MPS180A 磨機改造

伍正嵩

（重慶華能石粉有限責任公司，重慶 402282）

0 引言

重慶華能石粉公司共有3 條石灰石粉產品生產線，分別生產脫硫石粉、建材石粉等產品。2015 年以來，因珞璜發(fā)電有限公司發(fā)電小時數(shù)的大幅下降和優(yōu)質低硫煤使用量的大幅增長，其脫硫石粉用量逐年遞減。建材石粉受機制砂收塵石粉沖擊，銷售呈下降趨勢，現(xiàn)有生產線的開機率不到2/3。1991 年建成的原自備石灰石礦山，因受重慶市“四山管制”并處于長江可視范圍內，在2018 年11 月30 日停采關閉。在自備礦山停采后，因原料資源嚴重匱乏或獲取不經(jīng)濟，公司生產線產能將嚴重過剩。利用和發(fā)揮原生產線裝備能力，廣泛尋求粉體產品原料和開發(fā)新產品，是公司轉型發(fā)展的必然選擇。通過技術論證，可利用1#生產線30 萬噸/年石灰石粉生產線現(xiàn)有裝備能力，并通過對磨機等進行必要的技術改造，形成15 萬噸/年重鈣生產線。本文主要介紹MPS180A 磨機改造的思路及調試過程中問題的處理。

1 MPS180A 磨機簡介

公司1#生產線配備了德國GEBR.PFEIFFER AG 公司的2 臺MPS180A 磨機，設計石灰石粉產能為23 t/h，產品細度250 目篩余≤5%。磨機配置主電機為西門子公司產品，電壓6 kV，功率350 kW，轉速1500 r/min；減速機為IserlohnPekrun 公司產品，功率370 kW，輸出轉速34 r/min；選粉機型號SLF2000，轉速45～200 r/min。

MPS180A 磨機屬于鼓輥—碗式、液壓式輥磨機，有3 個磨輥，輥子軸是傾斜安裝，壓在帶環(huán)形凹槽的磨盤上（圖1）。1 組液壓的預應力系統(tǒng)對3 個磨輥同時施加壓力，以產生必要的研磨壓力，電機通過減速傳動裝置帶動磨盤轉動。由于物料和磨盤間摩擦力的作用，使磨輥繞軸自轉。物料咬入磨輥與磨盤之間，受到擠壓作用和磨剝作用而粉碎。自下而上，主要部件包括減速機、磨盤、噴嘴環(huán)、磨輥、加壓裝置、氣壓密封系統(tǒng)、選粉機等。

經(jīng)過市場調研，現(xiàn)在公司周邊市場主要需求的重鈣石粉產品為400 目篩余≤5%，MPS180A 磨機不做改變試生產石灰石粉，僅能達到325目篩余≤12%，磨機改造勢在必行。經(jīng)過理論分析，確定改造磨機后預期可達到的指標（表1）。

表1 磨機改造后指標

2 磨機改造

現(xiàn)有粉磨工藝系統(tǒng)中，喂料系統(tǒng)、風機，收塵器等基本能滿足重鈣石粉的要求，本次技改本著利舊節(jié)約的原則，暫不進行改造。磨機運行時細度達不到要求，為了滿足生產重鈣石粉的細度要求，必須對現(xiàn)有磨機進行技術改造。

2.1 選粉機改造

拆除磨機選粉機部分，圖1 中的上殼體、錐體、靜百葉、轉子等，更換為新型動靜態(tài)選粉機。同步更換選粉機電控系統(tǒng)，新選粉機設計按照400 目設計，并適當考慮滿足生產600 目產品的要求。

圖1 MPS 磨機結構

（1）選粉機，動靜態(tài)組合：①型號，合肥中亞HRM22.2X；②選粉機轉子，轉子形狀為圓柱籠形，轉子旋轉方向為順時針（俯視），轉子轉速30～330 r/min，葉片材料為瑞典HARDOX500 耐磨板，使用壽命20 000 h，轉子軸承型號SKF 29324C/W33；③選粉機驅動電機，型號為重電YVF2 280S-4，變頻調速，電壓380 V，功率90 kW，轉速1450 r/min，減速機為日本住友PVA9050。

（2）ABB 變頻器1 臺，負責控制選粉機變頻電機。

（3）氣密風機1 套。

（4）電動干油泵1 套。

2.2 磨內優(yōu)化

本次改造本著少改動的原則，未對選粉機下殼體進行更換，同時新選粉機選擇的是合肥中亞定型產品，未進行非標定制，所以新錐體與下殼體之間通風面積較大，根據(jù)選粉機相似計算原則，須在現(xiàn)場的立式磨殼體進行改造，在下殼體內增設擋風圈，減少含塵氣體進入選粉機的量，同時提高進入選粉機含塵氣體的流速，有利于降低選粉機的負荷，及時將合格的物料選出（圖2、表2）。

表2 改造前后殼體內部分截面風速

圖2 磨機選粉機改造后

2.3 改造后調試

2021 年4 月初，現(xiàn)場完成選粉機改造安裝，磨本體只更改選粉機和選粉機下殼體增設擋風圈，同時磨機碾磨物料由改造前期的石灰石更換為方解石，目前新改的選粉機電機功率90 kW，4 極電機，日本住友減速機減速比3.15。預期指標：產量≥11.5 t/h，400 目98%通過，325 目全通過，具備600 目的選粉能力（入料粒度≤50 mm，邦德功指數(shù)≤9 kW·h/t）。選粉機改造后試運行，選粉機改造前設備未碾磨過方解石物料。2021 年5 月17 日試運行不到1 h（11:00—11:55），在低出力（≤20 t/h）下設備不能穩(wěn)定運行，振動較大，及時加料后有緩解。期間也在選粉機內部增加弧板改變斷面風速提高攜粉能力，改后于2021 年5 月20 日下午再次運行，分離器在空載拉風情況下，電機電流相比于5 月17 日下降10 A，主要表現(xiàn)為磨機產量仍舊不能降低，要維持在30 t/h，在30 t/h 工況下可穩(wěn)定運行，但分離器電機電流在持續(xù)增長，最終導致選粉機超負荷停機。

分析原因主要有以下4 個：①合肥中亞生產的HRM22.2X型選粉機設計產量為15 t/h，實際投料量與設計值偏差較大，最終因投料量過大，磨機內部內循環(huán)大，選粉機內粗細粉過多導致分離器電流過大跳停保護；②該型選粉機在其他現(xiàn)場成熟的方解石磨機HRM22.3X輸出轉速為26.7 r/min，產能17～18 t/h，而公司MPS180A磨機輸出轉速達到34 r/min，轉速相比HRM22.3X超細立式輥磨機磨盤轉速較快，過快的轉速在超細粉磨工況下不利于穩(wěn)定料層，容易出現(xiàn)振磨現(xiàn)象；③新安裝的選粉機本身運行沒有問題，轉子用手可以直接盤動，該超細選粉分離器設計是按超細粉磨的工況和產品細度要求設計的，葉片數(shù)量多，才能更好控制產品細度要求，但選粉阻力一定程度會增大，選粉機電機電流較高，產品高細度、低出力下，設備振動過大不能穩(wěn)定運行，應與磨盤上物料不能形成穩(wěn)定的料層有直接關系；④選粉機改造前后設備所磨物料不同，改前石灰石，改后方解石，物料屬性對磨機產量，運行狀態(tài)影響通常較大。

3 改造后問題的處理

針對以上調試過程中出現(xiàn)的問題，與選粉機制造商合肥中亞進行溝通，提出以下處理措施。

3.1 MPS180A 磨機主電機增加變頻器

通過增加變頻器來調節(jié)磨盤輸出轉速，同時可有效控制磨盤上料層厚度，穩(wěn)定料層，進而控制磨機振動，降低振動幅度。通過增加變頻器來調節(jié)磨盤輸出轉速，同時調控油缸加載力、系統(tǒng)風量、分離器轉子轉速，可實現(xiàn)多品種產品（不同細度和產量）的制備，并可以控制設備穩(wěn)定運行。

3.2 縮小噴嘴環(huán)過風環(huán)面積

通過配套的重慶通用風機廠C6-29No.18.5 風機風量和測量的磨盤外圈噴嘴環(huán)面積，計算得出風環(huán)處風速不到20 m/s，較低的風速帶來較差的攜粉能力。因此，通過縮小磨機噴嘴環(huán)過風面積由原0.785 m2縮小到0.4 m2，可將噴嘴環(huán)處風速提高42 m/s，可及時將磨機內研磨合格的細粉及時帶入到選粉系統(tǒng)，有利于磨機平穩(wěn)運行。

3.3 降低擋料圈高度

根據(jù)試生產時設備實際料層厚度約為60 mm，建議調整磨盤外側擋料圈，使物料穩(wěn)定料層厚度為20～40 mm，只有薄料層大壓力才能制備400 目及以上細粉。穩(wěn)定的料層是MPS 磨機穩(wěn)定運行基礎。

4 結論

2021 年6 月初，針對調試中遇到的問題進行處理，在磨機主電機增設新風光電子科技股份有限公司JD-BP37-450FB（6 kV/450 kW）變頻器；縮小MPS180A 磨機噴嘴環(huán)過風截面至0.4 m2；磨機擋料環(huán)高度原6 cm 調整至3 cm。2021 年6 月中旬，再次啟動聯(lián)動負荷生產重鈣石粉，產品細度為400 目篩余≤2%、325 目全通過，臺時產量為12 t/h，產品電耗為59 kW·h/t，達到預期指標。

至此，華能石粉公司配置的兩臺德國GEBR.PFEIFFER AG MPS180A 磨機改造獲得成功，為公司產品轉型升級奠定了基礎，同時也為以后同類磨機改造探索出成功經(jīng)驗，填補了國內進口MPS 磨機選粉機改造的技術空白。