MPS 型磨煤機(jī)出力改進(jìn)與應(yīng)用

丁立軒，楊 凱，魏曉偉，邢迎春，賈 風(fēng)，馬 召

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司煉鐵作業(yè)部，河北唐山 063200）

0 引言

首鋼京唐公司煉鐵部2 座高爐配備4 臺磨煤機(jī)，磨煤機(jī)將原煤碾磨為煤粉，通過煤粉倉噴煤方式向高爐供粉。磨煤機(jī)屬于高爐生產(chǎn)的重要設(shè)備，其運(yùn)行正常與否直接影響高爐的安全運(yùn)行。

目前，每臺高爐正常生產(chǎn)需要煤粉量110～120 t/h，最高需要煤粉量＞130 t/h，而2 臺磨煤機(jī)在目前的煤質(zhì)條件和設(shè)備狀態(tài)下，出粉量約為110 t/h，磨煤機(jī)在連續(xù)運(yùn)行的條件下，可基本滿足生產(chǎn)要求。當(dāng)前煤粉供需狀態(tài)存在的問題：①設(shè)備必須長時(shí)間連續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有彈性；②沒有檢修及正常消缺時(shí)間，設(shè)備經(jīng)常處于不健康運(yùn)行狀態(tài)；③煤粉倉很難形成充分儲備，一旦設(shè)備出力下降或不能正常運(yùn)行，將不能滿足生產(chǎn)需求。因此，通過對磨煤機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，提高磨煤機(jī)出力，以改變目前由于磨煤機(jī)出力緊張?jiān)斐傻谋粍泳置妗?/p>

1 MPS 型磨煤機(jī)出力改造

在煤質(zhì)一定的條件下，磨煤機(jī)的最終實(shí)際出力主要由碾磨出力、熱風(fēng)干燥出力、分離器選粉能力等3 個(gè)因素中能力最低的一個(gè)因素決定。通常情況下，碾磨出力是3 個(gè)因素中能力最低的一個(gè)，也就是說，碾磨出力是最終實(shí)際出力的制約因素。因此，磨煤機(jī)的出力改造，主要針對碾磨出力進(jìn)行改造。

磨煤機(jī)的碾磨出力主要由處于碾磨區(qū)域的煤層面積、煤層所受的壓力、壓力的作用角度以及旋轉(zhuǎn)風(fēng)場的形態(tài)和風(fēng)速等因素決定。因此，改造主要圍繞上述因素展開，同時(shí)保證不改變磨煤機(jī)的主體結(jié)構(gòu)，只在中架體范圍內(nèi)進(jìn)行改造。

1.1 固定碾磨角度

磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，碾壓角度的變化對磨煤機(jī)出力有很大影響。磨煤機(jī)內(nèi)輥架與壓架（三角架）之間的連接是角度控制能力相對較差的輥軸連接方式。磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，壓架在加載油缸帶動下產(chǎn)生向下的壓力，與輥軸連接，磨煤機(jī)設(shè)計(jì)的15°碾壓角會發(fā)生變化，經(jīng)常出現(xiàn)角度增大的現(xiàn)象。角度增大會使有效碾磨區(qū)減小，出力降低，襯瓦不應(yīng)磨損的上沿會嚴(yán)重磨損，輥套磨損區(qū)域向?qū)ΨQ中心部位移動。改造后輥架與壓架連接采用鉸軸裝置的方式連接（圖1），可以有效控制碾壓角度，而且可靠性也不存在問題。

圖1 絞軸裝置

1.2 增加碾磨面積

重新設(shè)計(jì)輥套，襯板的外形尺寸及碾磨曲線，盡可能延長燃煤從落煤管落入磨煤機(jī)后切向甩出過程中通過碾磨區(qū)域的路徑，增加其脫離碾磨區(qū)域前被碾磨的次數(shù)，增加其達(dá)到粒度要求并被旋轉(zhuǎn)風(fēng)場攜帶通過分離器被送出的概率。

增加碾磨面積涉及到輥套、襯瓦、磨盤及噴嘴的更改設(shè)計(jì)。為最大限度利用現(xiàn)有設(shè)備部件，以降低改造費(fèi)用，更改后的設(shè)計(jì)以現(xiàn)有的磨輥輥芯為基準(zhǔn)點(diǎn)，既在保留現(xiàn)有的磨輥輥芯前提下設(shè)計(jì)輥套，最大限度提高輥套的碾磨面積。輥套設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行匹配襯瓦及磨盤的設(shè)計(jì)，新磨盤的設(shè)計(jì)須保證與傳動盤接口的匹配以及與加載拉桿長度的匹配。同時(shí)，為降低將來的備件更換費(fèi)用，將磨盤重新設(shè)計(jì)為托盤底座與托盤兩部分，重新設(shè)計(jì)的輥套、襯瓦、托盤及托盤底座見圖2。

圖2 改造后的磨盤和磨輥

1.3 優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)

磨盤外形尺寸改變后，噴嘴必須進(jìn)行相應(yīng)改變。同時(shí)由于磨煤機(jī)出力提高，所需一次風(fēng)量及風(fēng)速也需相應(yīng)增加，因此，必須對噴嘴進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。由于原噴嘴結(jié)構(gòu)在技術(shù)上存在一定的不合理性，改造過程中對噴嘴結(jié)構(gòu)、制造工藝和材料進(jìn)行優(yōu)化，更改為結(jié)構(gòu)更合理、運(yùn)行更可靠的鑄鋼50Mn2 動靜環(huán)結(jié)構(gòu)（圖3）。

圖3 改造后的噴嘴動靜環(huán)

2 改造效果

改造后，磨煤機(jī)磨輥的加載連接方式由控制能力相對較差的輥軸連接方式改為鉸軸連接方式，可以有效控制碾壓角度，解決由于碾磨角度增大引起的出力降低和襯瓦上沿磨損等問題。磨盤瓦尺寸增加使磨煤機(jī)的碾磨處理接觸面增大，增加其脫離碾磨區(qū)域前被碾磨的次數(shù)，增加其達(dá)到粒度要求并被旋轉(zhuǎn)風(fēng)場攜帶通過分離器被送出的概率。輥套、襯瓦、磨盤及噴嘴更改設(shè)計(jì)后，碾磨曲線由683 mm 提高的731 mm，提高7%。由于碾磨曲線的出力系數(shù)為1.06，更改設(shè)計(jì)后理論出力為1.07×1.06=1.13，既理論出力可提高約13%，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，磨煤機(jī)的實(shí)際出力可提高10%～12%。改造后的旋轉(zhuǎn)噴嘴有利于形成螺距更小的比較完善的旋轉(zhuǎn)風(fēng)場，從而提高攜粉能力，將碾磨后達(dá)到粒度要求的煤粉盡可能多的送入分離器，降低循環(huán)倍率，進(jìn)而有助于提高出力，降低能耗。