Технологические процессы и машины для измельчения смерзшегося и крупногабаритного угольного топлива

московский 
ГОСЭДРРСТВЕННЫЙ 
ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

I 

I 

РЕДПКЦИОННЫЙ 

С О В Е Т 

Председатель 

Л.А. 
ПУЧКОВ 

Зам. председателя 

Л.Х. 
ГИТИС 

Члены редсовета 

ИВ. 
ДЕМЕНТЬЕВ 

A. П. 
ДМИТРИЕВ 

Б.А. 
КАРТОЗИЯ 

В.В. КУРЕХИН 

М.В. 
КУРЛЕНЯ 

В.И. ОСИПОВ 

Э.М. 
СОКОЛОВ 

К.Н. 
ТРУБЕЦКОЙ 

В.В. ХРОНИН 

B. А. ЧАН ТУРИЯ 

Е.И. ШЕМЯКИН 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 
МОСКОВСКОГО 
ГОСУДАРСТВЕННОГО 
ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

ректор 
МГГУ, 
чл.-корр. 
РАН 

директор 
Издательства 
МГГУ 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАН 

академик 
РАН 

академик МАН 
ВШ 

академик 
РАН 

профессор 

академик 
РАН 

академик 
РАН 

МГГУ 

П.А. Пучков 
Л.И. Кантович 
В.Н. Гетопанов 
Г.П. Берлявский 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ 

ПРОЦЕССЫ 

И МАШИНЫ 

ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ 

СМЕРЗШЕГОСЯ 

И КРУПНОГАБАРИТНОГО 

УГОЛЬНОГО ТОПЛИВА 

М0СК1А 

ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО 
ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

2 0 0 3 

У Д К 628.23.65/621.926 

Пучков Л.А., Кантович Л.И., Гетопанов В.Н., Берлявский Г.П. 

Технологические процессы и машины для измельчения смерзшегося и крупногабаритного угольного топлива. — М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2003. — 
144 с : ил. — ISBN 5-7418-0278-8 (в пер.) 

Рассмотрены особенности технологических процессов разгрузки смерзшегося и негабаритного угольного топлива. Показано, что наиболее перспективными являются механизированные 
комплексы, имеющие высокую производительность и значительно сокращающие время простоев железнодорожных вагонов у 
потребителей топлива, особенно в зимний период. Отмечены недостатки ранее созданных и находящихся в эксплуатации, в основном на ТЭС, дробильно-фрезерных машин ДФМ-П первичного измельчения угольного топлива. Приведены описание конструкции и принцип действия предложенной установки на основе 
результатов хронометражных исследований, дан анализ рабочего 
цикла для обоснованного 
определения ее 
эксплуатационной 
(фактической) производительности. Для объективного определения нагрузок на резцах барабанного исполнительного 
органа 
впервые установлена 
сопротивляемость 
резанию 
смерзшегося 
угольного топлива, поступившего на московскую ТЭЦ. 

Для специалистов угольной промышленности. 
Табл. 25, рис. 37, список лит. — 17 назв. 

У Д К 628.23.65/621.926 

ISBN 5-7418-0278-8 
© Л.А. Пучков, Л.И. Кантович, 
В.Н. Гетопанов, Г.П. Берлявский, 2003 

© Издательство 
МГГУ, 2003 

© Дизайн 
книги. Издательство МГГУ, 2003 

ВВЕДЕНИЕ 

Разведанные мировые запасы угля позволяют обеспечить потребность человечества в энергии на протяжении до 
250 лет. Запасы угля в России, основные месторождения которого расположены в Сибири, позволяют весьма длительный период использовать уголь в качестве источника энергии, в том числе и для производства электроэнергии. 

Задача обеспечения надежного приема угольного топлива на обогатительных фабриках, тепловых электростанциях и коксохимических заводах особенно в зимний 
период является весьма актуальной. При перевозке в зимних условиях уголь постоянно смерзается не только в суровых условиях восточных районов России, но и в условиях относительно мягкого климата ее Европейской части. 
Поэтому большие сложности вызывает процесс разгрузки 
железнодорожных вагонов, в которых уголь доставляется 
его потребителю с целью дальнейшей переработки или 
сжигания в топках котельных установок. 

Несмотря на ряд разработанных химических способов 
предотвращения смерзания угольного топлива, состоящих 
в введении в него добавок и веществ, снижающих температуру замерзания влаги, связывающих влагу, образующих защитную пленку от атмосферных осадков, а также 
предотвращающих примерзание угольной массы к стенкам вагонов, положительные результаты их применения в 
широких промышленных масштабах пока не достигну ты. 

Это объясняется как необходимостью 
обеспечения 
пунктов погрузки топлива в железнодорожный транспорт 
дополнительным оборудованием, так и 
существенным 
расходом химических добавок при перевозках десятков 
миллионов тонн угля. 

В настоящее время применительно к твердому топливу 
используются следующие способы восстановления его сы
5 

пучести, а именно: механическое рыхление, тепловой разогрев, первичное измельчение. 

Для механического рыхления непосредственно в вагонах применяются различные ударно-клиновые, вибрационные и буровые рыхлители, общим недостатком которых являются: ограниченная производительность, низкий КПД, 
износ узлов и соединений подвижного состава, из-за чего 
уменьшается срок службы вагонов, а также необходимость 
ручной зачистки вагонов после выгрузки топлива. 

Тепловой 
разогрев, 
обеспечивая 
гарантированную 
разгрузку, также имеет ограниченную производительность 
в связи со значительными простоями вагонов под разогревом. Кроме того, тепловой разогрев не решает проблемы обеспечения сыпучести топлива при наличии крупногабаритных (размером 1500 мм и более) глыб угля, поступающего с открытых разработок. 

Первичное измельчение производится при сверхнормативной 
крупности 
угля 
до 
размера 
кусков 
200— 
300 мм, которые затем подаются в дробилки и мельницы 
для тонкого измельчения. 

К сожалению, еще на целом ряде предприятий для 
предварительного (первичного) измельчения используется 
малопроизводительный и тяжелый труд рабочих, разрушающих смерзшееся и негабаритное угольное топливо 
при помощи отбойных молотков. 

Поэтому создание машин для эффективного предварительного (грубого) измельчения поступающего на обогатительные фабрики, тепловые электростанции и коксохимические заводы смерзшегося 
и 
крупногабаритного 
угольного топлива представляет собой актуальную научную и важную практическую задачу. 

При наличии механизированных средств первичного 
измельчения также требуется в зимнее время тепловой разогрев вагонов в гаражах-тепляках, но только на время 
пленочного оттаивания угольного топлива у стенок и 
днища 
вагонов, 
что 
значительно 
сокращает 
простои 
транспорта у потребителей топлива. 

1.1 

КОНСТРУКЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ Д А Н Н Ы Е 

ДРОБИЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫХ М А Ш И Н 

На электростанциях, разгрузочные вокзалы которых 
оборудованы вагоноопрокидывателями для измельчения 
угольного 
топлива, 
первоначально 
предусматривались 
дискозубчатые дробилки, расположенные ниже приемных 
бункеров выгружаемого из вагонов топлива. 

Были также попытки создания машин для измельчения крупных кусков угля, имеющих специальные ворошители с дробящим барабаном, а также других устройств. 

Более эффективными для первичного 
измельчения 
смерзшегося и крупногабаритного угольного топлива оказались дробильно-фрезерные машины (ДФМ), разработанные в 70-е годы двадцатого столетия на СреднеУральской ГРЭС при освоении Экибастузского угля. Изготовленные первоначально кустарным способом, они затем были конструктивно усовершенствованы в Уральском 
отделении ООГРЭС и приняты в серийное производство. 
И уже к началу 90-х годов свыше 330 дробильно-фрезерных машин типа ДФМ-П и модернизированных ДФМ-ПА 
работали на 105 электростанциях, оборудованных вагоноопрокидывателями [1]. 

Исполнительный орган ДФМ, производящий разрушение смерзшегося и крупногабаритного угля, выполнен в 
виде горизонтального барабана с приваренными к его поверхности режущими элементами, приводящегося во вращение двумя симметрично расположенными на платформе 
машины приводами с электродвигателями. При подаче 
(перемещении) машины на штабель выгруженного с помощью вагоноопрокидывателя на приемную решетку бун
9 

кера-накопителя угольного топлива последнее разрушается исполнительным органом до размера кусков, способных просыпаться через ячейки решетки в бункер, из которого топливо поступает затем в дробилки и мельницы для 
тонкого измельчения. 

В процессе работы машина перемещается при помощи 
четырех ходовых колес по рельсам, проложенным по краям бункера перпендикулярно оси ротора вагоноопрокидывателя. Ходовые колеса имеют свой, независимый от 
исполнительного органа электропривод. При этом машина должна перемещаться на величину хода, не превышающую длины приемной решетки бункера, что достигается с помощью стационарно расположенных концевых 
выключателей, являющихся по сути дела ограничителями 
рабочего хода Д Ф М и холостого перемещения ее в обратном направлении. 

После завершения рабочего хода производится реверс 
привода ходовых колес и машина возвращается в исходное положение, освобождая поверхность приемной решетки бункера для выгрузки на нее очередной порции угольного топлива. Расчетное время одного рабочего цикла 
машины составляет 1,1 мин. 

Основные технические данные дробильно-фрезерных 
машин приведены в табл. 1.1. 

Таблица 1.1 

Показатели 
Машина 
Показатели 

ДФМ-П 
ДФМ-11А 

Габаритные размеры, мм: 

длина 
3360 
3395 

ширина 
6000 
6000 

высота 
910 
910 

Активная зона дробления 
5560 
5560 

(по длине фрезы), мм 

10 

Окончание табл. J. 1. 

Показатели 
Машина 

ДФМ-Н 
ДФМ-ПА 

Диаметр фрезы (по концам 
850 
850 

режущих элементов), мм 

Номинальная частота 
5 
5 

вращения фрезы, с'

1 

Скорость передвижения 
10,3 
10,3 

машины, м/мин 

Установленная мощность 
165 
172,5 

электродвигателей, кВт 

Количество электродвига4 
5 

телей 

Напряжение переменного 
380 
380 

тока, В 

Электродвигатель привода 
фрезы: 

мощность, кВт 
75 
75 

количество 
2 
2 

Электродвигатель привода 

ходовых колес: 

мощность, кВт 
7,5 
7,5 

количество 
2 
3 

Наибольшее тяговое 
усилие (расчетное при 
скорости подачи 
10,3 м/мин), кН: 

без балласта 
35 
37 

с балластом 
45 
45 

Масса машины, кг: 

без балласта 
23 440 
24 900 

с балластом 
30 000 
30 000 

11