燃爐輸煤系統(tǒng)中滾筒篩的運(yùn)行故障及對(duì)策

蘇東鶴

(中國(guó)石化齊魯分公司第二化肥廠，山東 淄博 255400)

滾筒篩是中國(guó)石化齊魯分公司第二化肥廠(以下簡(jiǎn)稱第二化肥廠)燃爐動(dòng)力輸煤流程中非常重要的設(shè)備。一般情況下，煤炭物料是由塊煤和粉煤組成的混合物，滾筒篩可以將該混合物進(jìn)行分離，使粉煤(粒度≤10mm)篩下直接由帶式輸送機(jī)輸送至燃煤裝置界區(qū)煤倉(cāng)中；剩下的塊煤(即粒度>10mm)被滾筒篩輸送入破碎機(jī)，而后在高速旋轉(zhuǎn)的環(huán)錘下進(jìn)行破碎，使破碎后的煤炭達(dá)到燃爐系統(tǒng)進(jìn)料粒度標(biāo)準(zhǔn)。

滾筒篩在應(yīng)用過(guò)程中多次出現(xiàn)故障(如鏈條固定軸彎曲或磨損變形、停車(chē)聯(lián)鎖加裝改造、托輪卡澀等)，分析原因后，提出了相應(yīng)的措施。

1 滾筒篩的運(yùn)行原理

第二化肥廠燃爐輸煤系統(tǒng)中的滾筒篩(見(jiàn)圖1)是由電機(jī)、減速機(jī)、篩體、機(jī)體架座、密封罩、入料口、出料口等組成[1]。篩體是由若干件圓環(huán)狀篩條網(wǎng)組裝而成，篩條之間由4至7根連接軸焊接固定。篩體以與水平面夾角9°的方式傾斜安裝固定在樓板結(jié)構(gòu)中16Mn鋼板的托輪上；電機(jī)與減速機(jī)由十字滑塊聯(lián)軸器連接，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈輪齒與滾筒篩篩體上的鏈條軸嚙合以帶動(dòng)篩體做圓周運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)煤炭物料由滾筒篩上部溜槽在重力作用下滑入運(yùn)行狀態(tài)下的篩體入口后，在篩體的離心力翻滾篩分作用下，大于標(biāo)準(zhǔn)粒度的煤塊會(huì)沿著篩體的傾斜方向溜出篩體出口[2]，在重力的作用下墜入破碎機(jī)溜槽，進(jìn)而在破碎腔室中被破碎至合格粒度的煤粉；由篩體篩孔篩下的煤粉在自由落體作用下，沿著滾筒篩下部的溜槽落至相應(yīng)的帶式輸送機(jī)，并被輸送至燃煤裝置界區(qū)的煤倉(cāng)內(nèi)。

圖1 滾筒篩結(jié)構(gòu)組成示意

2 拋料式自清理滾筒篩設(shè)備技術(shù)性能對(duì)比

拋料式自清理滾筒篩設(shè)備規(guī)格及技術(shù)參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。本裝置中滾筒篩選型為PQG-250。

表1 滾筒篩設(shè)備規(guī)格及技術(shù)參數(shù)

3 滾筒篩在燃爐輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用

第二化肥廠燃爐輸煤系統(tǒng)為3臺(tái)循環(huán)流化床燃煤爐提供合格粒度的燃料煤，其中，2臺(tái)滾筒篩分機(jī)是必需設(shè)備，位于2#破碎樓3樓，正常運(yùn)行過(guò)程中一開(kāi)一備。滾筒篩分機(jī)與輸煤系統(tǒng)聯(lián)鎖運(yùn)行，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)除鐵后的煤流由該設(shè)備上游帶式輸送機(jī)落煤溜槽溜入滾筒篩入口，經(jīng)滾筒篩篩體的旋轉(zhuǎn)離心力篩分后，合格粒度(即≤10mm)的煤粉落至該設(shè)備下游的帶式輸送機(jī)，大于10mm的煤塊因無(wú)法被篩出而進(jìn)入細(xì)碎破碎機(jī)，經(jīng)破碎后被輸送至燃煤裝置(見(jiàn)圖2)。

圖2 滾筒篩上下游輸煤工藝流程

4 滾筒篩常見(jiàn)故障及改進(jìn)對(duì)策

4.1 鏈條固定軸斷裂及材質(zhì)改進(jìn)

鏈條是由鏈軸護(hù)套、蓋板、內(nèi)外側(cè)鏈板等交替連接，并經(jīng)鏈條軸鉚接而成。鏈條以鏈條固定軸與鏈軸固定座組裝的方式固定于篩體入口側(cè)外表面一周，其通過(guò)與傳動(dòng)齒輪嚙合使?jié)L筒篩進(jìn)行圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，整根鏈條由20至23根鏈條軸固定。鏈條軸是該設(shè)備的重要組成零件，在運(yùn)行中傳遞橫向載荷，由于滾筒篩在運(yùn)行中扭力較大，所以鏈條軸容易發(fā)生斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致滾筒篩出現(xiàn)堵煤、停車(chē)等故障。

鏈條軸材質(zhì)改進(jìn)。鏈條固定軸的抗拉強(qiáng)度、硬度至關(guān)重要，以前鏈條固定軸采用45#鋼，容易發(fā)生斷裂。經(jīng)過(guò)對(duì)比幾種鋼材質(zhì)的技術(shù)性能參數(shù)(見(jiàn)表2)后，將鏈條固定軸改用為結(jié)構(gòu)有很高的靜力強(qiáng)度、沖擊韌性及較高抗疲勞極限的35CrMo合金，其淬透性較高，高溫下有高的蠕變強(qiáng)度與持久強(qiáng)度，大大提高了鏈條軸的使用壽命，使維修周期延長(zhǎng)，故障頻率大大下降，維修成本下降。

表2 鏈條固定軸材質(zhì)技術(shù)參數(shù)對(duì)比

改進(jìn)后的鏈條軸見(jiàn)圖3。改造前后的效果對(duì)比見(jiàn)表3。

圖3 改進(jìn)后的鏈條軸

表3 鏈條固定軸材質(zhì)應(yīng)用前后效果對(duì)比

經(jīng)對(duì)比可知，該設(shè)備部件鏈條固定軸維修周期延長(zhǎng)至原來(lái)的4倍，1年內(nèi)故障頻率降低了76.9%。

4.2 鏈條突斷、超負(fù)荷堵煤故障及對(duì)策

滾筒篩的4個(gè)承重托輪呈矩形排列，在承重最大的托輪上方增設(shè)一個(gè)測(cè)速探頭(即打滑檢測(cè)器)，檢測(cè)鏈條和篩體運(yùn)轉(zhuǎn)的脈沖信號(hào)，一旦鏈條斷裂或輸煤裝置因超負(fù)荷使?jié)L筒篩堵煤突然停車(chē)，滾筒篩即出現(xiàn)異常停車(chē)，脈沖信號(hào)隨即中斷，啟動(dòng)聯(lián)鎖停止?jié)L筒篩電機(jī)及上游所有動(dòng)設(shè)備運(yùn)行，避免因滾筒篩超負(fù)荷堵煤而使事故擴(kuò)大化，降低了生產(chǎn)的波動(dòng)，亦能減少事故的發(fā)生。測(cè)速探頭位置見(jiàn)圖4。

圖4 測(cè)速探頭

4.3 托輪卡澀不轉(zhuǎn)及改進(jìn)措施

滾筒篩底部共設(shè)4個(gè)托輪，用來(lái)支撐重達(dá)1.5t的篩體。由于滾筒篩是全密封結(jié)構(gòu)，煤塵較多，托輪經(jīng)常因滲入煤塵而卡澀不轉(zhuǎn)，導(dǎo)致托輪接觸軌道磨損，甚者會(huì)因篩體在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中失去應(yīng)有的平衡而出現(xiàn)停車(chē)事故。改進(jìn)措施實(shí)施前，每個(gè)托輪平均2個(gè)月需更換1次。托輪位置見(jiàn)圖5。

圖5 滾筒篩拖輪示意

改進(jìn)措施如下：為防止煤塵過(guò)多，以前采用毛氈、改進(jìn)油封(使用硬骨架雙唇油封)等措施防塵，現(xiàn)在通過(guò)加金屬防塵蓋進(jìn)行密封，并加裝自動(dòng)注油設(shè)備，使之保持正壓而達(dá)到防塵效果，在提高托輪軸承潤(rùn)滑的同時(shí)延長(zhǎng)了托輪的使用壽命。改進(jìn)后，每個(gè)托輪平均4個(gè)月更換1次，相較原來(lái)，使用壽命延長(zhǎng)了1倍。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)鏈條軸材質(zhì)由45#鋼改為35CrMo后，其抗拉強(qiáng)度、硬度增強(qiáng)，大大提高了鏈條軸的使用壽命，延長(zhǎng)維修周期，降低了維修成本，即該設(shè)備鏈條固定軸維修周期延長(zhǎng)至原來(lái)的4倍，1年內(nèi)故障頻率降低76.9%。

(2)增設(shè)測(cè)速聯(lián)鎖后，當(dāng)滾筒篩出現(xiàn)鏈條突斷或超負(fù)荷堵煤事故時(shí)，裝置能及時(shí)停車(chē)，避免故障擴(kuò)大化，降低生產(chǎn)波動(dòng)和事故的升級(jí)。

(3)通過(guò)加裝金屬密封蓋與自動(dòng)注脂系統(tǒng)等措施，托輪的使用壽命由原來(lái)的2個(gè)月延長(zhǎng)至4個(gè)月，使用壽命延長(zhǎng)率100%。