球磨機出口篩板改造

潘愛庶，吳鵬杰

（神華寧夏煤業集團甲醇分公司，寧夏靈武750010）

球磨機出口篩板改造

潘愛庶，吳鵬杰

（神華寧夏煤業集團甲醇分公司，寧夏靈武750010）

神華寧夏煤業集團甲醇分公司年產25萬噸甲醇氣化裝置球磨機運行狀況，球磨機結構原理，提出對球磨機的相應改造，并改造措施。

球磨機；氣化；制漿

0 前言

神華寧夏煤業集團有限責任公司甲醇分公司，年產25萬噸甲醇項目是神寧集團在寧夏寧東能源化工基地內建設的第一套化工裝置。項目以神寧集團寧東礦區自產原煤為原料，經過煤漿制備、氣化、變換、低溫甲醇洗、甲醇合成及精餾后生產甲醇。所用氣化技術選用的是德士古水煤漿氣化廢鍋流程。

氣化一車間制漿系統的球磨機為20世紀90年代德國Aubema公司產品（具體技術參數見表1）。設計處理能力為44.38 t/h（原煤），而隨著氣化爐系統改造后產能的增加，球磨機的制漿能力愈發的顯得不足，無法滿足氣化爐滿負荷的運行需要。在實際運行中出現了3個問題。

（1）實際的操作負荷為52～55 t/h（原煤），已超負荷運行，操作彈性降低。制漿工況稍有波動便出現出口淤堵，筒體內淤料不出漿。操作人員不得已只能用大量新鮮水進行沖洗置換，進而造成煤漿濃度不穩定和氣化爐爐溫工況波動。

（2）煤漿淤堵造成筒體內部料位升高后導致部分煤漿從入口導流筒處漏出，給現場文明生產帶來極大的困難。

（3）制漿的不穩定影響了煤漿的濃度，進而降低了氣化爐產氣量和下游工段甲醇的產量。

表1 球磨機相關技術參數

針對上述問題，對球磨機制漿原理進行分析，結合球磨機運行現狀，對球磨機出口端面篩網進行計算和改進，經過2個月的試運行，各項參數均有較好的提高，達到預期目的和效果。

1 球磨機磨制煤漿原理

球磨機是利用低速旋轉的滾筒帶動筒內的鋼球運動，通過鋼球對原煤的撞擊、擠壓和研磨作用來實現煤塊的破碎和研磨制成水煤漿。研磨合格的水煤漿通過出口篩板的“八字”狀孔溢流出筒體進入滾筒篩過濾除粗粒子。

球磨機運轉時鋼球運動有3種狀態，即瀉落、拋落和離心運轉（圖1）。

圖1 球磨機內鋼球3種運動狀態

（1）瀉落。鋼球被提升的高度較小，只向上偏轉一定角度，當鋼球被提升到一定高度時即沿斜坡滾下。鋼球的這種運動狀態叫做瀉落。在瀉落式狀態工作的磨機中，礦料在鋼球間主要受到磨剝作用，沖擊作用很小，故磨礦效率不高。

（2）拋落。鋼球隨簡體內壁作圓曲線運動上升至一定的高度，然后紛紛作拋物線下落。這種運動狀態叫拋落。在拋落式狀態工作的磨機中，礦料在圓曲線運動區受到鋼球的磨剝作用，在鋼球落下的地方受到落下鋼球的沖擊和強烈翻滾鋼球的磨剝。

（3）離心運轉。當離心力超過鋼球重力時，鋼球就貼在筒壁上而不再下落，這種狀態叫離心運轉。發生離心運轉時，礦料也隨簡體一起運轉，既無鋼球的沖擊作用，磨剝作用也很弱，磨礦作用幾乎停止。顯然，鋼球拋落狀態球磨機磨煤效率最高。

2 問題原因分析

經過車間技術人員多次入球磨機內進行檢查，認為造成煤漿出漿不暢、入口泄漏的原因有3點。

（1）出口篩板“八字”孔過小，小鋼球、矸石、鐵絲等異物堵塞嚴重（圖2）。

圖2 出口篩板堵塞

（2）出口篩板的“八字”孔小頭側橡膠有局部磨損，破壞了原有的防堵塞結構。

（3）實際運行負荷超過了原始設計值，造成煤漿研磨停留時間加長，內部料位升高。

3 對策

（1）重新對出口篩板孔徑進行計算，選取合適值，適當進行放大。在計算中共有4套擴孔方案，見表2。

表2 4套擴孔方案

方案3：將篩板孔長增加2 mm，寬增加1 mm，即孔尺寸為17×9 mm。

方案4：所有長寬各增加2 mm，但只改一半的篩板（即改造6組）。

最終選擇方案3作為改造方案，重新加工一套出口篩板。篩板孔原始尺寸見圖3，改造后孔徑變為17×9 mm。

圖3 篩板孔原始尺寸

（2）對入口側的一圈24條提升條進行更換，加大提升條的突出高度，增強鋼球向上卷起的能力。

（3）適當增加了鋼球的數量，由原來的40 t鋼球增加至45 t鋼球，且全部為直徑最大的75 mm鋼球。通過增加研磨體的數量來提升球磨機制漿產能。

4 試運行期間相關數據

出口篩板改造安裝后，球磨機試運行1個月，各參數均有提升和變化。

（1）煤漿平均濃度由原來的59.6%提升到60.5%。

（2）雙爐氣化爐產氣量由原來的96 964 m/h提升到99 274 m/h，每天多產甲醇15 t。

（3）主電機平均電流有所增加，由原來39 A增至42 A。（4）試運行期間未出現筒內淤料和入口處漏漿現象，現場環境得到極大改善。

（5）煤漿的黏度、粒度分布未見明顯變化，均處于合格區間。

5 結論

氣化一車間球磨機經過此次技術改造，保證了制漿系統的穩定性，煤漿濃度提升，球磨機有效負荷增大，為后續氣化和合成等工段的高負荷穩定運行打下了堅實的基礎。改進過程中主要經驗和認識有4點：①對于孔板溢流型制漿設備，適當增大孔徑是增大其出漿量和增大其產能的有效的方法。②在電機等配套設備的允許情況下，適當增加鋼球的數量，可以有效增強其研磨能力，即擴大了設備的產能。③制漿系統的穩定運行是提高煤漿濃度的有效抓手。④進一步考慮提升球磨機制漿性能，下一步可以將提升條的厚度加高，以期加大對鋼球的提升效果，進而提升鋼球對原煤的錘擊、研磨效果。

〔編輯 利文〕

TH17

B

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.36