二期噴煤制粉系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)慨述

【摘要】通過(guò)對(duì)北海誠(chéng)德回轉(zhuǎn)窯噴煤制粉工藝改造經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，對(duì)高爐噴煤制粉系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，特別是對(duì)磨機(jī)、煙氣爐合理選型，節(jié)約了投資，提高了產(chǎn)量，穩(wěn)定了安全生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】噴煤制粉；優(yōu)化設(shè)計(jì)

北海誠(chéng)德鎳業(yè)有限公司二期噴煤制粉是給兩座550立方米高爐噴煤使用的，是在一期噴煤制粉設(shè)施基礎(chǔ)上總結(jié)、優(yōu)化設(shè)計(jì)而成?？蓾M足三臺(tái)550立方米高爐噴煤之需。

一期噴吹制粉用煤主要是給回轉(zhuǎn)窯輸送噴吹高揮發(fā)分煙煤，揮發(fā)分達(dá)34以上。高爐噴吹用揮發(fā)分小于24以下的混合煤。

一期磨機(jī)是MPF2217型輥式磨機(jī)，設(shè)計(jì)產(chǎn)量40噸/時(shí)，實(shí)際產(chǎn)量只有30噸/時(shí)。主電機(jī)功率560KW，主電機(jī)+密封風(fēng)機(jī)+分離器+油站電機(jī)功率總計(jì)達(dá)611.5KW。煙氣爐是ZDQR6型煙氣爐。

一期制粉系統(tǒng)工藝流程圖

根據(jù)一期回轉(zhuǎn)窯制粉系統(tǒng)的使用情況看，問(wèn)題較多，制粉系統(tǒng)主要問(wèn)題有：

1.磨機(jī)單位能耗高

磨機(jī)本體運(yùn)行功率為611.5KW（包括液壓站）。設(shè)計(jì)產(chǎn)量40噸/小時(shí)。目前最好水平：磨煙煤，給煤量最多為37噸左右，除去水分、灰分和渣子，產(chǎn)量只有31-32噸左右。設(shè)計(jì)系統(tǒng)電耗：13.5kWh/t-煤粉，實(shí)際達(dá)19.1kWh/t-煤粉。

2.煙氣爐系統(tǒng)含O2量控制困難，熱風(fēng)爐廢氣得不到利用。

由于煙氣爐選型問(wèn)題，生產(chǎn)時(shí)爐內(nèi)O2量偏高，無(wú)法正常生產(chǎn)。主要原因是該煙氣爐配有4-72-11No10D型風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)，以平衡爐內(nèi)負(fù)壓。該風(fēng)機(jī)引入空氣后，含O2量增高，磨機(jī)入口溫度也只有被迫降低。這樣，煤粉中的水份達(dá)5%，根本達(dá)不到Aar≤1%的使用要求。

引風(fēng)機(jī)全壓—系統(tǒng)設(shè)備阻力損失=12950—8015—1500=3435Pa

由此可見(jiàn)，除去管網(wǎng)阻損，至少引風(fēng)機(jī)還有富余3000Pa引風(fēng)壓力，而煙氣爐出口負(fù)壓最大300pa，像這樣的配置煙氣爐爐膛負(fù)壓很高，火焰很容易熄滅同時(shí)給生產(chǎn)帶來(lái)很大的安全隱患。

3.現(xiàn)點(diǎn)火困難

由于配風(fēng)風(fēng)機(jī)偏小，爐內(nèi)負(fù)壓偏高，常大于-300Pa，點(diǎn)火困難，或火焰突然熄滅。

為此，必須對(duì)煙氣爐系統(tǒng)進(jìn)行改造。具體辦法是在煙氣爐出口裝一混合室，利用收粉器后引風(fēng)機(jī)剩余的負(fù)壓和風(fēng)量，將高爐熱風(fēng)爐廢氣（150°C左右）和煙氣爐內(nèi)的高溫廢氣同時(shí)引入混合室混合后進(jìn)入磨機(jī)。改造后生產(chǎn)正常，有效地控制了磨機(jī)入口含的O2量。

改造后的工藝流程圖：

改造后的制粉系統(tǒng)氧氣含量低于10%，煙氣爐出口負(fù)壓控制在-100---300Pa內(nèi)，運(yùn)行安全。二期制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化。針對(duì)一期制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺陷，二期制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須要優(yōu)化。

1.磨機(jī)選型上，要求漏風(fēng)率低、產(chǎn)量穩(wěn)定，單位產(chǎn)量耗電量低。

2.煙氣爐要求點(diǎn)火容易，廢氣中含O2量要低，充分利用高爐熱風(fēng)爐廢氣。

3.系統(tǒng)內(nèi)含O2量要低，具有完整的安保系統(tǒng)。

一、磨機(jī)選型

通過(guò)國(guó)內(nèi)磨機(jī)廠家對(duì)比，選用EM80磨機(jī)，EM型磨機(jī)是江蘇大峘集團(tuán)有限公司于2001年從德國(guó)Claudius Peters（簡(jiǎn)稱(chēng)CP）公司引進(jìn)國(guó)產(chǎn)，并在其基礎(chǔ)上研發(fā)改進(jìn)而成的。EM型磨機(jī)具有21世紀(jì)先進(jìn)水平、在國(guó)際高爐噴煤領(lǐng)域擁有40%以上占有率。國(guó)內(nèi)外百余家企業(yè)使用該類(lèi)型磨機(jī)。EM型磨機(jī)的特點(diǎn)：

1）設(shè)備穩(wěn)定性高，研磨元件壽命長(zhǎng)

EM型磨機(jī)的研磨件類(lèi)似于水平放置的單向推力球形軸承，鋼球在磨環(huán)之間自由滾動(dòng)。在整個(gè)使用過(guò)程中，鋼球永保絕對(duì)球形，研磨件表面的有效面積在所有的磨耗（不同煤種有不同磨耗）情況下都維持相同的狀態(tài)，從而保證了在使用過(guò)程中（研磨件的壽命期內(nèi)）磨機(jī)產(chǎn)量的均一和質(zhì)量的穩(wěn)定。

EM型磨機(jī)采用了高耐磨材料，加之其合理的結(jié)構(gòu)型式，研磨元件就是扭矩傳動(dòng)部件，設(shè)備自身能量損耗低。

2）研磨元件免維護(hù)

EM型的研磨元件是免維護(hù)的。沒(méi)有輥盤(pán)式中速磨機(jī)體內(nèi)類(lèi)似支承研磨件的支承架，沒(méi)有軸承和潤(rùn)滑系統(tǒng)，也沒(méi)有氣封系統(tǒng)。在磨機(jī)開(kāi)始運(yùn)行直到研磨元件壽命終止，研磨件不需要進(jìn)行任何維護(hù)工作。

3）動(dòng)力消耗低

EM型磨機(jī)因構(gòu)造上的特點(diǎn)：研磨元件為單向推力球形軸承式，運(yùn)行部件就是研磨件，沒(méi)有其他輔助部件，設(shè)備自身動(dòng)力消耗很低，電機(jī)功率約是其它類(lèi)型磨機(jī)的70～80%。另外，EM型磨機(jī)漏風(fēng)率低，約1%左右，能夠很好的控制氧含量。

4）液壓系統(tǒng)工作單一

EM型磨機(jī)的鋼球和磨盤(pán)直接接觸，磨機(jī)停機(jī)前能夠自動(dòng)清理磨盤(pán)內(nèi)殘存的原料。磨機(jī)可以帶壓直接啟動(dòng)，EM型磨機(jī)所配液壓系統(tǒng)屬常規(guī)設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)。

EM型磨機(jī)的液壓站比較簡(jiǎn)單、工作單一，大大降低故障率。EM型磨機(jī)液壓系統(tǒng)的另一特點(diǎn)是：當(dāng)磨機(jī)內(nèi)有外來(lái)異物時(shí)（如鐵塊等）所產(chǎn)生的振動(dòng)力能夠完全被內(nèi)部減震系統(tǒng)吸收，不至于造成液壓系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力。

5）潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠

EM型磨機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)僅從磨機(jī)外部供減速箱潤(rùn)滑，內(nèi)部沒(méi)有軸承需要潤(rùn)滑，磨機(jī)內(nèi)部無(wú)任何潤(rùn)滑點(diǎn)。EM型磨機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)相對(duì)于MPF型輥式磨機(jī)簡(jiǎn)單可靠，操作維護(hù)方便。

6）設(shè)備安全性高

EM型磨機(jī)內(nèi)研磨部區(qū)域沒(méi)有任何潤(rùn)滑點(diǎn)，機(jī)體內(nèi)可以承受較高的工作溫度。磨機(jī)機(jī)體嚴(yán)密性高，無(wú)需密封風(fēng)機(jī)輔以工作，故系統(tǒng)的O2含量變化小，有利于磨制揮發(fā)性高的煤種。磨機(jī)外殼抗壓抗震可達(dá)3.5bar以上。實(shí)際生產(chǎn)后，一期磨機(jī)與二期磨機(jī)對(duì)比：

從對(duì)比表中可以看出，二期磨機(jī)比一期磨機(jī)投資少，產(chǎn)量高，單位電耗低。

二、煙氣爐選型

煙氣爐的作用；煙氣爐是向制粉系統(tǒng)的磨機(jī)提供符合要求的煤粉干燥介質(zhì)。設(shè)計(jì)將熱風(fēng)爐的廢氣引至煙氣爐，經(jīng)煙氣爐加熱調(diào)溫制成符合要求的熱廢氣。此工藝特點(diǎn)是既要利用熱風(fēng)爐廢氣，又可確保進(jìn)入磨機(jī)的煙氣中的氧氣濃度在安全范圍。

煙氣爐選用YQL--8型煙氣爐

煙氣發(fā)生量：額定：80000Nm3/h，最大：90000 Nm3/h

高爐煤氣：流量6000—8000Nm3/h

液化氣作為點(diǎn)火用，高爐煤氣作為長(zhǎng)明火。

此煙氣爐燃燒室與混風(fēng)室是通過(guò)格柵磚分開(kāi)的，燃燒室用莫來(lái)石澆注料澆筑，混風(fēng)室用1Cr18Ni9Ti不銹鋼內(nèi)筒做夾層，高爐熱風(fēng)爐引來(lái)的廢氣通過(guò)不銹鋼內(nèi)筒上均勻分布的通風(fēng)孔與燃燒室產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠诨祜L(fēng)室內(nèi)混合后進(jìn)入磨機(jī)入口，高爐熱風(fēng)爐廢氣作主要廢氣源，節(jié)能降耗效果明顯，最小煤氣用量可達(dá)2000Nm3/h。

出口煙氣含氧量低（≤5%），出口溫度：250—350℃。

二期煙氣爐投資21.5萬(wàn)元，一期煙氣爐投資42萬(wàn)元，節(jié)約投資20.5萬(wàn)元。制粉系統(tǒng)磨機(jī)+煙氣爐總投資二期比一期少（360-325）+（42-21.5）=55.5萬(wàn)元。

二期制粉系統(tǒng)工藝流程圖

原煤經(jīng)供配煤系統(tǒng)進(jìn)入原煤倉(cāng)，再由電子皮帶給煤機(jī)進(jìn)入中速磨機(jī)，煤在磨機(jī)內(nèi)同時(shí)進(jìn)行干燥和研磨，研磨后粒度符合要求的煤粉經(jīng)分離器后進(jìn)入收粉器，煤、氣混合物在收粉器內(nèi)經(jīng)過(guò)布袋除塵分離后，煤粉進(jìn)入煤粉倉(cāng)，符合國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的廢氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)排出進(jìn)入大氣。

煤粉粒度：R90≥75%，100%≤1mm。水分：≤1%

制粉系統(tǒng)的安全措施：

為保證制粉系統(tǒng)安全運(yùn)行，采取了以下措施；

用近于惰性氣體的煙氣作為磨煤干燥用的熱介質(zhì)，使制粉系統(tǒng)維持在惰性氣氛狀態(tài)之下。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)在磨機(jī)入口、磨機(jī)出口、收粉器、煤粉倉(cāng)、原煤倉(cāng)都裝有O2、CO檢測(cè)儀，煤粉倉(cāng)錐部設(shè)置溫度檢測(cè)計(jì)，并都安裝有N2充氣管，當(dāng)O2含量超標(biāo)、煤粉溫度升高時(shí)，N2閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)充氣，收粉器采用氮?dú)夥创担辗燮鞯穆浠叶?、煤粉倉(cāng)錐部落灰斗都安裝有氮?dú)饬蚧b置保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。

從整個(gè)制粉系統(tǒng)看，二期工程完全能夠滿足高爐噴煤需要，至今已安全運(yùn)行15個(gè)月。符合國(guó)家噴煤安全標(biāo)準(zhǔn)。