伍正嵩
(重慶華能石粉有限責任公司,重慶 402282)
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(fā)電有限公司發(fā)電小時數(shù)的大幅下降和優(yōu)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(xiàn)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(jīng)濟,公司生產線產能將嚴重過剩。利用和發(fā)揮原生產線裝備能力,廣泛尋求粉體產品原料和開發(fā)新產品,是公司轉型發(fā)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(xiàn)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。
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(huán)形凹槽的磨盤上(圖1)。1 組液壓的預應力系統(tǒng)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(huán)、磨輥、加壓裝置、氣壓密封系統(tǒng)、選粉機等。
經(jīng)過市場調研,現(xiàn)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(jīng)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
現(xiàn)有粉磨工藝系統(tǒng)中,喂料系統(tǒng)、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(jié)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(xiàn)有磨機進行技術改造。
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(tài)選粉機。同步更換選粉機電控系統(tǒng),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(tài)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。
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(jù)選粉機相似計算原則,須在現(xiàn)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
2021 年4 月初,現(xiàn)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(shù)≤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(wěn)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(xiàn)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(wěn)定運行,但分離器電機電流在持續(xù)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(huán)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(xiàn)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(wěn)定料層,容易出現(xiàn)振磨現(xiàn)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(shù)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(wěn)定運行,應與磨盤上物料不能形成穩(wěn)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(tài)影響通常較大。
針對以上調試過程中出現(xiàn)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。
通過增加變頻器來調節(jié)磨盤輸出轉速,同時可有效控制磨盤上料層厚度,穩(wěn)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(jié)磨盤輸出轉速,同時調控油缸加載力、系統(tǒng)風量、分離器轉子轉速,可實現(xiàn)多品種產品(不同細度和產量)的制備,并可以控制設備穩(wěn)定運行。
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(huán)面積,計算得出風環(huán)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(huán)過風面積由原0.785 m2縮小到0.4 m2,可將噴嘴環(huán)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(tǒng),有利于磨機平穩(wěn)運行。
根據(jù)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(wěn)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(wěn)定的料層是MPS 磨機穩(wěn)定運行基礎。
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(huán)過風截面至0.4 m2;磨機擋料環(huán)高度原6 cm 調整至3 cm。2021 年6 月中旬,再次啟動聯(lián)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(jīng)驗,填補了國內進口MPS 磨機選粉機改造的技術空白。