[科普中国]-振动给煤机

振动给煤机是一种广泛应用于煤炭行业的设备。把原煤及粉煤从贮料仓均匀或定量给到受料设备中，它具有起动迅速，停车平稳，维修少，安装方便，结构简单等特点，是煤炭行业中给料的理想设备。振动给煤机是一种集活化疏松物料功能和均匀定量给料功能于一体、专为防止煤仓蓬煤、堵煤而设计的新型的振动给料设备，已经引起了火电厂、煤矿、选煤厂和焦化厂等用户的高度关注，然而振动给煤机的应用效果并不尽人意。

简介振动给煤机是一种集活化疏松物料功能和均匀定量给料功能于一体、专为防止煤仓蓬煤、堵煤而设计的新型的振动给料设备，已经引起了火电厂、煤矿、选煤厂和焦化厂等用户的高度关注，然而振动给煤机的应用效果并不尽人意1。

原煤仓底部蓬煤、堵煤的原因原煤仓大都是水泥、钢筋和混凝土制成的圆柱形或双曲线锥形结构，下部均为上口大、下口小、锥度角通常为40°左右的方锥形或圆锥形，上口进煤料，下口出煤料，煤料自上而下靠自重下落。煤料在煤仓底部的锥形容器内下落时，越向下流动，煤仓截面积越小，对流动的煤料形成一种挤压力，从而增加煤料内部的摩擦力，而且，随着锥度角的增大和煤料流动速度的增加，会加剧这种挤压力引起的煤料内摩擦力的增加，尤其是方锥形结构的煤仓表现得格外突出。研究表明，先天性不良的煤仓结构是蓬煤和堵煤的主要原因。另外，当煤料的水分增多、粗细粒度比例减小、温度偏低以及煤料在容器内存放的时间过长时，煤仓壁面对煤料的摩擦系数和煤料自身的内摩擦力也会增大许多，煤料的这种不良特性是造成蓬煤、堵塞的另一原因。

振动给煤机的结构及其工作原理活化振动给煤机的振型有单质体非共振式和双质体亚共振式2种。

1.单质体非共振式活化给煤机

单质体非共振式活化给煤机的工作原理是受控于变频器的电机不参与振动，仅将能量通过轮胎式挠性联轴器传递给给煤机主机；主机振动时疏松仓内煤料，破坏对称的C形通道内的暂时静态，使给煤机上部料仓内的煤料连续不断地均匀下落；当振动停止时，特殊的、对称的C形通道结构将松散性煤料暂时蓬结，使下落的煤料停止流动而处于暂时静态，起到截止的作用。给煤量的大小，可以通过调节2对对称的偏心块位置或改变变频器的频率来实现。

该活化振动给煤机的最大特点是：①采用的普通电动机不参与振动，电机功率可根据实际需要选用，没有任何限制，且不易损坏，设备的使用寿命较长；②采用2组耐酸碱橡胶弹簧墩作为振动和减振弹簧，其多向的刚度基本相同及非线性的特征，能够保证设备工作的稳定性和可靠性；③轮胎式挠性联轴器可以满足给煤机主体的大振幅运行，同时便于找正安装；④给煤机主体的振动轨迹是近似圆形的椭圆，且长轴在竖直方向，垂直方向上的中低频率的强力振动机械波在煤粒间的远距离传播效应对煤仓底部煤粒具有较为强烈的疏松活化效果， 能够真正解决煤仓堵煤、蓬煤和流动不畅的问题。

2.双质体亚共振式活化给煤机

双质体亚共振式活化给煤机的工作原理是受控于变频器的专用振动电机及其支架属于激振体，直接参与振动，调整电动机的运行频率接近于激振体的固有频率，利用激振体的近共振区的共振，带动给煤机主体主要作水平方向的振动，从而使给煤机主体上方煤仓内的煤料均匀下落。

该种给煤机的最大特点是给煤机主体的振动轨迹近似为水平直线型，由于垂直方向上的振动极其微小，给煤机的振动类似振动筛一样的动作，对煤仓底部的煤粒疏松活化的效果不是很明显；然而，因为振动电机（一级振动体，振动源）带动电机支架构成的激振体（二级振动体，即激振体）进入亚共振状态并产生较大的振幅，较大振幅的激振体反作用力通过主振弹簧可以使给煤机主体（三级振动体，给煤机主体）获得相对较多的振动能量并产生较大的水平振幅，对于流动性好的煤仓，这无疑能够达到小能耗量、大给煤量的效果，具有较好的节能性能2。

振动给煤机防止煤仓底部蓬煤、堵煤的机理煤仓底部锥形容器的锥度越大越容易蓬煤、堵煤，而且通常发生在锥形容器截面直径约为3000mm以下的部位。活化振动给煤机主体与煤仓的接口面积要远远大于叶轮给煤机、皮带给煤机、螺旋给煤机和环式给煤机等其他形式的给煤机。如出力为1000t/h的活化振动给煤机的上口面积为2250×2250mm；出力为2000t/h的活化振动给煤机的上口面积为2850×2850mm。如此大的入口截面，显然可以大大减小上述锥形煤仓的锥度角，解决旧有煤仓底部蓬煤、堵煤。其次，活化振动给煤机是以振动状态的方式在运行，具有一定强度的中低频率的振动机械波，能够有效地破坏给煤机上部的煤粒抱团粘结力，同时不停地疏松、活化将要下落的煤料，所以，活化振动给煤机能够防止煤仓底部蓬煤、堵煤现象的出现。

振动给煤机应用中存在的问题及解决办法活化振动给煤机在实际应用中的问题主要表现为出力不足，有的甚至控制失灵；出现问题后，因为仓内的大量积煤，难以解体检修；给煤机的支撑弹簧的弹性不够稳定且容易损坏。产生上述问题的主要原因首先是活化振动给煤机在设计时只注重了大的入口截面，却忽略了大截面造成给煤机所承受的几十米高的原煤仓内煤的巨大静压,引起过多的煤料参与了振动，忽略了参振体的总质量会随着激振力的加大而剧增，从而使给煤机主体的振幅剧减；其次是给煤机的支撑弹簧的设计没有充分考虑在没有减压措施的情况下，几十米高的原煤仓内煤的巨大静压和动压1。

总结（1）设计和安装合格的活化振动给煤机是解决原煤仓底部蓬煤、堵煤的好办法。

（2） 原煤仓相对较高，直接安装于其底部的活化振动给煤机的性能将受到仓内煤粒对其压力的严重影响，设计、选用各种给煤机时必须给予足够的重视。

（3） 以大接口著称的活化振动给煤机安装在几十米高的原煤仓底部时，当进口截面大于3m2时，必须要有一种装置或技术，能有效地控制煤料参与振动的数量，确保活化振动给煤机能够按照设计参数运行。

本词条内容贡献者为:

徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学