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张勋说:溢流型棒磨机在水煤浆气化中的应用及技改(图文)

张勋2020-02-13【博客】人已围观

简介磨煤机是煤气化生产中主要设备之一,而且处在煤气化工艺流程最前端,一旦磨煤机出现故障、设备停车以及无法制造合格煤浆等情况,会造成后面工序全部停车,影响整个气化装置稳定运转。目前,煤气化装置主要使用磨煤机分为两种,一种是球磨机;另一种是棒磨机。在水煤浆气化装置上,主要是利用棒磨机作为制浆系统主要设备。

摘 要:

磨煤机是煤气化生产中主要设备之一,而且处在煤气化工艺流程最前端,一旦磨煤机出现故障、设备停车以及无法制造合格煤浆等情况,会造成后面工序全部停车,影响整个气化装置稳定运转。目前,煤气化装置主要使用磨煤机分为两种,一种是球磨机;另一种是棒磨机。在水煤浆气化装置上,主要是利用棒磨机作为制浆系统主要设备。

  



       声明:本文非本人原创作品,原创作者为朱宝和关建建(现就职于烟台某煤化工上市公司),感谢两位原创作者的无私分享。如有需要,可通过本人张勋联系两位原创作者。



       气化装置采用的多喷嘴对置式水煤浆气化技术是由华东理工大学和兖矿集团自主研发的四喷嘴气化炉装置。其中,气化岗位的主要任务是将煤浆制备岗位生产的合格煤浆经高压煤浆泵加压后与空分生产的高纯度氧气在已经预热合格的气化炉内进行部分氧化反应,生产出以 CO、H2 为主要成分的粗合成气,经水激冷和洗涤后送往变换工序,并分离出粗渣定期排放。另外,将气化炉和水洗塔排出的黑水送往灰水处理工序,进一步处理。

  气化装置煤浆制备工序主要采用溢流型棒磨机(关于棒磨机的历史可以点击我的文章:【张勋说:关于棒磨机的历史 你了解多少?】),以 Φ4.0m×6.0m 棒磨机为例。Φ4.0m×6.0m棒磨机筒体有效容积 71立方米,装棒量 125t,额定转速 13.5rad/min,正常干基进煤量 53.8t/h。磨煤制浆系统有时会发生故障,造成磨煤机经常停车检修,不能够长周期运行,对于此情况,对磨煤机进行了一些技术改进,加长了磨煤机运转周期。

  磨煤机主要由鼓型进料器、前后主轴承、磨煤机筒体、大小齿轮、主电机、减速机、慢驱装置、顶起装置、滚筒筛、气动离合器、干油系统以及控制柜等部分组成。


  1、Φ4.0m×6.0m溢流型棒磨机存在的缺陷:

  1.1 磨煤机入口溜槽及鼓型进料器进料端存在磨蚀漏浆现象磨煤机入口溜槽管受到磨煤水和原煤以及添加剂冲刷腐蚀,使用寿命很短,前期磨穿后只能外部补焊钢板消漏。最初设计磨煤机入口管线是碳钢材质,规格为600mm×14mm 管线,内衬贴陶瓷片,在磨煤水和原煤以及添加剂长期冲刷下,瓷片会大面积脱落,造成管线磨穿, 最后补焊。磨煤机入鼓型进料器衬套之间密封形式较差,为单层填料密封,而且设计不合理,造成鼓型进料器频繁出现漏浆、跑浆现象,严重影响现场设备运行。另外,设备安装存在质量问题,原煤入口溜槽与鼓型进料器同心度调整不好。在磨机运转时,作用在鼓型进料器上的力不平衡,受压不均,局部磨损较快;再加上鼓型进料器无自紧性,不能自动补偿磨损量,导致煤浆顺磨蚀处连续溢出。

  1.2 磨煤机筒体螺栓存在断裂漏浆现象筒体螺栓的主要作用是固定筒体内部衬板,增强钢棒提升能力。磨煤机在运行过程中,筒体内的 125t 钢棒随着筒体旋转,筒体内衬板的提升条辅助钢棒尽可能达到一定高度,落下时对原煤进行研磨。钢棒在下落的过程中,必然会对筒体螺栓造成很大冲击力;有些筒体螺栓也会随钢棒不断撞击受力不均,逐渐变得松动。由于螺栓与筒体间密封性能不好,造成磨煤水腐蚀螺栓,进而造成断裂,导致磨煤机筒体螺栓密封处和筒体螺栓孔有煤浆泄漏。磨煤机筒体内衬板材质最早采用橡胶密封垫来作为钢棒提升及密封性能,但运行时间加长后会出现老化现象; 再加上筒体螺栓反复紧固挤压容易出现受力不均而破损, 后期由于磨煤机来水复杂且存在腐蚀现象,导致磨煤机橡胶垫腐蚀破损严重,严重影响密封效果,进而出现漏浆。

  1.3 磨煤机滚筒筛、粗粒子下落管存在缺陷滚筒筛作为合格煤浆主要筛检设备,在运行当中存在一些缺陷,把控好滚筒筛安稳运转是系统长周期运行的关键。磨煤机滚筒筛筛孔规格是 4mm×20mm长方形,磨煤机运行期间,时常有高压煤浆泵出现垫缸不打量现象。拆检高压煤浆泵进出口单向阀发现,有大颗粒煤浆造成高压煤浆泵出口单向阀垫缸。以此可出以下结论: 滚筒筛筛条脱焊,变形造成筛孔变大,同时滚筒筛中的断棒(想知道棒磨机钢棒断棒原因吗?查看这篇:张勋说:棒磨机断棒的几个可能原因)从筒体中流出,破坏滚筒筛,造成破损,导致煤浆粒度变大。经过磨煤机滚筒筛筛出的不合格煤浆及较大颗粒经过粗粒子下料口,落入下部收渣小推车中。由于前期粗粒子下落管设计不合理以及煤浆粗颗粒较为粘湿,极易黏连在粗粒子下落管壁上,造成粗粒子下落不畅;达到一定量和高度后,会越过滚筒筛外挡板,进入小煤浆槽中,造成大煤浆泵流量波动,甚至出现单向阀卡阀不打量停车故障。

  1.4 气动离合器及甘油供气系统问题气动离合器是磨煤机主要部件之一,主要起到主电机连接磨煤机筒体承接作用,大齿轮甘油喷射是给筒体上大齿轮提供润滑作用。而作为动力气源,主要是现场空压机供气提供;由于现场环境因素影响空压机储罐时常聚集大量水,随着压缩气经过电磁三通阀进入气动离合器气囊, 可能会损坏电磁三通阀,而且气动离合器气囊也时常抱不死无法运转磨煤机,影响磨煤机稳定运行。
 


  2、磨煤机改进措施及效果

  2.1 磨煤机入口溜槽管线及鼓性进料器改造效果磨煤机入口滤溜管线在落煤接触部位,由原来的圆形管径更改为三角形式落煤槽管线,这样可以通过增大落煤与管线接触面积,减少原煤磨蚀。所以要在入口溜槽管线内衬耐磨钢板,增加管线耐磨腐蚀性能。磨煤机鼓型进料器是原煤下落管线和运转筒体间的连接设备,密封性能处理不好,极易造成漏浆,所以改造鼓型进料器密封变为双层盘根过盈密封,填料更换为耐磨盘根。同时,通过原煤下料管线向磨煤机筒体内延伸一段距离,或通过压缩空气改变进料端形式,减少漏浆跑浆现象, 甚至不漏浆。原煤入口溜槽与鼓型进料器在安装时,要保证轴对称, 防止间隙不均;控制盘根受力均匀,减少盘根局部受力不均而磨损严重。另外,还要对填料压板进行定期维护,确保盘根得压紧度,减少鼓型进料器漏浆现象。

  2.2 磨煤机筒体螺栓存在的缺陷改造首先,磨煤机筒体螺栓的作用是固定筒体内衬板。设计上筒体螺栓头部是棱形与衬板连接处不能紧密相连,而且筒体外壁是圆弧形,与筒体螺栓间不能够完全密封,所以设计有橡胶材质的密封圈在筒体外壁。但是在磨煤机正常运转时,筒体螺栓受到钢棒不同程度、不间断撞击与震动, 非常容易造成筒体螺栓松动,进而导致筒体外壁橡胶密封圈受力不均损坏,使密封失效,造成泄漏。为了改善上述问题,将原有筒体螺栓头部棱形改为半弧形,更加贴紧内衬防止松动。另外,在磨煤机筒体外壁上焊接3cm 左右短管, 增加密封性能,由原来不接触密封该改为接触密封;同时, 在短管内增加双层橡胶密封垫,减少橡胶密封垫与大气接触,避免风化变型,增加筒体螺栓密封性能,在最外面增加钢罩保护内部密封垫同时和螺母连接更为紧密。同时在磨机筒体螺栓与衬板间增设硅胶垫,增强密封性能。其次,磨煤机最早采用橡胶密封垫材质在设备运转到后期会出现腐蚀脱落现象,可将衬板形式更换为钢衬板, 虽然噪音大点,但是可以解决因为橡胶衬板损坏造成的跑浆漏浆现象,甚至改善煤浆中夹杂橡胶颗粒的风险。此外,还要把控磨煤机安装质量,确保衬板和筒体螺栓合理,有效改善磨煤机跑浆漏浆现象。

  2.3 磨煤机滚筒筛、粗粒子下落管的改造滚筒筛材质是 316L SS,但筛条太细,易磨损,对滚筒筛进行更换升级筛条加粗,控制点焊质量,延长滚筒筛使用寿命。在滚筒筛末端粗粒子下落管处,磨煤机两侧开孔增加冲洗水管线,改造粒子下落管形式,将原有管道形式改变为三角形式,增加面积,减少湿粗粒子黏连。

  2.4 磨煤机气动离合器及甘油供气系统改造对磨煤机气动离合器、甘油喷射装置供气系统进行改造,引入工厂压缩空气,避免供气系统带水造成设备及阀门腐蚀。同时,空气压缩机作为备用设备,在新配工厂压缩空气管上增加两组气体单向阀;当工厂压缩空气压力波动,气囊压力下降时,空气压机联锁启动,保障磨煤机正常运转,直到工厂压缩空气压力恢复正常,空压机自动停机。


  3 结语
      在磨煤机陆续改造后,运行状况得到很大改善,运转周期有所提高,能够满足生产要求,不仅减少了检修工作量,也为公司节省了运行成本,同时改善了现场设备运行和工作环境,保证了磨煤机长周期稳定运行。

相关阅读:
《GBT25708-2010球磨机和棒磨机标准》
《YBT4550-2016-棒磨机钢磨棒》
《张勋说:简述棒磨机的工作运行原理和磨损机制》







转载自:【设计与研究】作者:朱宝 关建建
 


我的分享就到此结束了。水平有限,有些分析难免不够深入或客观,还请谅解和指正。

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Tags:棒磨机   水煤浆   制浆系统   水煤浆气化   四喷嘴气化炉装置   溢流型棒磨机

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