煤粉制備系統螺旋輸送機的優化改造

王海

1 熟料燒成用煤粉制備工藝流程

我公司現有一條5 000t/d 水泥熟料生產線，外購煙煤作為熟料燒成用燃料。進廠原煤由自卸汽車運至原煤堆場，經裝載機上料后，由膠帶輸送機輸送至堆料機內。原煤經堆料機均布至預均化堆場進行均化，均化后的原煤由取料機取料后經膠帶輸送機送至原煤倉。出原煤倉的原煤通過板式喂料秤喂入型號為HRM2400的原煤輥磨內。經煤磨烘干和粉磨后的煤粉由出磨氣體帶入動態選粉機，分離出的粗粉返回磨內再次粉磨，成品隨氣體進入高濃度煤磨專用袋式收塵器進行收集，收集的煤粉由3 臺螺旋輸送機分別送入窯頭煤粉倉和窯尾分解爐煤粉倉。煤粉倉下設有菲斯特喂煤秤，計量后的煤粉由磁懸浮風機氣力輸送至分解爐和窯頭燃燒器內。煤粉制備車間工藝布置見圖1。

圖1 煤粉制備車間工藝布置

我公司進廠原煤水分控制在13%左右，低位熱值為24 244kJ/kg，煤磨產量為40t/h，0.08mm篩篩余為7%～11%，煤粉水分控制在3%以內。

2 原有煤粉制備系統工藝布置及工作流程

原有煤粉制備系統設計使用3 臺螺旋輸送機及5 臺電液動推桿平板閘閥。原設計螺旋輸送機系統工藝布置見圖2。如圖2 所示，螺旋輸送機的工藝編號分別為73.07、73.08、75.01，電液動推桿平板閘閥的工藝編號分別為75.02、75.03、75.04、75.05、75.06，兩類設備均布置于成品收塵器與煤粉倉之間。

圖2 原設計螺旋輸送機工藝布置圖

編號為73.07 和73.08 的螺旋輸送機規格為LSII 500×8 500mm，輸送能力：35t/h，轉速：40r/min，減速機型號為TY140-35.5-Y132M-4-B5，電動機功率：7.5kW；編號為75.01 的螺旋輸送機型號規格為LSII 500×9 000mm（可逆），輸送能力：45t/h，轉速：40r/min，減速機型號為TY140-35.5-Y132M-4-B5，電動機功率：7.5kW；3臺螺旋輸送機的螺旋葉片均為“分段吊瓦”加“十字節”連接式。

煤粉制備系統運行過程中，3 臺螺旋輸送機均為運行狀態，窯頭、窯尾煤粉倉需經常進行倒倉操作。成品煤粉入窯頭煤粉倉時，電液動推桿平板閘閥75.03、75.05 開，75.02、75.04 關，螺旋輸送機75.01 送煤粉入窯頭煤粉倉；成品煤粉入窯尾煤粉倉時，電液動推桿平板閘閥75.02、75.04 開，75.03、75.05 關，螺旋輸送機75.01 送煤粉入窯尾煤粉倉；成品煤粉同時入兩個煤粉倉時，3臺螺旋輸送機同時運行且電液動推桿平板閘閥75.02、75.03、75.04、75.05 均為打開狀態。電液動推桿平板閘閥75.06僅在外排煤粉時使用，煤磨系統正常運行時，75.06為常關狀態；當出現事故時，75.06打開，外排煤粉。原有煤粉制備系統中控操作畫面見圖3，改造前的煤粉制備系統工藝配置見表1。

表1 改造前的煤粉制備系統工藝配置

圖3 原有煤粉制備系統中控操作畫面

3 螺旋輸送機存在的問題

原煤粉制備系統采用3 臺螺旋輸送機，經4 個電液動推桿平板閘閥控制出磨成品輸送至煤粉倉。在輸送系統運行過程中，螺旋輸送機和電液動推桿平板閘閥存在諸多問題，亟需優化改造。主要問題如下：

（1）原設計螺旋輸送機的螺旋葉片為“分段吊瓦”加“十字節”連接式，吊瓦及十字節使用壽命較短，需經常更換，維修工作量較大、維修時間較長。維修期間，回轉窯低產運行，產量有波動，能耗增加，存在預熱器堵塞的風險。螺旋輸送機傳動采用擺線針輪和電機一體的減速機，與螺旋輸送機本體經十字滑塊相連接。螺旋輸送機啟動時，沖擊負荷大，故障率較高，多次出現減速機損壞與電機燒毀事故，造成回轉窯低產運行甚至止料停窯，嚴重影響正常生產。

（2）在輸送系統運行過程中，螺旋軸吊瓦、十字節連接的結構形式，易使螺旋軸同心度變差，吊瓦磨損剮蹭殼體。摩擦和撞擊產生的火花影響煤磨的安全穩定運行，存在安全隱患。同時，系統運行過程中，噪聲較大，殼體有時會被磨漏，影響環境衛生及安全生產。

（3）原設計的3 臺螺旋輸送機裝機功率均為7.5kW，煤磨正常生產運行過程中，3臺螺旋輸送機均處于運行狀態，電耗較高。其中若有1臺螺旋輸送機發生故障，則會導致回轉窯減料低產運行或止料停窯。

（4）熟料生產線正常生產時，窯頭、窯尾用煤比例約為4：6，螺旋輸送機需頻繁正反向運轉，調整窯頭煤粉倉和窯尾煤粉倉倉位，才能保證窯頭窯尾用煤比例平衡，穩定倉壓，減少倉壓對煤粉計量秤供煤穩定性的影響，確?；剞D窯熱工制度穩定。由于螺旋輸送機頻繁正反向運轉，驅動電機經常出現故障，給實際操作帶來困難，實際生產中，曾出現因倉位調整不及時而發生冒倉事故。

（5）3臺螺旋輸送機與煤粉倉連接的下料溜子上，共有4 臺電液動推桿平板閘閥。在冬季生產過程中，由于氣溫低，閘閥的閘板經常因卡澀而“打不開、關不嚴”，入倉閘板還會出現縫隙導致煤粉倉倉位難以控制。當入倉閘板出現縫隙時，需要用巖棉進行現場封堵，工作人員現場手動拉動葫蘆強制開關閘板；若巖棉掉入煤粉倉，還會導致喂煤秤下料不穩，影響回轉窯煅燒；另外，工作人員現場用巖棉封堵縫隙時也存在施工安全隱患。

4 螺旋輸送機改造目標

（1）提高螺旋輸送機長期穩定運行的可靠性，降低維護、維修工作量及費用。

（2）消除螺旋輸送機螺旋葉片與殼體的剮蹭，降低煤粉輸送過程中的安全風險。減少“跑、冒、滴、漏”現象，改善現場環境衛生狀況，降低工作人員勞動強度，消除殼體磨漏補焊時的安全隱患。

（3）減少入煤粉倉螺旋輸送機的數量，降低輸送系統裝機功率和電耗。

（4）簡化中控操作員窯頭煤粉倉和窯尾煤粉倉倉位調整過程，穩定煤粉倉倉位，提高煤粉計量秤供煤穩定性。

（5）將原有由4個電液動閘閥控制倉位改為由1 個三通閥控制倉位，以增加運行穩定性，降低故障率。同時，工作人員無需現場維護閘板，避免了閘板漏風漏煤，工作環境得到了有效改善。

5 優化改造實施過程

（1）將現有3臺螺旋輸送機及對應的溜子和電液動推桿平板閘閥整體拆除。

（2）將布置螺旋輸送機的兩個平臺的中間部分連接，使其成為一個平臺。

（3）在平臺中間部位重新安裝1 臺通軸型LS800 螺旋輸送機，輸送能力為60t/h，傳動減速機配置為箱式減速機。

（4）螺旋輸送機共設置兩個卸料口，第一個卸料口為外排口，沿著螺旋輸送機入煤粉倉的方向布置，煤粉制備系統正常運行時外排口常關，僅異常情況時打開外排口外排物料，防止從成品收塵器掉下的雜物進入煤粉倉，造成堵秤事故。第二個卸料口下方安裝可調式三通卸料閥，在窯頭煤粉倉和窯尾煤粉倉頂部開孔，分別與三通閥的兩個出料口連接。煤粉通過三通閥分別進入窯頭煤粉倉和窯尾煤粉倉，供回轉窯煅燒使用。三通閥與兩個煤粉倉連接溜子上各安裝1臺電液動推桿平板閘閥，特殊情況下能夠將螺旋輸送機與煤粉倉隔離，阻止事故擴大。

（5）按照改造方案調整更新電氣控制部分及DCS控制畫面，確保操作畫面和現場設備工作情況一致，滿足使用要求。

（6）根據現場輸送管道的連接情況，按需調整煤粉計量秤與煤粉倉收塵風管，保證收塵風管和煤粉輸送管道互不干擾，不影響窯頭窯尾計量秤的穩定運行。

（7）制作溜子、管道時，焊縫要求滿焊并打磨平整，防止漏煤掛壁；安裝過程中需特別注意設備的傾斜角度，避免出現積煤情況。

6 改造后的煤粉制備系統工藝布置

改造后，使用1臺通軸型螺旋輸送機、1臺可調式三通卸料閥及3 臺電液動推桿平板閘閥。改造后的螺旋輸送機工藝布置見圖4。如圖4 所示，螺旋輸送機工藝編號為76.01，可調式三通卸料閥工藝編號為76.02，電液動推桿平板閘閥工藝編號為75.04、75.05、75.06，分別布置于成品收塵器與煤粉倉之間。煤粉制備系統運行過程中，煤粉通過成品收塵器的6 個灰斗收集后，進入螺旋輸送機，通過調節三通卸料閥開度，使窯頭煤粉倉和窯尾煤粉倉倉位達到設定的用煤比例。正常生產時，電液動推桿平板閘閥75.04、75.05 為常開狀態，發生異常事故時關閉，防止異物、著火煤粉或高溫氣體進入煤粉倉，阻止事故擴大。系統正常生產時，電液動推桿平板閘閥75.06為常關狀態，發生事故時打開，外排異物。

圖4 改造后的螺旋輸送機工藝布置圖

改造后的煤粉制備系統工藝配置見表2，煤粉制備系統中控操作畫面見圖5。

圖5 改造后的煤粉制備系統中控操作畫面

表2 改造后的系統工藝配置

7 優化改造效果

（1）安全方面：改為通軸式螺旋輸送機后，由于螺旋軸同心度較好，設備運轉過程中避免了螺旋葉片與殼體間的摩擦和撞擊現象。另外，僅需在中控室調節三通卸料閥開度，即可達到兩個煤粉倉倉位的平衡，未再出現過電液動推桿平板閘閥“打不開、關不嚴”的情況，消除了安全隱患。

（2）環保方面：減少了“跑、冒、滴、漏”現象，避免了外溢煤粉對工作環境的污染，降低了工作人員的勞動強度。改造后，未發生過因操作不當或現場閘板卡澀導致的冒倉事故。

（3）經濟效益：經綜合評估，將3臺分段吊瓦連接式螺旋輸送機改造為1臺通軸型螺旋輸送機后，每年可節省維修費約10 萬元。改造前3 臺螺旋輸送機傳動功率為7.5kW，改造后1 臺螺旋輸送機傳動功率為18.5kW，功率減小了4kW，按熟料生產線每年運行300d，煤粉制備系統每天運行20h，電費0.56元/kW·h計算，年可節電約1.34萬元?！?/p>