MPS180A 磨機(jī)改造

伍正嵩

（重慶華能石粉有限責(zé)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(chǎn)品生產(chǎn)線，分別生產(chǎn)脫硫石粉、建材石粉等產(chǎn)品。2015 年以來，因珞璜發(fā)電有限公司發(fā)電小時(shí)數(shù)的大幅下降和優(yōu)質(zhì)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(jī)制砂收塵石粉沖擊，銷售呈下降趨勢，現(xiàn)有生產(chǎn)線的開機(jī)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(nèi)，在2018 年11 月30 日停采關(guān)閉。在自備礦山停采后，因原料資源嚴(yán)重匱乏或獲取不經(jīng)濟(jì)，公司生產(chǎn)線產(chǎn)能將嚴(yán)重過剩。利用和發(fā)揮原生產(chǎn)線裝備能力，廣泛尋求粉體產(chǎn)品原料和開發(fā)新產(chǎn)品，是公司轉(zhuǎn)型發(fā)展的必然選擇。通過技術(shù)論證，可利用1#生產(chǎn)線30 萬噸/年石灰石粉生產(chǎn)線現(xiàn)有裝備能力，并通過對磨機(jī)等進(jìn)行必要的技術(shù)改造，形成15 萬噸/年重鈣生產(chǎn)線。本文主要介紹MPS180A 磨機(jī)改造的思路及調(diào)試過程中問題的處理。

1 MPS180A 磨機(jī)簡介

公司1#生產(chǎn)線配備了德國GEBR.PFEIFFER AG 公司的2 臺(tái)MPS180A 磨機(jī)，設(shè)計(jì)石灰石粉產(chǎn)能為23 t/h，產(chǎn)品細(xì)度250 目篩余≤5%。磨機(jī)配置主電機(jī)為西門子公司產(chǎn)品，電壓6 kV，功率350 kW，轉(zhuǎn)速1500 r/min；減速機(jī)為IserlohnPekrun 公司產(chǎn)品，功率370 kW，輸出轉(zhuǎn)速34 r/min；選粉機(jī)型號SLF2000，轉(zhuǎn)速45～200 r/min。

MPS180A 磨機(jī)屬于鼓輥—碗式、液壓式輥磨機(jī)，有3 個(gè)磨輥，輥?zhàn)虞S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(yù)應(yīng)力系統(tǒng)對3 個(gè)磨輥同時(shí)施加壓力，以產(chǎn)生必要的研磨壓力，電機(jī)通過減速傳動(dòng)裝置帶動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)。由于物料和磨盤間摩擦力的作用，使磨輥繞軸自轉(zhuǎn)。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(jī)、磨盤、噴嘴環(huán)、磨輥、加壓裝置、氣壓密封系統(tǒng)、選粉機(jī)等。

經(jīng)過市場調(diào)研，現(xiàn)在公司周邊市場主要需求的重鈣石粉產(chǎn)品為400 目篩余≤5%，MPS180A 磨機(jī)不做改變試生產(chǎn)石灰石粉，僅能達(dá)到325目篩余≤12%，磨機(jī)改造勢在必行。經(jīng)過理論分析，確定改造磨機(jī)后預(yù)期可達(dá)到的指標(biāo)（表1）。

表1 磨機(jī)改造后指標(biāo)

2 磨機(jī)改造

現(xiàn)有粉磨工藝系統(tǒng)中，喂料系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)，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(jìn)行改造。磨機(jī)運(yùn)行時(shí)細(xì)度達(dá)不到要求，為了滿足生產(chǎn)重鈣石粉的細(xì)度要求，必須對現(xiàn)有磨機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。

2.1 選粉機(jī)改造

拆除磨機(jī)選粉機(jī)部分，圖1 中的上殼體、錐體、靜百葉、轉(zhuǎn)子等，更換為新型動(dòng)靜態(tài)選粉機(jī)。同步更換選粉機(jī)電控系統(tǒng)，新選粉機(jī)設(shè)計(jì)按照400 目設(shè)計(jì)，并適當(dāng)考慮滿足生產(chǎn)600 目產(chǎn)品的要求。

圖1 MPS 磨機(jī)結(jié)構(gòu)

（1）選粉機(jī)，動(dòng)靜態(tài)組合：①型號，合肥中亞HRM22.2X；②選粉機(jī)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子形狀為圓柱籠形，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針（俯視），轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速30～330 r/min，葉片材料為瑞典HARDOX500 耐磨板，使用壽命20 000 h，轉(zhuǎn)子軸承型號SKF 29324C/W33；③選粉機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，型號為重電YVF2 280S-4，變頻調(diào)速，電壓380 V，功率90 kW，轉(zhuǎn)速1450 r/min，減速機(jī)為日本住友PVA9050。

（2）ABB 變頻器1 臺(tái)，負(fù)責(zé)控制選粉機(jī)變頻電機(jī)。

（3）氣密風(fēng)機(jī)1 套。

（4）電動(dòng)干油泵1 套。

2.2 磨內(nèi)優(yōu)化

本次改造本著少改動(dòng)的原則，未對選粉機(jī)下殼體進(jìn)行更換，同時(shí)新選粉機(jī)選擇的是合肥中亞定型產(chǎn)品，未進(jìn)行非標(biāo)定制，所以新錐體與下殼體之間通風(fēng)面積較大，根據(jù)選粉機(jī)相似計(jì)算原則，須在現(xiàn)場的立式磨殼體進(jìn)行改造，在下殼體內(nèi)增設(shè)擋風(fēng)圈，減少含塵氣體進(jìn)入選粉機(jī)的量，同時(shí)提高進(jìn)入選粉機(jī)含塵氣體的流速，有利于降低選粉機(jī)的負(fù)荷，及時(shí)將合格的物料選出（圖2、表2）。

表2 改造前后殼體內(nèi)部分截面風(fēng)速

圖2 磨機(jī)選粉機(jī)改造后

2.3 改造后調(diào)試

2021 年4 月初，現(xiàn)場完成選粉機(jī)改造安裝，磨本體只更改選粉機(jī)和選粉機(jī)下殼體增設(shè)擋風(fēng)圈，同時(shí)磨機(jī)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(jī)電機(jī)功率90 kW，4 極電機(jī)，日本住友減速機(jī)減速比3.15。預(yù)期指標(biāo)：產(chǎn)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(jī)改造后試運(yùn)行，選粉機(jī)改造前設(shè)備未碾磨過方解石物料。2021 年5 月17 日試運(yùn)行不到1 h（11:00—11:55），在低出力（≤20 t/h）下設(shè)備不能穩(wěn)定運(yùn)行，振動(dòng)較大，及時(shí)加料后有緩解。期間也在選粉機(jī)內(nèi)部增加弧板改變斷面風(fēng)速提高攜粉能力，改后于2021 年5 月20 日下午再次運(yùn)行，分離器在空載拉風(fēng)情況下，電機(jī)電流相比于5 月17 日下降10 A，主要表現(xiàn)為磨機(jī)產(chǎn)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(yùn)行，但分離器電機(jī)電流在持續(xù)增長，最終導(dǎo)致選粉機(jī)超負(fù)荷停機(jī)。

分析原因主要有以下4 個(gè)：①合肥中亞生產(chǎn)的HRM22.2X型選粉機(jī)設(shè)計(jì)產(chǎn)量為15 t/h，實(shí)際投料量與設(shè)計(jì)值偏差較大，最終因投料量過大，磨機(jī)內(nèi)部內(nèi)循環(huán)大，選粉機(jī)內(nèi)粗細(xì)粉過多導(dǎo)致分離器電流過大跳停保護(hù)；②該型選粉機(jī)在其他現(xiàn)場成熟的方解石磨機(jī)HRM22.3X輸出轉(zhuǎn)速為26.7 r/min，產(chǎn)能17～18 t/h，而公司MPS180A磨機(jī)輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到34 r/min，轉(zhuǎn)速相比HRM22.3X超細(xì)立式輥磨機(jī)磨盤轉(zhuǎn)速較快，過快的轉(zhuǎn)速在超細(xì)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(jī)本身運(yùn)行沒有問題，轉(zhuǎn)子用手可以直接盤動(dòng)，該超細(xì)選粉分離器設(shè)計(jì)是按超細(xì)粉磨的工況和產(chǎn)品細(xì)度要求設(shè)計(jì)的，葉片數(shù)量多，才能更好控制產(chǎn)品細(xì)度要求，但選粉阻力一定程度會(huì)增大，選粉機(jī)電機(jī)電流較高，產(chǎn)品高細(xì)度、低出力下，設(shè)備振動(dòng)過大不能穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)與磨盤上物料不能形成穩(wěn)定的料層有直接關(guān)系；④選粉機(jī)改造前后設(shè)備所磨物料不同，改前石灰石，改后方解石，物料屬性對磨機(jī)產(chǎn)量，運(yùn)行狀態(tài)影響通常較大。

3 改造后問題的處理

針對以上調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，與選粉機(jī)制造商合肥中亞進(jìn)行溝通，提出以下處理措施。

3.1 MPS180A 磨機(jī)主電機(jī)增加變頻器

通過增加變頻器來調(diào)節(jié)磨盤輸出轉(zhuǎn)速，同時(shí)可有效控制磨盤上料層厚度，穩(wěn)定料層，進(jìn)而控制磨機(jī)振動(dòng)，降低振動(dòng)幅度。通過增加變頻器來調(diào)節(jié)磨盤輸出轉(zhuǎn)速，同時(shí)調(diào)控油缸加載力、系統(tǒng)風(fēng)量、分離器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)多品種產(chǎn)品（不同細(xì)度和產(chǎn)量）的制備，并可以控制設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 縮小噴嘴環(huán)過風(fēng)環(huán)面積

通過配套的重慶通用風(fēng)機(jī)廠C6-29No.18.5 風(fēng)機(jī)風(fēng)量和測量的磨盤外圈噴嘴環(huán)面積，計(jì)算得出風(fēng)環(huán)處風(fēng)速不到20 m/s，較低的風(fēng)速帶來較差的攜粉能力。因此，通過縮小磨機(jī)噴嘴環(huán)過風(fēng)面積由原0.785 m2縮小到0.4 m2，可將噴嘴環(huán)處風(fēng)速提高42 m/s，可及時(shí)將磨機(jī)內(nèi)研磨合格的細(xì)粉及時(shí)帶入到選粉系統(tǒng)，有利于磨機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。

3.3 降低擋料圈高度

根據(jù)試生產(chǎn)時(shí)設(shè)備實(shí)際料層厚度約為60 mm，建議調(diào)整磨盤外側(cè)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(xì)粉。穩(wěn)定的料層是MPS 磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

2021 年6 月初，針對調(diào)試中遇到的問題進(jìn)行處理，在磨機(jī)主電機(jī)增設(shè)新風(fēng)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(jī)噴嘴環(huán)過風(fēng)截面至0.4 m2；磨機(jī)擋料環(huán)高度原6 cm 調(diào)整至3 cm。2021 年6 月中旬，再次啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)負(fù)荷生產(chǎn)重鈣石粉，產(chǎn)品細(xì)度為400 目篩余≤2%、325 目全通過，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為12 t/h，產(chǎn)品電耗為59 kW·h/t，達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。

至此，華能石粉公司配置的兩臺(tái)德國GEBR.PFEIFFER AG MPS180A 磨機(jī)改造獲得成功，為公司產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為以后同類磨機(jī)改造探索出成功經(jīng)驗(yàn)，填補(bǔ)了國內(nèi)進(jìn)口MPS 磨機(jī)選粉機(jī)改造的技術(shù)空白。