高爐配套碗式磨煤機出力提升改造實踐

王成江

（石橫特鋼集團有限公司煉鐵廠，山東 肥城 271625）

1 前言

目前國內(nèi)高爐磨煤機設(shè)備主要是碗式中速磨，功能是將直徑≤38 mm 的原煤研磨成0.075 mm 左右的煤粉，噴出至高爐爐內(nèi)，降低焦炭消耗，從而降低高爐生產(chǎn)成本。近幾年政策及環(huán)保要求，部分鋼廠逐步新上大型高爐或?qū)π「郀t擴容改造，擴容高爐的配套設(shè)備也需要相應(yīng)的改造或升級，噴煤磨煤機就是其中之一。

石橫特鋼1#高爐配套HPS1003 碗式磨煤機自2010 年運行至今，不同程度地出現(xiàn)出力下降現(xiàn)象，磨煤機最大出力僅能維持在32～34 t/h（煤粉），磨煤機出力不足具體表現(xiàn)為磨煤機壓差增加明顯，部分原煤排放到石子煤收集裝置，磨煤機出現(xiàn)堵煤現(xiàn)象，遠遠不能滿足高爐擴容后對煤粉的需求量。

確定1#高爐實施大修后，設(shè)備管理人員研究設(shè)備配套問題，制定多套方案，如新建1臺大型磨機、從新區(qū)輸送煤粉至老區(qū)及在原廠房位置安裝大一規(guī)格的磨機等。經(jīng)過初步設(shè)計及投資測算，現(xiàn)場場地有限、投資費用高。能否在投資最少的情況下，確保1#高爐大修擴容后的煤粉需求，是亟待解決和研究的問題。為此，石橫特鋼1#高爐磨煤機通過設(shè)備裝置改造，磨機出力提升明顯，取得較好效果。

2 技術(shù)方案及改造

2.1 磨煤機參數(shù)

磨煤機正常運行時（出力為32～34 t/h煤粉）的參數(shù)為：磨機電機電流約30 A（額定電流為44.8 A），使用檢測儀離線檢測主排風(fēng)機排氣筒風(fēng)量為10 萬m3/h（風(fēng)機頻率44 Hz 時，排氣溫度約70 ℃）；煤粉細度為200 目過篩率平均為75%，磨煤機出口風(fēng)溫為70～80 ℃。

2.2 改造思路

按效益最大化的原則，設(shè)備管理人員與原磨機設(shè)備廠家聯(lián)系咨詢（上海電氣上重碾磨特裝設(shè)備有限公司），能否在最大化利用原有設(shè)備、設(shè)施，減少投資、減少改造內(nèi)容前提下，對磨煤機升級改造，提升磨機出力能力。項目組及時安排人員整理磨機運行資料，邀請磨機廠家技術(shù)人員來現(xiàn)場技術(shù)交流，經(jīng)過與原磨機設(shè)備廠家多次溝通、交流，對技術(shù)方案多次修改，最終確定對磨煤機減速機、磨輥、靜態(tài)分離器等幾處設(shè)備進行升級改造。

2.3 改造方案

磨煤機設(shè)備升級改造，重點是提升磨機出力，同時又得確保煤粉粒度和水分。考慮到最大化利用原有設(shè)備、設(shè)施，減少改造內(nèi)容，針對磨煤機設(shè)備中減速機、磨輥套部件、磨碗襯板部件、葉輪裝置、分離器及加載裝置進行技術(shù)升級改造。

（1）提高減速機輸出軸轉(zhuǎn)速不低于10%，重新設(shè)計減速機速比，提高減速機轉(zhuǎn)速，以增加原煤在磨碗上被碾磨的頻率。

（2）靜態(tài)分離器改造成動態(tài)分離器。與靜態(tài)分離器相比，動態(tài)分離器的內(nèi)循環(huán)負荷小，動態(tài)分離器的分離效率高，動態(tài)分離器有效地減少了細煤粉在磨煤機內(nèi)部的循環(huán)次數(shù)，提高了研磨效率和磨煤機能力。

（3）優(yōu)化磨輥套形態(tài)，設(shè)計出更適合碾磨高碳煤的曲面輥套及曲面磨碗襯板，曲面設(shè)計增加碾磨面積。

（4）重新設(shè)計翼型葉輪裝置。在碾磨過程中，改變了一次風(fēng)在磨腔中的分布，風(fēng)進入磨機后，優(yōu)化磨煤機內(nèi)部流場，加大了旋風(fēng)作用，以增強石子煤分選效率及降低磨碗上下的壓差。

（5）升級彈簧加載裝置。經(jīng)過重新計算，HP1003 磨煤機加載彈簧可升級為HP1103 磨煤機用加載彈簧，以提高彈簧加載力。

2.4 改造過程

設(shè)備的拆除過程較為順利，設(shè)備安裝時因現(xiàn)場空間受限，安裝過程較為困難，磨盤襯板更換為曲面襯板，對安裝技術(shù)要求較高，加上部分設(shè)備制造質(zhì)量問題，安裝中有返工情況。分管技術(shù)人員緊盯現(xiàn)場，與施工單位商榷施工方案，出現(xiàn)問題及時聯(lián)系設(shè)備廠家技術(shù)人員，研究整改方案，確保設(shè)備安裝質(zhì)量及施工工期。

設(shè)備安裝過程中，認真整理安裝圖紙及現(xiàn)場照片，為以后設(shè)備維修、故障診斷準(zhǔn)備第一手資料。磨機升級改造后，磨機分靜態(tài)分離器改造成動態(tài)分離器，增加了驅(qū)動電機、減速機設(shè)備及密封系統(tǒng)。原磨機沒有的這些設(shè)備，安排專人盯守。

3 應(yīng)用結(jié)果

3.1 驗證試驗

磨煤機空載運轉(zhuǎn)72 h，檢查磨煤機設(shè)備振動情況，電機、減速機溫度等指標(biāo)運行正常。空載運行結(jié)束后磨煤機投料運行，經(jīng)過多次設(shè)備和工藝調(diào)整，達到安全穩(wěn)定運行要求。逐步對主抽風(fēng)機風(fēng)量、分離器頻率、磨機給煤量總結(jié)經(jīng)驗，經(jīng)過幾次的調(diào)整磨輥、襯板間隙，磨機基本運行正常，目前磨煤機已運行5 個月。整理了HPS1003 磨煤機投煤運行指導(dǎo)說明，對投煤前的注意事項綜合描述，對整個投煤過程需按照風(fēng)煤比系數(shù)。隨著投煤量變化，修改對應(yīng)出口風(fēng)量，以及整個投煤過程，均需關(guān)注以下參數(shù)：電機電流，磨機壓差，出口溫度，出口通風(fēng)量。尤其是電機電流等操作注意事項應(yīng)詳細描述。

3.2 存在問題

因磨機轉(zhuǎn)速提升，增加了原煤在磨碗上被碾磨的頻率，對磨輥及襯板磨損增大，需要定期檢查磨損量；磨煤機出力提升，造成收粉器壓差升高，增加了濾袋反吹頻次。后續(xù)研究收粉器濾袋能否換為濾筒，增大過濾面積，降低壓差。新增動態(tài)分離器設(shè)備，關(guān)注軸承的密封情況及軸承溫度。

3.3 改造前后主要指標(biāo)對比

磨煤機運行5個月后對出力性能驗證，在原煤粒度≤50 mm、原煤水分≤12%、原煤的可磨性系數(shù)HGI≥50 條件下，磨煤機出力49～50 t/h（煤粉），煤粉水分≤1.0%，煤粉細度200 目過篩率75%～80%，達到預(yù)期改造效果。詳見表1。

表1 改造前后關(guān)鍵指標(biāo)對比

3.4 效益分析

改造后制粉能力可達50 t/h，按照設(shè)計產(chǎn)能計算，可滿足高爐煤比228 kg/t 噴吹需要。根據(jù)高爐原燃料及冶煉條件，按照高爐煤比測算效益2 340萬元。

提高煤粉細度：200目過篩率75%，杜絕煤粉大顆粒，減少管道堵塞，降低設(shè)備故障。設(shè)備制粉能力提升，煤粉保障能力增強。原磨機按照運行率95%，僅可滿足煤比150 kg/t，一旦磨機故障，極易出現(xiàn)斷煤風(fēng)險。煤粉粒度細，有利于噴吹煤粉在風(fēng)口前的燃燒，降低未燃煤粉率，降低除塵灰碳含量，實現(xiàn)節(jié)焦降耗。

4 結(jié)語

現(xiàn)在鋼廠磨煤機都在做改造，有的是提升出力、有的是提高煤粉細度，一般是提高磨盤轉(zhuǎn)速、增大磨盤和磨輥碾磨面積、升級煙氣葉輪裝置或是改造分離器。從本次改造看，在保證高爐煤粉需求及投資較少的情況下，提升磨煤機出力能力是可行的。