MPS 型磨煤機出力改進與應用

丁立軒，楊 凱，魏曉偉，邢迎春，賈 風，馬 召

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司煉鐵作業部，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，磨煤機將原煤碾磨為煤粉，通過煤粉倉噴煤方式向高爐供粉。磨煤機屬于高爐生產的重要設備，其運行正常與否直接影響高爐的安全運行。

目前，每臺高爐正常生產需要煤粉量110～120 t/h，最高需要煤粉量＞130 t/h，而2 臺磨煤機在目前的煤質條件和設備狀態下，出粉量約為110 t/h，磨煤機在連續運行的條件下，可基本滿足生產要求。當前煤粉供需狀態存在的問題：①設備必須長時間連續滿負荷運轉，沒有彈性；②沒有檢修及正常消缺時間，設備經常處于不健康運行狀態；③煤粉倉很難形成充分儲備，一旦設備出力下降或不能正常運行，將不能滿足生產需求。因此，通過對磨煤機進行技術改造，提高磨煤機出力，以改變目前由于磨煤機出力緊張造成的被動局面。

1 MPS 型磨煤機出力改造

在煤質一定的條件下，磨煤機的最終實際出力主要由碾磨出力、熱風干燥出力、分離器選粉能力等3 個因素中能力最低的一個因素決定。通常情況下，碾磨出力是3 個因素中能力最低的一個，也就是說，碾磨出力是最終實際出力的制約因素。因此，磨煤機的出力改造，主要針對碾磨出力進行改造。

磨煤機的碾磨出力主要由處于碾磨區域的煤層面積、煤層所受的壓力、壓力的作用角度以及旋轉風場的形態和風速等因素決定。因此，改造主要圍繞上述因素展開，同時保證不改變磨煤機的主體結構，只在中架體范圍內進行改造。

1.1 固定碾磨角度

磨煤機運行時，碾壓角度的變化對磨煤機出力有很大影響。磨煤機內輥架與壓架（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。磨煤機運行時，壓架在加載油缸帶動下產生向下的壓力，與輥軸連接，磨煤機設計的15°碾壓角會發生變化，經常出現角度增大的現象。角度增大會使有效碾磨區減小，出力降低，襯瓦不應磨損的上沿會嚴重磨損，輥套磨損區域向對稱中心部位移動。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

重新設計輥套，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后切向甩出過程中通過碾磨區域的路徑，增加其脫離碾磨區域前被碾磨的次數，增加其達到粒度要求并被旋轉風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計。為最大限度利用現有設備部件，以降低改造費用，更改后的設計以現有的磨輥輥芯為基準點，既在保留現有的磨輥輥芯前提下設計輥套，最大限度提高輥套的碾磨面積。輥套設計完成后進行匹配襯瓦及磨盤的設計，新磨盤的設計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，為降低將來的備件更換費用，將磨盤重新設計為托盤底座與托盤兩部分，重新設計的輥套、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 優化噴嘴結構

磨盤外形尺寸改變后，噴嘴必須進行相應改變。同時由于磨煤機出力提高，所需一次風量及風速也需相應增加，因此，必須對噴嘴進行重新設計。由于原噴嘴結構在技術上存在一定的不合理性，改造過程中對噴嘴結構、制造工藝和材料進行優化，更改為結構更合理、運行更可靠的鑄鋼50Mn2 動靜環結構（圖3）。

圖3 改造后的噴嘴動靜環

2 改造效果

改造后，磨煤機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的碾磨處理接觸面增大，增加其脫離碾磨區域前被碾磨的次數，增加其達到粒度要求并被旋轉風場攜帶通過分離器被送出的概率。輥套、襯瓦、磨盤及噴嘴更改設計后，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為1.06，更改設計后理論出力為1.07×1.06=1.13，既理論出力可提高約13%，根據經驗數據，磨煤機的實際出力可提高10%～12%。改造后的旋轉噴嘴有利于形成螺距更小的比較完善的旋轉風場，從而提高攜粉能力，將碾磨后達到粒度要求的煤粉盡可能多的送入分離器，降低循環倍率，進而有助于提高出力，降低能耗。