摘 要：SHELL煤氣化技術(shù)在中國已有很多成功案例，但使用褐煤作為原料，大唐多倫煤化工尚屬首例。本文主旨探討褐煤經(jīng)過干燥后使用中速輥式磨煤機(jī)研磨時(shí)需要注意的問題，其中包括磨煤機(jī)震動(dòng)、給煤機(jī)以及碎煤倉底部堵煤、跨煤的問題的解決方案，為以后褐煤在SHELL煤氣化的應(yīng)用做好鋪墊。

關(guān)鍵詞：SHELL 褐煤 堵煤 中速輥式磨煤機(jī)

中圖分類號：TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0107-02

中速輥式磨煤機(jī)廣泛應(yīng)用于電廠、化工廠等各行各業(yè)，對煤種的適應(yīng)性也非常強(qiáng)，適于對各種煤種進(jìn)行研磨并進(jìn)行粒度篩選。中輥磨在SHELL煤氣化領(lǐng)域上也有大量的應(yīng)用，但其在SHELL氣化爐進(jìn)行褐煤研磨在我公司尚屬首例，由于褐煤及SHELL工藝的特殊性，造成整個(gè)磨煤單元故障頻發(fā)，經(jīng)過我公司多次試驗(yàn)改造，較好地解決了磨煤單元的各項(xiàng)問題。

1 磨煤單元改造的原因及目的

大唐內(nèi)蒙古多倫46萬噸煤基烯烴項(xiàng)目，是用褐煤通過SHELL煤氣化技術(shù)以及魯奇MTP技術(shù)，合成聚丙烯。煤氣化分廠是多倫煤化工的龍頭，而磨煤單元更是煤化工的重中之重，其是否穩(wěn)定直接影響到煤化工的正常運(yùn)行。按設(shè)計(jì)，一臺(tái)氣化爐配3個(gè)磨煤系列，兩開一備，煤種為褐煤，氣化爐滿負(fù)荷運(yùn)行耗煤2800 t/d（干煤），來自煤場的褐煤先經(jīng)過預(yù)干燥車間的干燥處理，再進(jìn)入我煤氣化分廠磨煤單元進(jìn)行研磨至合適粒度。但原設(shè)計(jì)沒有考慮到褐煤本身的特性，按原設(shè)計(jì)，我公司預(yù)干燥車間應(yīng)將褐煤水分由33%降至12%，但我公司采用的是蒸汽干燥方式，在干燥前要將褐煤破碎成直徑約6 mm的小塊，經(jīng)過干燥后實(shí)際送到我煤氣化分廠的煤粉已達(dá)到100～120 μm，水含量在7%左右，此時(shí)的褐煤流動(dòng)性好、可磨系數(shù)高、粒度小，造成我分廠整個(gè)磨煤單元經(jīng)常性堵煤、跨煤及煤量不均，使磨煤機(jī)產(chǎn)生劇烈震動(dòng)，影響整個(gè)裝置穩(wěn)定運(yùn)行。為了解決磨煤單元的問題，我分廠與廠家及設(shè)計(jì)院反復(fù)溝通，對整個(gè)磨煤單元進(jìn)行了改造。

2 磨煤單元改造設(shè)備概況及原理

2.1 中速輥式磨煤機(jī)

ZGM133G磨煤機(jī)生產(chǎn)廠家為北京電力設(shè)備總廠，是一種中速輥盤式磨煤機(jī)，其碾磨部分是由轉(zhuǎn)動(dòng)的磨盤和三個(gè)沿磨盤滾動(dòng)的固定且可自轉(zhuǎn)的磨輥組成。需粉磨的原煤從磨煤機(jī)的中央落煤管落到磨盤上，旋轉(zhuǎn)磨盤借助于離心力將原煤運(yùn)動(dòng)至碾磨滾道上，通過磨輥進(jìn)行碾磨。三個(gè)磨輥沿圓周方向均布于磨盤滾道上，碾磨力則由液壓加載系統(tǒng)產(chǎn)生，通過靜定的三點(diǎn)系統(tǒng)，碾磨力均勻作用至三個(gè)磨輥上，這個(gè)力經(jīng)磨盤、磨輥、壓架、拉桿、傳動(dòng)盤、減速機(jī)、液壓缸后通過底板傳至基礎(chǔ)（見圖1）。原煤的碾磨和干燥同時(shí)進(jìn)行，干燥劑通過噴嘴環(huán)均勻進(jìn)入磨盤周圍，將經(jīng)過碾磨從磨盤上切向甩出的煤粉混合物烘干并輸送至磨煤機(jī)上部的分離器，在分離器中進(jìn)行分離，粗粉被分離出來返回磨盤重磨，合格的細(xì)粉被干燥劑帶出分離器。難以粉碎且干燥劑吹不起的較重石子煤、黃鐵礦、鐵塊等通過噴嘴環(huán)落到干燥劑室，被刮板刮進(jìn)排渣箱，由人工定期清理。排渣箱有上下兩個(gè)插板閥，故清除渣料的過程在磨運(yùn)行期間也能進(jìn)行（見圖2）。

2.2 稱重給煤機(jī)

沈陽施道克電力設(shè)備有限公司的EG2490型稱重給煤機(jī)具有電子稱重和STOCK196NT微處理機(jī)控制器。給煤機(jī)的設(shè)計(jì)滿足了NFPA標(biāo)準(zhǔn)8503的要求，在入煤口后端及兩側(cè)均裝有裙板，避免沒散落到皮帶外面。給煤機(jī)皮帶由位于出煤口端的主驅(qū)動(dòng)滾筒、入煤口端的開槽自潔式被動(dòng)滾筒和在入煤口下方的皮帶支撐板進(jìn)行支撐。防止皮帶跑偏是通過被動(dòng)滾筒中間錐度實(shí)現(xiàn)的，在有錐度滾筒上轉(zhuǎn)動(dòng)的皮帶將會(huì)自行對中到最高點(diǎn)，并可通過兩側(cè)拉桿進(jìn)行調(diào)節(jié)。在給煤機(jī)底部還配有清掃鏈，可用于將落到底部的煤粉清除。

3 磨煤單元改造具體過程

3.1 磨煤系統(tǒng)故障原因及改造方案的構(gòu)思

3.1.1 磨煤機(jī)產(chǎn)生震動(dòng)的原因分析

（1）煤粉在磨盤中分布不均。此問題可通過調(diào)整循環(huán)風(fēng)量來解決，還可嘗試增加落煤管長度，減少煤粉到磨盤的距離，降低循環(huán)風(fēng)對煤粉的影響。

（2）磨盤上煤層厚度不穩(wěn)。碎煤倉底部經(jīng)常堵煤、跨煤，稱重給煤機(jī)經(jīng)常堵煤是造成此問題的罪魁禍?zhǔn)?，具體解決方案在下文中會(huì)提及，在此不再贅述。

（3）磨機(jī)加載力過大，需適當(dāng)減小加載力。

3.1.2 碎煤倉及稱重給煤機(jī)堵煤、跨煤問題的改造方案

碎煤倉及稱重給煤機(jī)經(jīng)常性的堵煤、跨煤、皮帶跑偏，究其原因是因?yàn)楦稍锖置旱母吡鲃?dòng)性。特別是給煤機(jī)，雖然其被動(dòng)輥有錐度且有定位槽，但一旦皮帶和輥之間夾煤，皮帶必定開始跑偏且無法調(diào)整。要從根本上解決給煤機(jī)的問題，只有更換更大型給煤機(jī)，使皮帶更寬，不易堵煤，或者更好的是更換螺旋輸送機(jī)，就可減少堵煤發(fā)生幾率并且不存在皮帶跑偏問題。但無論是更換大型皮帶給煤機(jī)或更換螺旋輸送機(jī)，都意味著原設(shè)備的報(bào)廢及新設(shè)備的大量投資。出于成本考慮，我公司采用增加旋轉(zhuǎn)給料機(jī)和煤粉擋板的方式解決上述問題。

3.2 磨煤系統(tǒng)改造的具體實(shí)施過程

（1）適當(dāng)調(diào)整循環(huán)風(fēng)量，將風(fēng)量由120000 nm3降至100000 nm3，改善煤粉在磨煤機(jī)磨盤上的分布情況。至于加長落煤管，由于此項(xiàng)對磨機(jī)震動(dòng)影響較小且施工難度大，故暫不施工。

（2）調(diào)節(jié)磨煤機(jī)內(nèi)部導(dǎo)向板的間隙，使導(dǎo)向板與三角架之間順磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向間隙為零，另外一側(cè)間隙約3～5 mm，減小三角架與磨機(jī)本體的撞擊。

（3）減小磨機(jī)加載力。由于褐煤在干燥后的哈氏可磨指數(shù)實(shí)測值為80左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原設(shè)計(jì)的50，故磨煤機(jī)不應(yīng)按設(shè)計(jì)的5 MPa進(jìn)行加載，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，加載力在1.0～1.5 MPa較為合適。（實(shí)際上，當(dāng)我磨機(jī)加載油泵故障情況下，加載力為零，僅靠磨輥?zhàn)灾?，也可維持生產(chǎn)，只是煤粉粒度較大且無法提負(fù)荷）

（4）將給煤機(jī)皮帶兩側(cè)擋板加長，貫穿整個(gè)給煤機(jī)。另外，由于褐煤的高流動(dòng)性，需要將給煤機(jī)兩側(cè)擋板以及落煤口后擋板下方加橡膠板，以阻止煤粉由擋板與皮帶之間的間隙流出，堵塞給煤機(jī)。首先，我們使用的是軟橡膠板，剛開始效果還可以，給煤機(jī)不再堵煤，但用一段時(shí)間后，橡膠板就撕裂、脫落，無法起到擋煤作用。后改為硬橡膠板，不出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象（見圖3），但由于其很硬，對給煤機(jī)的稱重影響很大。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，用拉伸強(qiáng)度為300%以上的硅橡膠板，既有較強(qiáng)的抗撕裂性，又對稱重影響較小，解決了給煤機(jī)堵煤的問題。

（4）碎煤倉底部的堵煤、跨煤問題，主要是通過增加底部吹掃氮?dú)夤艿?，以及碎煤倉底部增加旋轉(zhuǎn)給料閥來解決。增加的旋轉(zhuǎn)給料閥可以從20～100 t/h來調(diào)節(jié)給煤量，有效的避免了跨煤現(xiàn)象的發(fā)生。我分廠的旋轉(zhuǎn)給料閥在使用過程中，出現(xiàn)了給料閥兩側(cè)擋板彈簧力量不足的問題，由于碎煤倉的煤粉量多，將兩側(cè)擋板擠壓推開，造成給料閥密封性不好。我分廠首先在給料閥內(nèi)側(cè)加墊鐵，增加彈簧壓縮量，但彈簧力量仍不足，后在兩側(cè)擋板外加M20螺栓頂絲，將擋板與旋轉(zhuǎn)閥之間間隙固定，增強(qiáng)了旋轉(zhuǎn)閥的密封性。（見圖4）

4 磨煤單元改造結(jié)果

大唐多倫煤化工煤氣化分廠磨煤單元經(jīng)過前后長達(dá)半年的改造，通過給煤機(jī)增加擋板，碎煤倉增加旋轉(zhuǎn)給料閥等措施，有效的解決了磨煤單元頻繁堵煤、跨煤的問題，基本達(dá)到了預(yù)期效果，但運(yùn)行時(shí)間尚短，改造后的有些問題可能還沒有暴漏，有待長期觀察，進(jìn)一步檢驗(yàn)本次改造成果。

參考文獻(xiàn)

[1]ZGM133G使用說明書[M].北京電力設(shè)備總廠.

[2]稱重給煤機(jī)使用說明書[M].沈陽施道克店里設(shè)備有限公司.