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动态选粉机在Φ2.2×11m闭路煤磨系统中的应用

浏览次数: 日期:2005年6月21日

动态选粉机在Φ2.2×11m闭路煤磨系统中的应用

王炳东 郭宏武 何正凯 张端美

 

一、前言

  某水泥集团有限责任公司 GY 水泥厂拟采用动态选粉机等设备对三台 Φ 2.2 × 11m 开路煤磨中的两台( 2 号磨和 3 号磨)进行技术改造,使改造后的两台煤磨磨出的煤粉细度从原来的 R 0.08 =12 ~ 18 %降为 R 0.08 =5 ~ 7 %或以下而且 产量能满足该厂四台余热锅炉窑的需要,以便能用该公司所属的煤矿生产的廉价的无烟煤替代外购的价格高的烟煤来煅烧水泥熟料。这样,既可以大幅度降低熟料的生产成本又可以激活公司所属的煤矿,从而提高整个集团的经济效益。然而,该厂的 Φ 2.2 × 11m 煤磨为三仓开路磨,长径比特大且为中心传动,无法将其改造为风扫磨。将此类煤磨用传统的闭路磨模式进行改造国内尚无先例。另一方面,现有的窑用煤粉仓与煤磨卸料罩距离较远,出磨煤粉需经多台螺旋输送机和一台斗式提升机长距离输送才能到达窑用煤粉仓;磨尾卸料罩、选粉机、袋式收尘器、排风机等设备之间的连接风管也很长,流体阻力大。这无疑给技改增加了难度。我们到厂以后,根据现场情况并结合我们在推广 HES 高效选粉机和 CMS 煤磨选粉机中的实践经验。在与厂方充分协商以后,决定新开发 HES(M) 动态选粉机并用传统的闭路磨模式对 Φ 2.2 × 11m 开路煤磨系统进行改造。通过精心的设计和施工,国内首批两台带 HES(M) 动态选粉机的闭路煤磨系统于 2003 年 5 月成功地投产了。磨制烟煤:无烟煤= 7 : 3 的混合煤,细度 R 0.08 =9.9 %台时产量达24t/h以上,一台煤磨就能满足台时产量共80t.sh/h以上的 四台余热锅炉窑的需要。创造了该厂煤磨产质量的历史新高。据计算,磨制细度 R 0.08 =5 ~ 7 %的 无烟煤煤粉时,产量可达 18t/h以上 ,两台闭路煤磨完全能 满足 窑的需要。

二、煤磨系统的改造概况

  改造的内容为:将 Φ 2.2 × 11m 由三仓改为两仓并调整了研磨体装载量及级配;改造磨尾卸料罩和磨尾回转筛;拆除磨尾的回转反吹袋式收尘器及其配套的风机和排灰分格轮;拆除与窑一次风机的连接风管;拆除多余的螺旋输送机;增设 HES(M) - 30 动态选粉机、 FGM96 - 7(M) 防爆型高浓度气箱脉冲袋式收尘器、 9 - 26 № 12.5D 排风机、粗粉螺旋输送机、若干个重锤锁气卸灰阀和碟阀及防爆阀等设备。改造前后的工艺流程见图 1 和图 2 ,改造前后的主要设备见表 1 。改造后的磨机结构和研磨体级配见表 2 和表 3 。

图 2 、改造后的工艺流程图

1. 园盘喂料机 2. 煤磨 3. 重锤锁气卸灰阀 4 、 5. 螺旋输送机 6. 斗式提升机
7. 动态选粉机 8. 重锤锁气卸灰阀 9. 袋式收尘器 10. 压缩空气
11. 多叶碟阀 12. 排风机
13 、 14 . 细粉螺旋输送机 15 粗粉螺旋输送机 16 、 17 、 18. 碟阀

             表1 、改造前后煤磨系统主要设备对照表

 

改 造 前

改 造 后

备 注

喂料机

园盘喂料机 DB Φ 1600 3kw

园盘喂料机 DB Φ 1600 3kw

原设备就地利用

磨机

Φ 2.2×11m 630kw 装球量45t

Φ 2.2×11m 630kw 装球量45t

原设备改造利用

磨尾收尘

回转反吹扁布袋收尘器及其配套的排风机和分隔轮

 

 

磨尾输送

螺旋输送机 GX400 、 GX500 各 1 台

螺旋输送机 GX400 、 GX500 各 1 台

原设备就地利用

斗提机

斗式提升机 HL500

斗式提升机 HL500

原设备加高利用

选粉机

 

动态选粉机 HES(M) - 30 分级用风量 30000m 3 / h ,最大处理量 45t /h(煤粉),电动机22kw

 

收尘器

 

防爆型高浓度气箱脉冲袋式收尘器 FGM96 - 7(M) , 处理风量 40000 m 3 / h ,入口浓度小于 650g / Bm 3 ( 煤粉 ) ,出口浓度≤ 50m g / Bm 3

 

压缩空气

 

平时用空压机站的压缩空气,两台磨备用一台 VF - 6.3 / 7 空压机, Y250M - 6 , 37kw

 

后排风机

 

9-26 № 12.5D , 33541 m 3 / h , 9728Pa , Y315M 2 - 4 , 160kw

 

成品输送

螺旋输送机 GX400 、 GX500 共 3 台

螺旋输送机 GX400 、 GX500 各 1 台

 

粗粉输送

 

螺旋输送机 GX400 9.5kw

 

装机容量

~ 695kw

~ 900kw

技改投资

 

两台共~ 180 万元

    ※统计范围:从园盘喂料机到窑用煤粉仓为止。

表 2 、改造后的磨机仓位情况

 

项目

 

仓位

有效长度

(m)

占总有效长度

百分比 ( % )

有效容积

(m 3 )

衬板形式

装球量

(t)

隔仓板

2 # 磨

5.006

47.67

17.33

阶梯

19.6t

单层

5.5

52.33

19.04

小波纹

23.0t

3 # 磨

5.012

47.68

17.35

阶梯

22.7t

单层

5.5

52.32

19.04

小波纹

23.75t

 表 3 、改造后的磨机研磨体级配情况

 

仓位

球径

D m

(mm)

φ

(%)

Φ 70

Φ 60

Φ 50

Φ 40

Φ 30

Φ 20

Φ 35×40

Φ 25×30

Φ 20×25

2 #

0.4

6.9

7.8

4.5

 

 

 

 

 

51.63

25.13

 

 

 

 

 

 

6.0

11.0

6.0

 

26.84

3 #

0.5

8.0

8.95

5.25

 

 

 

 

 

51.65

29.07

 

 

 

7.25

13.5

3.0

 

 

 

31.79

27.71

  三、 HES(M) 动态选粉机的结构和工作原理

  HES(M) 动态选粉机主要由传动部分、叶轮、导向风叶、壳体、出风管、灰斗等部分组成。如图 3。

图 3 、 HES (M)煤磨选粉机的 结构示意图
1. 传动部分(立轴) 2. 叶轮 3. 导向叶片 4. 灰斗 5. 壳体 6. 出风管

   其分级原理为:两股选粉气流(一股是从磨尾抽风管引来的含有半成品煤粉的气流、另一股为从排风机出口的排风管中返回的循环风)分别从选粉机壳体的两水平进风口切向进入选粉机,经过有一定角度的导向叶片均匀地进入(导向叶片内侧与叶轮外侧之间环柱状的)分级室内,并在旋转的叶轮作用下形成水平强制涡旋流场 . 然后通过叶轮周边的涡流调整叶片进入中心风管向外排出。由磨尾输送设备(螺旋输送机和斗式提升机)输送来的半成品煤粉从选粉机进料口喂入,经撒料盘甩向反击板撞击分散后,均匀地落到分级室的气流中,并与气流充分混合的同时随气流作水平涡旋运动,在离心力和向心力的作用下,粗细物料粒子产生分级,细粉随气流进入叶轮内部从出风管排出,由防爆型高浓度气箱脉冲袋式收尘器收集下来作为成品 . 粗粉在分级室内呈螺旋状回转下降,在下降过程中又不断受到气流的反复多次地分级,充分地除去混在粗粉中的细粉,最后干净的粗粉落到灰斗中并从灰斗的粗粉出口排出,再由螺旋输送机输送回磨机。从磨尾抽风管引来的含有半成品煤粉也在分级室内得到充分的分级。在选粉机进料口前端和粗粉出口后面设置重锤锁气卸灰阀,可减少漏风量相应增大了两股选粉气流的风量,对提高选粉机的分级效率有好处.

四、改造效果

  原开路生产时,磨内通风靠的是回转反吹扁袋式收尘器后面的风机和窑一次风机。由于磨尾卸料罩和卸料溜子处未设任何锁风装置而漏风严重,再加上受窑用风的制约、收尘器风机与窑一次风机不恰当的并联配置等原因致使磨内通风严重不良,据标定磨内通风量仅为 4000 ~ 5000 m 3 / h 。磨内温度高,粉磨效率低,产量低且细度和水分难于控制。改造前,开路磨磨制烟煤粉细度 R 0.08 =9.8 %时产量 标称为 14.2t/h。实际上,由于机械故障如:电机轴承发热等原因磨机运转率低,三台磨轮番接力,有时将细度放 宽到 R0.08 ≥ 20% 才能满足窑的要求。停磨时磨内常发生自燃现象,稍不留意就会发生烧毁袋式收尘器的布袋的事故。用 HES(M) 动态选粉机及其工艺系统将开路煤磨改造为闭路以后,磨内结构和研磨体级配优化了、大幅度提高了磨内通风量和系统的通风量、降低了磨内温度、提高了磨机粉磨效率、从而提高了系统的产质量。改造后的带 HES(M) 动态选粉机的闭路煤磨有如下特点:

( 1 )可以有效地降低和控制煤粉细度
  在正常运转时,我们作了一个试验:将园盘喂料机喂料量、排风机进口碟阀和循环风管碟阀的开度固定以后,在不同选粉机叶轮的转速时取样检测煤粉细度,其结果如表 4 所示。
           表 4 、不同叶轮转速下的煤粉细度

电动机转速 ( r /min)

600

660

714

780

备注

叶轮转速 ( r /min)

236

260

281

307

 

选粉机电流 (A)

8.0

8.0

10.0

14.0

 

煤粉细度 ( R 0.08 %)

8.4

7.6

6.6

4.4

 

  从表 4 可以看出,带 HES(M) 动态选粉机的闭路煤磨可以有效地降低和控制煤粉细度。这为该厂采用无烟煤煤粉煅烧水泥熟料创造了良好的条件。

( 2 )产量高
  在带 HES(M) 动态选粉机的闭路煤磨系统中,由于有选粉效率高的选粉机可以进行有效的分级把关,设计时适当加大了磨内通风量和系统的通风量(据标定:磨内通风量大于 15000 m 3 / h ,相应磨内风速大于 1.2m / s ;系统的通风量为 33000 m 3 / h ),有效地冷却了磨内和系统的物料,减少了过粉磨现象,提高了磨机粉磨效率,从而提高了系统的产量。单独用 2 号磨全天 24 小时运转磨制烟煤:无烟煤= 7 : 3 的混合煤供四台回转窑用煤的产量统计见表 5 。

表 5 、闭路煤磨的产量

 

煤粉细度( R 0.08 %)

全天窑总产量( t /d)

实物煤耗为 0.3 t /t时的产量

实物煤耗为 0.327 t /t时的产量 ※

总产量( t /d)

台时产量( t/h)

总产量( t /d)

台时产量( t/h)

6 月 7 日

11.0

1923

576.9

24.04

628.82

26.2

6 月 8 日

9.9

1908

572.4

23.85

623.92

26.0

   ※该厂 2003年5月份生产快报中“吨熟料综合实物煤耗”为327.26kg/t.sh

  从表 5 可以看出,尚不计无烟煤比烟煤难磨的因素,闭路煤磨的产量比改造前的开路磨提高 70 % 以上。据计算:当煤粉细度为 R 0.08 = 5 ~ 7 %时,台时产量可确保18t/h以上 ,两台闭路煤磨完全能 满足 窑的需要。技改后的闭路煤磨系统是在全负压状态下运行的,车间内无粉尘污染,生产环境得到显著的改善。另一方面,闭路煤磨系统中采用了高效的高浓度防爆型气箱脉冲袋式收尘器。经标定,排放浓度为小于 50mg / Bm 3 。达到了国家的环保要求。在技改设计和施工时,采用了有效的防煤粉沉积措施和设置了足够的防爆阀。制订了严格的操作规程。可确保安全生产。 选粉机易磨损部位采用了新型耐磨材料以及新技术、新工艺处理,可靠性高,使用寿命长,维护工作量小。HES(M) 动态选粉机结构紧凑、体积小、处理量大、运转平稳、动载荷小。便于推广。目前,该厂正逐步增大无烟煤的掺量。若能全用无烟煤( V ad ≈ 10 ~ 12.8 % )煅烧水泥熟料的话,那可获得巨大的经济效益。该厂烟煤与无烟煤的进厂价差为 100 元 / t ,以年产熟料 66 万吨(该厂 2003 年计划为年产熟料 68.5 万吨)实物煤耗 300kg / t.sh 计,年节约煤的费用达 1980 万元。在两个月内便可回收煤磨部分的技改投资。

五、结束语

  经精心的设计、施工及调试,国内首批两台采用传统闭路磨模式的带 HES(M) 动态选粉机的闭路煤磨系统于 2003 年 5 月成功地投产了。实践证明 HES(M) 动态选粉机及其工艺系统具有第三代选粉机及其工艺系统的优点:选粉机体积小、运转平稳、选粉效率高、系统通风良好、产量高、能有效地降低和控制煤粉细度、操作简便、磨损小、使用寿命长、维护工作量小等的特点。此外,系统中采用了有效的防煤粉沉积措施和设置了足够的防爆阀,可确保安全生产。特别适用于现有的开路煤磨的改造。

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