送至锅炉、高炉及气化炉中进行燃烧。

MPS型磨煤机有如下的特点：

（1）磨煤机的碾磨压力通过加载架依次传递给磨辊、磨盘和减速机、磨煤机基础，不会因为增大碾磨压力而造成设备壳体的振动和影响壳体的密封性。（2）固定在磨煤机加载架上的三个磨辊以120°均匀布置在磨盘上，对磨盘形成三点受力，施加的碾磨压力相对较为均匀，不会造成减速机的推力瓦轴承受力不均而发生偏载，减速机的受力较好。（3）磨煤机属于辊轮式中速磨煤机，磨煤机的三个磨辊在磨盘的带动下沿磨辊轴进行自转，磨辊直径较大，使得磨煤机在磨盘转速较低的情况下碾磨效率较高，有利于增加磨煤机的出力，同时使得MPS型磨煤机电耗一般较低。

由于MPS型中速磨煤机结构合理、碾磨部件使用寿命较长、设备运行较为稳定、磨煤电耗较低，因此MPS型磨煤机在国内外都得到了广泛的应用。

3 MPS型中速磨煤机的技术发展

随着社会经济的不断发展和科技水平的的提高以及人民生活水平的不断提高，国内外市场对电力需求量不断增加。燃煤火力发电厂由于发电受外部因素影响较小、电力负荷稳定等优点也得到了各个国家的青睐。要求的燃煤火力发电机组容量不断的增大，用户对磨煤机的出力提出了增大要求。

在保证磨煤机稳定运行的情况下，提高磨煤机的碾磨压力等级是提高磨煤机出力的最有效的方法。MPS型中速磨煤机的技术经过近60年的发展，先后经历了弹簧加载方式、液压定加载方式和带反作用力的液压变加载方式的三代技术，磨煤机技术得到了新的理论创新、结构也有了新的改进和优化设计。

3.1 第一代弹簧加载的MPS型中速磨煤机

第一代MPS型中速磨煤机采用弹簧加载方式，弹簧加载磨煤机的最大碾磨压力为350kN/m2。拉杆通过三部液压缸与基础相连，对弹簧进行压缩。运行前，需通过液压缸将弹簧压缩到一定高度，达到一定的碾磨压力之后将其固定，使压力恒定，当磨损后弹簧压力降低时，需再次使用液压缸施压。对弹簧的预紧工作只能在停机情况下进行，运行中需要经常停磨来调整压力，日常维护量较大。

另外，碾磨力在设定后，就是一个恒定的力，在设备运行中对磨煤机进行负荷调节是不可能的。在磨煤机低负荷时，碾磨力过大，满负荷时碾磨力又过小。由于采用手动调整碾磨压力值，磨机不能及时随锅炉改变负荷，即自动化控制性能较差。

3.2 MPS液压定加载磨煤机

上世纪八十年代后期，为提高磨煤机出力和性能，Babcock公司设计制造了MPS液压定加载磨煤机，工作时采用液压缸对物料施加连续的碾磨力，这是第二代MPS型中速磨煤机，磨煤机的加载方式采用液压定加载方式。

该型磨煤机设计最大值碾磨压力为450KN/m2。通过液压系统可以方便地提高碾磨压力，由此来增加磨煤机的出力。该型磨煤机主要在加载系统上进行了改进，施加碾磨力是通过三个液压缸进行的，弹簧加载磨煤机中的起加载和缓冲作用的弹簧被附在加载油缸上的空气弹簧—氮气蓄能器所取代，磨煤机配套有液压站，为三个加载油缸提供碾磨压力。

碾磨压力的调整可在液压站上进行，在出力较低时，可将碾磨力调到较低值，以减轻碾磨件磨损，降低设备功耗;当出力较高时，同样可以增加碾磨压力来增加出力。碾磨压力的调整是通过人工进行的，不能随系统负荷自动改变。

虽然磨煤机采用了液压加载系统，可以提供更高的碾磨压力使出力增加，但其在本质上仍然是弹簧加载磨煤机的延续，并未实质性的改变原弹簧加载磨煤机中的不足之处，技术上没有实现质的突破。

3.3 液压变加载反作用力技术的MPS型中速磨煤机

上世纪九十年代末、本世纪初，德国Babcock公司在MPS液压定加载磨煤机的基础上继续进行原理和结构优化，推出了第三代产品-液压加载第二代磨煤机，即带液压变加载反作用力控制技术的最新型MPS中速磨煤机，磨煤机的最大碾磨压力为750KN/m2。

中国电建集团长春发电设备有限公司在引进德国MPS型磨煤机技术的基础上进行了技术的研发和设备结构的优化设计，研发出最新的MPS-HP-II型中速磨煤机，磨煤机的最高碾磨压力达到750KN/m2。

MPS-HP-II型中速磨煤机采用的液压变加载阻尼控制技术实现了磨煤机运行时磨煤机的碾磨压力与阻尼力同时存在并实现碾磨力与磨煤机出力自动匹配，解决了磨煤机在高加载压力下磨煤机振动的难题，有效地提高了磨煤机的碾磨效率、降低了煤粉的循环倍率，磨煤机的出力增加35%以上。当磨煤机在低负荷运行时，适当提高磨煤机的阻尼力、减小磨煤机的碾磨压力，可保证磨煤机在煤层薄时仍能稳定运行，最小稳定运行负荷达到15%。同时当磨煤机遇到铁块、木块等不可被磨碎的物料时，磨辊被迅速抬起，但由于阻尼力的存在，阻碍了磨辊的快速下降，铁块或木块等物料通过喷嘴环可排入排渣箱中，因此磨煤机能够稳定运行。磨煤机的基础块重量是设备本体重量的3倍，远小于老式磨煤机所需的本体重量5倍。当磨煤机停机时，通过液压阻尼系统将磨辊提升，同时电动机继续转动，可将磨煤机内部的原煤通过刮板机构排入到排渣箱中，有效降低了原煤发生自燃及煤粉发生爆燃的可能性，提高了磨煤机設备的安全性。

MPS-HP-II型中速磨煤机是最新一代的MPS型磨煤机，磨煤机的基本出力和主要修正系数如原煤水分修正系数、可磨性修正系数、煤粉细度修正系数、原煤灰分修正系数等与老式MPS型磨煤机的出力修正系数完全不同，在设备选型计算时应按照MPS-HP-II型中速磨煤机的出力修正系数进行选取。

由于MPS-HP-II型中速磨煤机的出力比老式磨煤机提高35%以上，在同等出力要求的条件下，MPS-HP-II型中速磨煤机型号比老式MPS磨煤机型号要小2-3档，电机功率小50-200kW，磨煤电耗低1-2kWh/t煤，有效地降低了磨煤机的磨煤电耗，以单台600MW级机组为例，可为用户节省一百多万元的运行电费，同时可减少CO2排放量近四千吨，节能减排效果明显。

MPS-HP-II型中速磨煤机加载压力大，磨煤机出力大，对原煤的碾磨效率高，中国电建集团长春发电设备有限公司提出了采用中速磨煤机制粉系统磨制高水分褐煤的技术方案，针对国内具有代表性的霍林河、白音华褐煤进行了磨煤机的理论计算及试磨试验，取得了极具价值的试验数据，并根据试验结果，对MPS-HP-II型中速磨煤机进行了针对性的技术改进和结构优化设计，研发出了适用于磨制高水分褐煤的MPS-HP-II型中速磨煤机，攻克了MPS-HP-II型中速磨煤机对高水分褐煤的碾磨技术、煤粉干燥等难题。

通辽电厂三期工程1×600MW亚临界空冷机组选用霍林河褐煤，设计煤的原煤水分为30.89%，机组配套中国电建集团长春发电设备有限公司设计制造的MPS225HP-II型中速磨煤机，于2008年顺利通过168小时满负荷运行试验，MPS-HP-II型中速磨煤机在实践中证明了能够成功磨制高水分的褐煤，同时也标志着我国的MPS型中速磨煤机在磨制高水分褐煤的技术取得了突破的进展，并获得了成功。国内某电厂2×350MW燃煤供热机组选用中国电建集团长春发电设备有限公司设计制造的MPS190HP-II型中速磨煤机，在实际运行中选用乌拉盖褐煤的原煤水分Mt达到了41.13%，设备运行良好，这也充分体现了MPS-HP-II型中速磨煤机磨制高水分褐煤的技术优势和良好的设备性能。目前MPS-HP-II型中速磨煤机已经获得了近70个褐煤项目，投入运行60多个项目，设备运行良好，有效地拓展了磨煤机的煤质适用范围。

MPS-HP-II型中速磨煤机配有磨辊检修专用的液压翻出装置，通过固定在中架体的固定架，配以翻转架和液压油缸，由中架体的磨辊翻出门将被检修的磨辊依次翻出，检修后再利用本套装置将磨辊翻回到磨内。磨辊检修液压翻出装置避免了拆卸分离器、出粉管道和落煤管道、相关热控部件、加载架与拉杆连接等部件，并将分离器从中架体上部移走再将磨辊从中架体上部吊出检修，使检修人员不必在10米以上的空间作业，有效地降低了检修人员的劳动强度，缩短了磨辊检修的时间，提高了检修工作效率和工作的安全性。

4 结语

MPS型中速磨煤机在我国应用了30多年，其技术在我国也得到了新的发展，特别是采用全新技术的MPS-HP-II型中速磨煤机产品，是我国MPS型中速磨煤机技术水平最高的产品，使我国的MPS型磨煤机技术水平已经与国际同类产品不存在技术代差，技术水平已经进入国外同类产品的先进行列，甚至在磨制高水分褐煤的技术上超过了国外同类产品。

参考文献

[1] 张安国，梁辉，霍沛强. DL/T514 5-2012火力发电厂制粉系统设计计算技术规定[Z].2012-12-01.

[2] 李惠人.中速磨煤机[M].北京：电力工业出版社，1980.