基于MP2519磨煤機能力提升及循環(huán)風均布改造總結

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。