北京電力設備總廠有限公司（以下簡稱BPEG）始終致力于磨煤機的研究與發展，經歷了合作生產、技術引進、產品攻關及創新發展四個階段，設計與制造技術日臻完善，尤其是ZGM型系列中速輥式磨煤機以它煤種適應性廣（可磨制煙煤、無煙煤、褐煤、貧瘦煤）、碾磨效率高、電耗低、壽命長、安全可靠、操作檢修方便等優點廣泛適用于電力、冶金、建材、化工等行業的煤粉制備系統。 BPEG作為國際上產能較大的中速輥式磨煤機專業生產廠商，磨煤機設計制造及成套能力強，磨煤機配套的立式行星減速機、高啟動力矩特種主電機、電子稱重皮帶給煤機、潤滑油站、高壓油站、快關門等成套設備及其控制系統均可由我公司自行設計制造，為用戶提供全方面的制粉系統解決方案及技術服務。
MPS磨煤機在國內首次引進是神頭一電廠第三期工程4×200MW機組，采用DBW公司的MPS190磨煤機。1981年我公司同DBW公司達成協議，前8臺MPS190磨煤機由DBW公司供貨，后8臺與我公司合作生產。這是我公司首次接觸到MPS磨煤機技術。
1984年，我公司在總結合作生產MPS190經驗的基礎上，開始設計制作為望亭電廠#14機組配套的ZGM95型磨煤機，1989年投入運行，1993年通過部級鑒定。
1985年12月國家正式批準我公司與西德DBW公司簽訂了購買MPS225磨煤機專有技術合同，從此我公司開始了對MPS磨煤機技術的消化吸收及深入研究。通過多年努力開發創新，在引進MPS磨煤機技術的基礎上，我公司完成了具有自主知識產權的ZGM磨煤機的研制，并且按出力從小到大進行了系列化發展。ZGM型系列中速輥式磨煤機磨盤中徑覆蓋范圍從1000mm-2900mm，分別有ZGM50、65、80、95、113、123、133、145共8個跨檔型號（相當于MPS100-MPS290）。每種型號細分K、N、G三種或N、G兩種規格，共21種規格（基本型）。
BPEG始終跟蹤中速磨煤機的最新制造技術，在產品設計和生產制造過程中廣泛采用新技術、新材料和新工藝。特別是在1997年后，ZGM磨煤機采用了行星減速機、液壓變加載、旋轉噴嘴、旋轉分離器、翻磨輥裝置及新型耐磨材料等新技術和新材料，有效的提高了ZGM中速磨煤機的綜合使用性能和適用范圍，得到了用戶廣泛贊譽。
近年來，為適應國家能源政策和節能減排的要求，緊密跟蹤國內外磨煤機技術最新發展態勢，滿足用戶對煤質變化提出的更高需要，在基本型磨煤機系列基礎上，我公司開發了新一代中速輥式磨煤機，即ZGM-I、II、III型磨煤機。通過提高磨煤機的轉速和加載力，提高研磨效率，達到提高出力（產能）的目標。新一代中速輥式磨煤機于2009年12月通過中國機械工業聯合會組織的鑒定。
BPEG具有很強的生產能力，按時交貨是我公司一貫堅持的原則，磨煤機的年生產能力達到450臺。BPEG自1979年合作生產MPS190（ZGM95）磨煤機，1984年開始生產ZGM系列中速磨煤機，至今已訂貨總計3000余臺。已投入運行的ZGM系列磨2700多臺，均能達到安全穩定運行。在近幾年發布的電力可靠性指標發布報告，中速磨煤機可用系數名列前茅。
1、結構 （見圖1）
ZGM磨煤機主要由機座、機殼、分離器、減速機、旋轉噴嘴、碾磨裝置（磨盤和三個磨輥）、液壓加載裝置、密封管路系統、防爆管路系統、排渣裝置、基礎臺板、步道等組成。主要配套設備有潤滑油站、液壓油站、密封風機、主電動機、電器控制柜等。
圖1 ZGM中速輥式磨煤機本體剖視圖
2、工作原理
磨煤機把原煤磨制成合格（一定細度和水分要求）的煤粉，必須完成三個過程
（1）碾磨
由電動機驅動，通過行星減速機帶動磨煤機磨盤轉動，磨盤上的三個磨輥在磨盤的帶動下轉動，經落煤管進來的原煤分布在磨盤上，由于加載力的作用，磨輥與磨盤之間產生擠壓使大顆粒原煤被壓碎。靠磨輥與磨盤的相對運動產生的滑動摩擦力實現小顆粒煤被碾碎。在研磨過程中，磨輥活動范圍為三個自由度（自轉、上下、水平方向），這就是ZGM磨機獨特的碾磨機理（碾壓物料）。
（2）干燥
原煤在磨內被碾磨的同時，得到入磨的一次熱風（一般在450℃以下）的干燥(去掉原煤的水分)，達到規定的要求。
（3）分離
碾磨后的煤粉，通過一次風輸送進入分離器進行分離。分離出合格的煤粉被輸送至鍋爐燃燒器燃燒（直吹式），或者輸送至煤粉倉（倉儲式），不合格的粗煤粉返回到磨內重新進行研磨。
煤中的雜物（即石子煤和鐵塊、石塊、木塊等）通過離心力作用甩到噴嘴口處，由自重落入一次風室，經刮板將其刮入排渣箱內。（見圖2）
圖2 沸騰層示意圖 圖3 受力狀態示意圖
（一）采用液壓加載系統
1994年我公司從德國Babcock公司二次引進MPS磨煤機液壓變加載技術，并將該技術成功應用到ZGM磨煤機上。變加載可以實現隨磨煤機出力變化而改變磨煤機加載力的大小。其變加載系統（見右圖）由液壓油站、油缸、蓄能器（俗稱空氣彈簧）、拉桿、壓架等組成。加載力的變化通過比例溢流閥來實現。
采用變加載技術，主要優點如下：
1、磨煤機出力范圍由過去的40~100％擴大到25~100％，提高低負荷性能，滿足機組調峰需要。
2、提高耐磨材料壽命
磨煤機低出力時，加載力小，減緩輥套和襯板的磨損。
3、加載力大小隨磨煤機出力大小變化而變化，降低了磨煤機電耗。
由于空氣彈簧的剛度是一個變量，加載力小，剛度小（反之亦然），現將空氣彈簧的最大剛度做到低于彈簧定加載磨煤機的彈簧剛度，這樣磨煤機的振動小，運行更加平穩。
4、可以實現磨煤機升起磨輥空載起動。
（二）采用行星減速機
1、體積小，結構緊湊，重量輕，占地面積小，投資小（減少軸向尺寸，磨煤機可以縱向布置，磨煤機間跨距大為縮小），檢修方便。
2、承載能力大，噪音小。
3、傳動效率高，空載功率降低。
4、減速機中間是浮動齒形聯軸器，使齒輪系統來自磨煤機的沖擊完全隔開，運轉平穩可靠。
（三）采用旋轉噴嘴
采用旋轉噴嘴主要優點是改變噴口處空氣動力場，降低噴口流速。
1、噴嘴磨損均勻，壽命比靜止噴嘴提高2－3倍。 由于噴嘴整體旋轉，葉片出氣邊緣氣粉渦流區向上部推移，既降低了葉片出氣邊的磨損，又使風環處阻力進一步降低。
2、噴嘴外環與旋轉噴嘴之間的豎直間隙既方便磨煤機檢修，提高機殼內防磨襯板的壽命。
3、整體結構簡單，安裝容易
（四）先進的耐磨材料
1989年我公司立項攻關耐磨材料。經大量基礎性試驗和生產性試驗，相繼為新海電廠、大壩電廠、秦皇島電廠提供了高鉻材質的磨煤機襯板和輥套，取得了良好效果。大壩電廠一期、秦皇島電廠其磨損都在（10～7）mm/1000h范圍里，也就是說輥套單邊壽命已超過8000h，滿足了電廠對磨機的壽命要求。大壩電廠二期10臺ZGM95G中速磨輥套單面壽命均達到20000小時。 近年來，我公司在高鉻鑄鐵工藝穩定性研究方面做了大量工作，保證耐磨材料（輥套）壽命在12000h以上，同時又在研制壽命更長的耐磨材料。
（五）與煤粉分配箱一體化設計的分離器
1、煤粉分配箱
磨煤機分離器上部設置煤粉分配箱，目的是為了使磨煤機幾根出粉管中煤粉分配均勻，這對減少煤粉不完全燃燒損失，十分有利。
擴散型煤粉分配箱是中速磨煤機常用的一種分配箱，但是隨著磨煤機出粉管數目的增加，分配不均勻度也大大增加。由于存在煤粉分配不均勻度，使煤粉不完全燃燒損失增加，影響鍋爐的技術經濟指標。
我公司與北京科技大學聯合研究，對原擴散型煤粉分配箱進行改進試驗，使新型煤粉分配箱分配不均勻度縮小為3%～5%，其分配精度提高很多，其壓力損失小于196Pa。
2、靜態分離器
磨煤機配套的粗粉分離器。從工作狀態來講就是靜態與旋轉兩大類。我公司在引進DBW靜態（離心式）分離器基礎開發出了新型靜態分離器——即采用分離器與擴散型煤粉分配箱組合的設計，其經試驗測試、分離效果可達R90 =10~40%。
3、靜動組合式旋轉分離器
我公司在1994年與華中科技大學共同合作課題，開始動靜組合式旋轉分離器的國產化研究。1997年我公司為北京華能高碑店電廠提供首批5臺旋轉分離器。2001年為都江堰拉法基水泥廠提供一臺自主開發旋轉分離器。隨后我公司開發了適用于電廠正壓直吹式系統的旋轉分離器，并在多個600MW和1000MW機組上使用。
動靜組合式旋轉分離器除了具有一般旋轉分離器的優點（如結構緊湊，阻力較小等）外，還具有轉速調節范圍大、傳動效率高，煤粉細度更細（R90=2~12%）、分離器殼體和葉片磨損少等優點。該型分離器相繼在建材、化工和電力等行業投入運行，受到用戶歡迎。
（六）采用高啟動轉矩的特種電機
我公司首批五臺ZGM95磨煤機是為望亭電廠14號爐300MW機組油改煤工程配套。為了滿足電廠對磨煤機驅動電機啟動轉矩為2.5倍的要求，經我公司潛心研究，定子鐵芯采用高導磁低損耗材料，IP54級防護，由于采取了一系列措施，試生產的2臺電機經過測試，達到了西門子電機的水平。（見表1）
表1 電機性能參數比較
設 計 值
94.26
0.788
5.88
2.53
2.537
試驗值
001#
94.3
0.794
6.4
3.348
3.208
002#
94.28
6.06
3.057
2.83
西門子450kW高啟動轉矩電機
94.0
0.8
5.9
2.9
2.2
Y系列450kW電機
0.84
6.0
1.6
由于這種電機體積小，啟動轉矩很大（改善了啟動性能，減少了啟動過程中的熱應力），配磨煤機等負載大的設備時有很大的優越性（減少了運行事故，提高了電機壽命）。實際這么高的啟動轉矩即使在75%的額定電壓和磨機煤層厚度為120mm時也能迅速平穩啟動。當時這種電機屬國內首創，并獲得國家科技進步獎。
（七）采用機械和密封風組合的密封裝置
ZGM磨煤機有多處需要密封，目的是為了防止磨煤機內煤粉向外泄漏污染環境。如機座與傳動盤之間設置有密封裝置，此處采用迷宮式密封結構（負壓系統），或者碳精密封環密封（正壓系統）。這種密封裝置的優點是結構緊湊，密封效果好，壽命長，檢修方便。
（八）檢修方式
（1）磨煤機需要定期檢修，尤其是耐磨件，磨損到一定程度就需要更換。目前，我公司ZGM磨煤機采用兩種檢修方式：一種是先將分離器拆除（見圖4），然后進行內部檢修，這種檢修方式是空間大，操作方便；另一種是用專用工具將磨輥依此從檢修大門水平翻出（見圖5），再進行檢修，這種方式不需要拆除分離器，但內部檢修空間小，操作不靈活。兩種方式均安全可靠，用戶可自行選擇其中的一種檢修方式。
（2）輥套成楔型拆裝方式，可進行冷態拆裝，更加方便檢修（見圖6）。
（3）碳精密封裝置改成外部可拆裝的形式，不必頂起傳動盤，拆下密封裝置殼體就殼更換碳精密封環，極大的方便了檢修（見圖7）。
圖6楔型輥套結構示意圖 圖7外部可拆裝碳精環結構示意
（九）磨輥有三個運動自由度
磨輥繞著輥軸自轉、隨壓架上下起伏以及水平徑向擺動，共有三個方向運動的自由度。通過磨輥的碾壓、擠壓和擺動，有效提高碾磨效率，同時可以補償輥套和襯板局部磨損后的型線失真。ZGM型磨煤機的磨損后期出力下降少，磨損后期出力下降僅為5%。磨輥的擺動功能還有助于磨內異物（三塊）的排出。
（十）采用大輥徑低轉速設計
同其它種類的中速磨比較，在同樣的磨盤直徑下，ZGM磨煤機的磨輥直徑大，寬度大，轉速低，因而磨煤機運行平穩，振動小，抗三塊（石塊、木塊、鐵塊）能力強。煤塊容易咬入，適應煤質廣，號稱中速磨中的“筒磨”。
（十一）渣量少
由于ZGM磨煤機以上的特點，碾磨件對煤種及三塊的適應性和碾磨性很強，所以排渣量很小，理論排渣量為磨煤機出力的千分之一。
排渣系統可采用人工或半人工方式，不必采用水力排渣等自動化方式。由于排渣量少，減少了工人的勞動強度，改善磨煤機工作環境，節省排渣系統的投資成本。
（十二）滿足帶載和空載起動
由于ZGM磨煤機采用本廠特制高啟動轉矩特種電機，即便煤層厚度在120mm且高加載力的情況下也能迅速平穩起動。其優點在于緊急停磨后不需磨盤清理即可帶載啟動，減輕工人工作勞動強度。
由于采用液壓變加載技術，在磨煤機起動前，遠方控制提升磨輥后，啟動磨煤機，則形成空載啟動。其優點在于起動時齒輪箱承載減小，這就大大減少了減速機平面推力瓦承受的載荷力，從而有利于推力瓦油膜的建立，有效延長了推力瓦的壽命。
變加載可以實現隨磨煤機出力變化而改變磨煤機加載力的大小。其變加載系統（見右圖）由液壓油站、油缸、蓄能器（俗稱空氣彈簧）、拉桿、壓架等組成。加載力的變化通過比例溢流閥來實現。
