MP2519型中速磨煤機動態(tài)旋轉分離器改造與應用

王欽華

(河南龍宇煤化工有限公司氣化一廠，河南 永城 476600)

1 改造背景

河南龍宇煤化工有限公司一期年產(chǎn)50萬噸煤制甲醇項目，氣化磨煤裝置采用由沈陽重型機械廠生產(chǎn)的兩臺MP2519中速磨煤機，該磨煤機分離器安裝于磨煤機中架體上部，與磨機形成一體，采用的為SLS動態(tài)旋轉分離器，其結構主要由返料斗、動葉片、靜葉片、落煤管、驅動部組成，2008年投產(chǎn)以來，磨煤機分離器動、靜葉片及驅動部底部出現(xiàn)不同程度的磨損現(xiàn)象，嚴重時驅動部唇型橡膠密封因磨損、密封失效致使煤粉進入驅動部油池內(nèi)，造成油池污染，而使分離器無法正常運行，當分離器無法正常運行時，磨煤機出口煤粉粒度就無法保證，影響后續(xù)系統(tǒng)氣化爐運行工況的波動，經(jīng)過認真研究分析，提出改造措施，將原SLS動態(tài)旋轉分離器整體改造為由北京電力設備公司生產(chǎn)的ZXF型旋轉分離器，改造后有效的延長了分離器磨損部件的使用周期，改善了驅動部油池運行環(huán)境，降低了磨機運行事故的發(fā)生，取得明顯改造效果。

2 磨煤機原有SLS動態(tài)旋轉分離器簡介及存在問題分析

2.1 SLS動態(tài)旋轉分離器

SLS動態(tài)旋轉分離器結構及運行原理，分離器結構見圖1。

SLS分離器為動靜態(tài)旋轉式分離器，安裝于MP2519磨煤機上方，與磨機形成一體，從碾磨腔排出的氣粉混合物通過切向葉片切向進入分離器靜態(tài)葉片進行粗分離，再進入分離器動態(tài)葉片進行細分，不合適的粗粉被分離出來，經(jīng)分離器下部返料斗重新進入磨碾磨。合適的細粉被熱風送至煤粉貯倉，磨機運行過程中，動態(tài)葉片的轉速由變頻電機調節(jié)，它可改變分離器的分離特征，分離器動態(tài)葉片的旋轉是由變頻電機驅動，經(jīng)過聯(lián)軸器、小齒輪和一外齒圈球軸承的變速傳動使動態(tài)葉片獲得合適的轉速。該分離器為磨煤機MP2519的配套分離器，原廠家為沈陽重型機械集團有限公司。

圖1 SLS動態(tài)分離器結構

2.2 設備參數(shù)

表1 設備參數(shù)

2.3 磨煤機SLS動態(tài)旋轉分離器運行時常見的問題及原因分析

2.3.1 靜葉片磨損變形脫落

經(jīng)過磨輥碾磨后的煤粉在熱風爐氣流的作用下，從碾磨腔排出氣粉混合物通過葉片的導向和旋轉運動帶動氣粉混合物在分離器內(nèi)旋轉進行分離；同時在分離的過程中，葉片對煤粉顆粒產(chǎn)生撞擊作用，高速流動的煤粉顆粒對分離器靜葉片及動葉片產(chǎn)生較大的沖刷力，使葉片產(chǎn)生劇烈的磨損，磨損后的動葉片在轉動的過程中產(chǎn)生不平衡量，使磨機分離器及磨煤機在運行過程中產(chǎn)生振動，同時磨損的葉片降低了煤粉的分離效果，葉片磨損情況見圖2。

圖2 分離器動、靜葉片沖刷磨損情況

通常情況下葉片產(chǎn)生磨損的主要原因有：葉片材質耐磨能力不足，煤的磨損指數(shù)Ke值偏大，分離器內(nèi)部風速較高，風粉流的流通方向變化等。

2.3.2 分離器驅動部潤滑油油池污染

分離器驅動部旋轉軸架與驅動部油池是通過兩道唇型橡膠密封圈來進行密封的，密封腔體內(nèi)通入工廠空氣進行氣封，工廠空氣壓力略大于磨機內(nèi)部壓力；旋轉軸架與唇形密封圈之間在轉動時形成干摩擦，密封圈使用壽命大大下降，因密封圈的損壞導致密封空氣壓力降低，經(jīng)碾磨后的氣粉混合物通過磨損后的密封圈進入到油池內(nèi)部，對潤滑油形成污染，使分離器無法正常運轉，加大了分離器的檢修工作量，嚴重影響后續(xù)系統(tǒng)氣化爐的運行負荷，SLS分離器驅動部密封結構見圖3。

圖3 SLS分離器驅動部密封結構

我廠兩臺磨煤機分別配備兩臺密封風機來對分離器油池進行保護，磨機啟動前及分離器啟動前密封風機必須啟動，磨機分離器的密封部位的密封風壓差應高于2000 Pa，這樣才能保證分離器潤滑油池有良好的密封。在實際運行中落煤管底部與分離器動葉片之間的設計間隙要求為1～3 mm，轉動部件偏斜時不斷的剮蹭落煤管底部密封區(qū)域，造成了密封間隙的擴大，下部密封處的壓力降低，失去密封作用，氣粉混合物就會進入分離器密封室。另一方面唇形密封圈的磨損、老化造成密封室上部密封處的壓力降低，失去密封作用，氣粉混合物就會進入分離器密封室，污染油池潤滑油，使分離器無法正常運轉。

3 動態(tài)分離器的優(yōu)化措施與整體改造

3.1 優(yōu)化措施

針對SLS分離器 動、靜葉片磨損變形脫落問題。因煤種和磨煤機系統(tǒng)風量等因素無法改變，只能從提高動靜葉片材料的耐磨能力和優(yōu)化分離器內(nèi)部風粉混合物流通方向進行。

針對分離器驅動部油池潤滑油污染問題，需要提高轉動部件的運轉平穩(wěn)性，避免轉子底部與落煤管密封面的接觸。同時改進密封室上部驅動部油箱連接處的密封結構，強化密封結構。

3.2 動態(tài)分離器整體改造

為了達到上述目的，我們將動態(tài)分離器進行了整體升級替換，升級替換后的動態(tài)分離器結構見圖4。

圖4 改造后的ZXF分離器結構圖

改造后的動態(tài)分離器分別在以下方面進行了升級改造：

1)分離器最大直徑由4840 mm增大至5180 mm。風粉混合物流通面積增大了約14.5%，同一次風量工況下的風速也相應降低14.5%，有效降低了煤粉對動、靜葉片的沖刷。

2)葉片材質由專用耐磨鋼制作，表面硬度達到370～430 HB，提高了葉片的抗磨損能力，保證葉片的使用壽命≥60000 h。

3)轉動部件進行整體高精度動平衡試驗，保證了運轉平穩(wěn)性，避免轉子底部與落煤管底部密封的剮蹭。

4)改進驅動部密封結構，由原來的雙層單道密封風改為雙層雙道密封，增加碳晶密封環(huán)，具體結構見圖5。

圖5 改造后的驅動部密封結構

5)強化分離器整體改造實施與設備安裝過程質量管理，嚴格控制分離器整體安裝質量，從落煤管端的中心往下吊線，保證落煤管線的垂直度≤1.5 mm，同時在上端放水平尺，使不平行度≤0.35 mm，嚴格控制落煤管線與分離器動葉片的同心度。

4 改造效果與結論。

我公司2臺MP2519磨煤機分離器于2019年7月完成了整體更換改造項目，兩臺磨機至今分別運行時間為3471 h 和2985 h，內(nèi)部檢查分離器動、靜葉片無沖刷磨損現(xiàn)象，且現(xiàn)場運行噪音明顯小于改造前，磨機整體振動情況明顯好轉，保證了磨煤機出口煤粉的細度及煤粉的均勻性，同時減少了磨機分離器的日常維護檢修工作，降低了分離器的檢修成本，對本企業(yè)經(jīng)濟效益起到了積極作用，充分證明了磨機分離器改造是成功的。

5 結束語

對我公司2臺磨煤機動態(tài)旋轉分離器改造后，減少了磨煤機分離器的日常維護檢修工作和檢修周期、檢修費用等，明顯的改善了磨煤機的運行工況，延長磨煤機部件的使用壽命，提高了磨煤機運行的經(jīng)濟性。