基于MP2519磨煤機能力提升及循環風均布改造總結

李 寧，劉保平

(河南龍宇煤化工有限公司氣化一廠，河南永城 476600)

河南龍宇煤化工有限公司氣化一廠使用的是由沈陽重工生產的MP2519磨煤機。由于煤質以及出力要求的變化，磨煤機內部易磨損部件已經不能滿足生產需求。

1 增加出力

為了減少磨煤機啟停次數，計劃運行單臺磨煤機來滿足氣化爐用煤需求。因煤質變化，磨煤機實際出力為65～72 t/h，而提升出力會縮短磨機內部磨損件壽命，增加檢修頻率。擬通過改變磨煤機相關運行參數以及升級易磨損部件材質來增加出力。

2 磨煤機設備情況

MP2519磨煤機技術數據見表1。

表1 MP2519磨煤機技術數據

3 改造方案

在保證設備大體不動的情況下，根據本工程運行狀況，將磨煤機型號改成ZGM123G，出力可以提高20%～25%，具體方案及優勢如下：

(1)該方案具有良好的可操作性，改造后的磨煤機能夠穩定運行。

(2)除涉及改動的部件外，方案不影響其他部件和設備的正常運行。在滿足設計要求的基礎上盡量合理使用原部件，減少需要改造部件的數量，以滿足經濟性要求。

(3)出力要提高，則要加大風量，對應配套的旋轉分離器分離能力相應要提高，這樣可以降低磨煤機的通風阻力。在原分離器的基礎上更換大容積動靜組合式旋轉分離器(見圖1)，提高分離器的分離效率，降低通風阻力，有利于提高煤粉細度和出力。

圖1 大容積動靜組合旋轉分離器設計圖

改造后，流速和流量均得到較大幅度提高。分離器葉片采用NM400材質后，必須做動平衡實驗，以保證磨煤機安全穩定的運行(見圖2)[1]。

圖2 分離器旋轉自動平衡實驗

采用流體數值仿真計算方法，對分離器的分離機理及運行特性進行相應分析。結合磨煤機及旋轉分離器的運行特點，采用三維軟件建立旋轉分離器幾何模型，通過ICEM CFD等專業軟件建立網格模型，利用流體力學計算軟件Fluent對磨煤機及旋轉分離器內顆粒流場等進行分析。通過分離器仿真計算，更直觀地了解分離器運行時內部流場的變化情況，與工程應用分析和試驗研究相互印證，為旋轉分離器設計和結構調整提供全面的理論依據。仿真計算部分模擬結果見圖3。

(a)磨煤機啟動初期溫度下的壓力分布

(4)現有磨煤機需改造的主要部件見表2。

表2 現有磨煤機需改造主要部件

(5)MP2519型和ZGM123G型相比,兩者外形尺寸一致，因此聯軸器、機座密封、機座、傳動盤、刮板、中架體、液壓缸、本體附件等均可通用，無需更換。

(6)MP2519型和ZGM123G型相比，兩者的加載油量/油壓、潤滑油量/油壓、密封風量/風壓等一致，因此稀油站、高壓油站、密封風機等均可通用，無需更換。

(7)MP2519型和ZGM123G型相比，后者入口一次風流量相應增加約20%，由循環風機風門來控制。為了便于安裝及檢修，采用分段形式。

4 磨煤機噴嘴結構

4.1 磨煤機靜環

磨煤機的靜環按分段式結構設計。靜環本體材質為ZG50Mn2，硬度為HRC30—35。靜環翻磨輥位置采用上下分層形式。

4.2 磨煤機動環

磨煤機動環因長期運行，通流部分磨損較為嚴重，為了檢修和更換動環方便，將其結構由整體式改造為分體式(見圖4)。動環傾斜角度要便于形成旋轉風，設計上充分考慮磨煤機“沸騰區”的碾磨特性。

4.3 磨煤機噴嘴環

經過長期運行，磨煤機噴嘴環通流部分磨損較為嚴重。由于煤質的變化，需根據近半年煤質重新進行熱平衡計算，確定所需熱風體積流量和噴嘴的通流面積。

確保噴嘴的一次風速為70～85 m/s。如風速太低，一次風不能有效地攜帶煤粉，導致磨煤機的出力降低；如風速太高，一次風會將大量細度不合格的煤粉送出，造成粉管彎頭磨損嚴重。另外由于風速高，噴嘴喉口處于“沸騰”狀態的風煤共存區加大，使處于碾磨區域的煤層變薄，造成磨煤機振動，加劇磨煤機內部件的磨損，故必須根據計算結果重新設計和安裝動環(見圖5)。同時為確保煤量，合理設計動環葉型，使動環整體既能有效降低一次風量，又能保證噴嘴出口氣流流速合適，能將煤粉送出[2]。

5 折流板的改造

根據改造后動、靜環以及旋轉分離器現場運行的情況來看，磨煤機殼體及壓架局部位置出現局部磨損現象，主要是由于一次風入排渣倉分布不均勻引起。一次風在風道內分布不均勻，導致通過噴嘴環進入磨煤機的一次風也存在不均勻現象[3]。在一次風進入磨煤機筒體入口處，另焊接3～5塊折流板(見圖6、圖7)，折流板一部分在磨煤機一次風口內，一部分在一次風道內，使進入磨煤機內部的一次風盡可能分布均勻。導流板沿熱風正向風流方向焊接，引導一次風流動方向，使一次風比較均勻地進入到一次風室。

圖6 折流板改造圖

圖7 改造后現場圖

改造后內部磨損的位置明顯轉移。以A磨煤機為參照，原磨損位置主要集中在東北及正東方向，并且磨損嚴重，西側無明顯磨損。改造后，磨損位置轉移至東側以及東南側，西南側有磨損跡象。由此可見，磨煤機中架體耐磨層的磨損情況更加均勻，可延長易磨損部件的使用壽命，降低檢修頻率[4]。

6 結語

改造后，在原分離器的基礎上更換大容積動靜組合式旋轉分離器，內部旋轉分離器動靜葉片材質升級為NM400，動、靜環本體材質升級為ZG50Mn2。其它部分包括液壓系統、傳動盤、機殼、稀油站、密封風系統等均無需更換，減小改造難度。為改善磨煤機入口一次風進入風道后風量分布不均的情況，采取在入口處增加折流板的方式，使進入磨機的一次風分布盡可能均勻。

此次改造達到了提升磨煤機出力的目的，同時，內部磨損情況得到明顯改善，單臺磨煤機連續運行周期延長。

造成磨損的原因還有很多，如煤種來源不穩定、磨煤機進出口壓差與煤粉粒度精細化控制困難、備件制造過程中的缺陷等。生產過程中還需加強檢查，進一步減少設備故障對后續系統的影響，保障系統的長、穩、安、滿、優運行。