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    基于MP2519磨煤機能力提升及循環(huán)風均布改造總結

    2022-11-30 10:12:20劉保平
    氮肥與合成氣 2022年11期
    關鍵詞:流板動環(huán)磨煤機

    李 寧,劉保平

    (河南龍宇煤化工有限公司氣化一廠,河南永城 476600)

    河南龍宇煤化工有限公司氣化一廠使用的是由沈陽重工生產(chǎn)的MP2519磨煤機。由于煤質以及出力要求的變化,磨煤機內(nèi)部易磨損部件已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求。

    1 增加出力

    為了減少磨煤機啟停次數(shù),計劃運行單臺磨煤機來滿足氣化爐用煤需求。因煤質變化,磨煤機實際出力為65~72 t/h,而提升出力會縮短磨機內(nèi)部磨損件壽命,增加檢修頻率。擬通過改變磨煤機相關運行參數(shù)以及升級易磨損部件材質來增加出力。

    2 磨煤機設備情況

    MP2519磨煤機技術數(shù)據(jù)見表1。

    表1 MP2519磨煤機技術數(shù)據(jù)

    3 改造方案

    在保證設備大體不動的情況下,根據(jù)本工程運行狀況,將磨煤機型號改成ZGM123G,出力可以提高20%~25%,具體方案及優(yōu)勢如下:

    (1)該方案具有良好的可操作性,改造后的磨煤機能夠穩(wěn)定運行。

    (2)除涉及改動的部件外,方案不影響其他部件和設備的正常運行。在滿足設計要求的基礎上盡量合理使用原部件,減少需要改造部件的數(shù)量,以滿足經(jīng)濟性要求。

    (3)出力要提高,則要加大風量,對應配套的旋轉分離器分離能力相應要提高,這樣可以降低磨煤機的通風阻力。在原分離器的基礎上更換大容積動靜組合式旋轉分離器(見圖1),提高分離器的分離效率,降低通風阻力,有利于提高煤粉細度和出力。

    圖1 大容積動靜組合旋轉分離器設計圖

    改造后,流速和流量均得到較大幅度提高。分離器葉片采用NM400材質后,必須做動平衡實驗,以保證磨煤機安全穩(wěn)定的運行(見圖2)[1]。

    圖2 分離器旋轉自動平衡實驗

    采用流體數(shù)值仿真計算方法,對分離器的分離機理及運行特性進行相應分析。結合磨煤機及旋轉分離器的運行特點,采用三維軟件建立旋轉分離器幾何模型,通過ICEM CFD等專業(yè)軟件建立網(wǎng)格模型,利用流體力學計算軟件Fluent對磨煤機及旋轉分離器內(nèi)顆粒流場等進行分析。通過分離器仿真計算,更直觀地了解分離器運行時內(nèi)部流場的變化情況,與工程應用分析和試驗研究相互印證,為旋轉分離器設計和結構調整提供全面的理論依據(jù)。仿真計算部分模擬結果見圖3。

    (a)磨煤機啟動初期溫度下的壓力分布

    (4)現(xiàn)有磨煤機需改造的主要部件見表2。

    表2 現(xiàn)有磨煤機需改造主要部件

    (5)MP2519型和ZGM123G型相比,兩者外形尺寸一致,因此聯(lián)軸器、機座密封、機座、傳動盤、刮板、中架體、液壓缸、本體附件等均可通用,無需更換。

    (6)MP2519型和ZGM123G型相比,兩者的加載油量/油壓、潤滑油量/油壓、密封風量/風壓等一致,因此稀油站、高壓油站、密封風機等均可通用,無需更換。

    (7)MP2519型和ZGM123G型相比,后者入口一次風流量相應增加約20%,由循環(huán)風機風門來控制。為了便于安裝及檢修,采用分段形式。

    4 磨煤機噴嘴結構

    4.1 磨煤機靜環(huán)

    磨煤機的靜環(huán)按分段式結構設計。靜環(huán)本體材質為ZG50Mn2,硬度為HRC30—35。靜環(huán)翻磨輥位置采用上下分層形式。

    4.2 磨煤機動環(huán)

    磨煤機動環(huán)因長期運行,通流部分磨損較為嚴重,為了檢修和更換動環(huán)方便,將其結構由整體式改造為分體式(見圖4)。動環(huán)傾斜角度要便于形成旋轉風,設計上充分考慮磨煤機“沸騰區(qū)”的碾磨特性。

    4.3 磨煤機噴嘴環(huán)

    經(jīng)過長期運行,磨煤機噴嘴環(huán)通流部分磨損較為嚴重。由于煤質的變化,需根據(jù)近半年煤質重新進行熱平衡計算,確定所需熱風體積流量和噴嘴的通流面積。

    確保噴嘴的一次風速為70~85 m/s。如風速太低,一次風不能有效地攜帶煤粉,導致磨煤機的出力降低;如風速太高,一次風會將大量細度不合格的煤粉送出,造成粉管彎頭磨損嚴重。另外由于風速高,噴嘴喉口處于“沸騰”狀態(tài)的風煤共存區(qū)加大,使處于碾磨區(qū)域的煤層變薄,造成磨煤機振動,加劇磨煤機內(nèi)部件的磨損,故必須根據(jù)計算結果重新設計和安裝動環(huán)(見圖5)。同時為確保煤量,合理設計動環(huán)葉型,使動環(huán)整體既能有效降低一次風量,又能保證噴嘴出口氣流流速合適,能將煤粉送出[2]。

    5 折流板的改造

    根據(jù)改造后動、靜環(huán)以及旋轉分離器現(xiàn)場運行的情況來看,磨煤機殼體及壓架局部位置出現(xiàn)局部磨損現(xiàn)象,主要是由于一次風入排渣倉分布不均勻引起。一次風在風道內(nèi)分布不均勻,導致通過噴嘴環(huán)進入磨煤機的一次風也存在不均勻現(xiàn)象[3]。在一次風進入磨煤機筒體入口處,另焊接3~5塊折流板(見圖6、圖7),折流板一部分在磨煤機一次風口內(nèi),一部分在一次風道內(nèi),使進入磨煤機內(nèi)部的一次風盡可能分布均勻。導流板沿熱風正向風流方向焊接,引導一次風流動方向,使一次風比較均勻地進入到一次風室。

    圖6 折流板改造圖

    圖7 改造后現(xiàn)場圖

    改造后內(nèi)部磨損的位置明顯轉移。以A磨煤機為參照,原磨損位置主要集中在東北及正東方向,并且磨損嚴重,西側無明顯磨損。改造后,磨損位置轉移至東側以及東南側,西南側有磨損跡象。由此可見,磨煤機中架體耐磨層的磨損情況更加均勻,可延長易磨損部件的使用壽命,降低檢修頻率[4]。

    6 結語

    改造后,在原分離器的基礎上更換大容積動靜組合式旋轉分離器,內(nèi)部旋轉分離器動靜葉片材質升級為NM400,動、靜環(huán)本體材質升級為ZG50Mn2。其它部分包括液壓系統(tǒng)、傳動盤、機殼、稀油站、密封風系統(tǒng)等均無需更換,減小改造難度。為改善磨煤機入口一次風進入風道后風量分布不均的情況,采取在入口處增加折流板的方式,使進入磨機的一次風分布盡可能均勻。

    此次改造達到了提升磨煤機出力的目的,同時,內(nèi)部磨損情況得到明顯改善,單臺磨煤機連續(xù)運行周期延長。

    造成磨損的原因還有很多,如煤種來源不穩(wěn)定、磨煤機進出口壓差與煤粉粒度精細化控制困難、備件制造過程中的缺陷等。生產(chǎn)過程中還需加強檢查,進一步減少設備故障對后續(xù)系統(tǒng)的影響,保障系統(tǒng)的長、穩(wěn)、安、滿、優(yōu)運行。

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