MPS180A 磨機改造

伍正嵩

（重慶華能石粉有限責任公司，重慶 402282）

0 引言

重慶華能石粉公司共有3 條石灰石粉產品生產線，分別生產脫硫石粉、建材石粉等產品。2015 年以來，因珞璜發電有限公司發電小時數的大幅下降和優質低硫煤使用量的大幅增長，其脫硫石粉用量逐年遞減。建材石粉受機制砂收塵石粉沖擊，銷售呈下降趨勢，現有生產線的開機率不到2/3。1991 年建成的原自備石灰石礦山，因受重慶市“四山管制”并處于長江可視范圍內，在2018 年11 月30 日停采關閉。在自備礦山停采后，因原料資源嚴重匱乏或獲取不經濟，公司生產線產能將嚴重過剩。利用和發揮原生產線裝備能力，廣泛尋求粉體產品原料和開發新產品，是公司轉型發展的必然選擇。通過技術論證，可利用1#生產線30 萬噸/年石灰石粉生產線現有裝備能力，并通過對磨機等進行必要的技術改造，形成15 萬噸/年重鈣生產線。本文主要介紹MPS180A 磨機改造的思路及調試過程中問題的處理。

1 MPS180A 磨機簡介

公司1#生產線配備了德國GEBR.PFEIFFER AG 公司的2 臺MPS180A 磨機，設計石灰石粉產能為23 t/h，產品細度250 目篩余≤5%。磨機配置主電機為西門子公司產品，電壓6 kV，功率350 kW，轉速1500 r/min；減速機為IserlohnPekrun 公司產品，功率370 kW，輸出轉速34 r/min；選粉機型號SLF2000，轉速45～200 r/min。

MPS180A 磨機屬于鼓輥—碗式、液壓式輥磨機，有3 個磨輥，輥子軸是傾斜安裝，壓在帶環形凹槽的磨盤上（圖1）。1 組液壓的預應力系統對3 個磨輥同時施加壓力，以產生必要的研磨壓力，電機通過減速傳動裝置帶動磨盤轉動。由于物料和磨盤間摩擦力的作用，使磨輥繞軸自轉。物料咬入磨輥與磨盤之間，受到擠壓作用和磨剝作用而粉碎。自下而上，主要部件包括減速機、磨盤、噴嘴環、磨輥、加壓裝置、氣壓密封系統、選粉機等。

經過市場調研，現在公司周邊市場主要需求的重鈣石粉產品為400 目篩余≤5%，MPS180A 磨機不做改變試生產石灰石粉，僅能達到325目篩余≤12%，磨機改造勢在必行。經過理論分析，確定改造磨機后預期可達到的指標（表1）。

表1 磨機改造后指標

2 磨機改造

現有粉磨工藝系統中，喂料系統、風機，收塵器等基本能滿足重鈣石粉的要求，本次技改本著利舊節約的原則，暫不進行改造。磨機運行時細度達不到要求，為了滿足生產重鈣石粉的細度要求，必須對現有磨機進行技術改造。

2.1 選粉機改造

拆除磨機選粉機部分，圖1 中的上殼體、錐體、靜百葉、轉子等，更換為新型動靜態選粉機。同步更換選粉機電控系統，新選粉機設計按照400 目設計，并適當考慮滿足生產600 目產品的要求。

圖1 MPS 磨機結構

（1）選粉機，動靜態組合：①型號，合肥中亞HRM22.2X；②選粉機轉子，轉子形狀為圓柱籠形，轉子旋轉方向為順時針（俯視），轉子轉速30～330 r/min，葉片材料為瑞典HARDOX500 耐磨板，使用壽命20 000 h，轉子軸承型號SKF 29324C/W33；③選粉機驅動電機，型號為重電YVF2 280S-4，變頻調速，電壓380 V，功率90 kW，轉速1450 r/min，減速機為日本住友PVA9050。

（2）ABB 變頻器1 臺，負責控制選粉機變頻電機。

（3）氣密風機1 套。

（4）電動干油泵1 套。

2.2 磨內優化

本次改造本著少改動的原則，未對選粉機下殼體進行更換，同時新選粉機選擇的是合肥中亞定型產品，未進行非標定制，所以新錐體與下殼體之間通風面積較大，根據選粉機相似計算原則，須在現場的立式磨殼體進行改造，在下殼體內增設擋風圈，減少含塵氣體進入選粉機的量，同時提高進入選粉機含塵氣體的流速，有利于降低選粉機的負荷，及時將合格的物料選出（圖2、表2）。

表2 改造前后殼體內部分截面風速

圖2 磨機選粉機改造后

2.3 改造后調試

2021 年4 月初，現場完成選粉機改造安裝，磨本體只更改選粉機和選粉機下殼體增設擋風圈，同時磨機碾磨物料由改造前期的石灰石更換為方解石，目前新改的選粉機電機功率90 kW，4 極電機，日本住友減速機減速比3.15。預期指標：產量≥11.5 t/h，400 目98%通過，325 目全通過，具備600 目的選粉能力（入料粒度≤50 mm，邦德功指數≤9 kW·h/t）。選粉機改造后試運行，選粉機改造前設備未碾磨過方解石物料。2021 年5 月17 日試運行不到1 h（11:00—11:55），在低出力（≤20 t/h）下設備不能穩定運行，振動較大，及時加料后有緩解。期間也在選粉機內部增加弧板改變斷面風速提高攜粉能力，改后于2021 年5 月20 日下午再次運行，分離器在空載拉風情況下，電機電流相比于5 月17 日下降10 A，主要表現為磨機產量仍舊不能降低，要維持在30 t/h，在30 t/h 工況下可穩定運行，但分離器電機電流在持續增長，最終導致選粉機超負荷停機。

分析原因主要有以下4 個：①合肥中亞生產的HRM22.2X型選粉機設計產量為15 t/h，實際投料量與設計值偏差較大，最終因投料量過大，磨機內部內循環大，選粉機內粗細粉過多導致分離器電流過大跳停保護；②該型選粉機在其他現場成熟的方解石磨機HRM22.3X輸出轉速為26.7 r/min，產能17～18 t/h，而公司MPS180A磨機輸出轉速達到34 r/min，轉速相比HRM22.3X超細立式輥磨機磨盤轉速較快，過快的轉速在超細粉磨工況下不利于穩定料層，容易出現振磨現象；③新安裝的選粉機本身運行沒有問題，轉子用手可以直接盤動，該超細選粉分離器設計是按超細粉磨的工況和產品細度要求設計的，葉片數量多，才能更好控制產品細度要求，但選粉阻力一定程度會增大，選粉機電機電流較高，產品高細度、低出力下，設備振動過大不能穩定運行，應與磨盤上物料不能形成穩定的料層有直接關系；④選粉機改造前后設備所磨物料不同，改前石灰石，改后方解石，物料屬性對磨機產量，運行狀態影響通常較大。

3 改造后問題的處理

針對以上調試過程中出現的問題，與選粉機制造商合肥中亞進行溝通，提出以下處理措施。

3.1 MPS180A 磨機主電機增加變頻器

通過增加變頻器來調節磨盤輸出轉速，同時可有效控制磨盤上料層厚度，穩定料層，進而控制磨機振動，降低振動幅度。通過增加變頻器來調節磨盤輸出轉速，同時調控油缸加載力、系統風量、分離器轉子轉速，可實現多品種產品（不同細度和產量）的制備，并可以控制設備穩定運行。

3.2 縮小噴嘴環過風環面積

通過配套的重慶通用風機廠C6-29No.18.5 風機風量和測量的磨盤外圈噴嘴環面積，計算得出風環處風速不到20 m/s，較低的風速帶來較差的攜粉能力。因此，通過縮小磨機噴嘴環過風面積由原0.785 m2縮小到0.4 m2，可將噴嘴環處風速提高42 m/s，可及時將磨機內研磨合格的細粉及時帶入到選粉系統，有利于磨機平穩運行。

3.3 降低擋料圈高度

根據試生產時設備實際料層厚度約為60 mm，建議調整磨盤外側擋料圈，使物料穩定料層厚度為20～40 mm，只有薄料層大壓力才能制備400 目及以上細粉。穩定的料層是MPS 磨機穩定運行基礎。

4 結論

2021 年6 月初，針對調試中遇到的問題進行處理，在磨機主電機增設新風光電子科技股份有限公司JD-BP37-450FB（6 kV/450 kW）變頻器；縮小MPS180A 磨機噴嘴環過風截面至0.4 m2；磨機擋料環高度原6 cm 調整至3 cm。2021 年6 月中旬，再次啟動聯動負荷生產重鈣石粉，產品細度為400 目篩余≤2%、325 目全通過，臺時產量為12 t/h，產品電耗為59 kW·h/t，達到預期指標。

至此，華能石粉公司配置的兩臺德國GEBR.PFEIFFER AG MPS180A 磨機改造獲得成功，為公司產品轉型升級奠定了基礎，同時也為以后同類磨機改造探索出成功經驗，填補了國內進口MPS 磨機選粉機改造的技術空白。