王欽華

(河南龍宇煤化工有限公司氣化一廠，河南 永城 476600)

1 改造背景

河南龍宇煤化工有限公司一期年產(chǎn)50萬(wàn)噸煤制甲醇項(xiàng)目，氣化磨煤裝置采用由沈陽(yáng)重型機(jī)械廠生產(chǎn)的兩臺(tái)MP2519中速磨煤機(jī)，該磨煤機(jī)分離器安裝于磨煤機(jī)中架體上部，與磨機(jī)形成一體，采用的為SLS動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器，其結(jié)構(gòu)主要由返料斗、動(dòng)葉片、靜葉片、落煤管、驅(qū)動(dòng)部組成，2008年投產(chǎn)以來(lái)，磨煤機(jī)分離器動(dòng)、靜葉片及驅(qū)動(dòng)部底部出現(xiàn)不同程度的磨損現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)驅(qū)動(dòng)部唇型橡膠密封因磨損、密封失效致使煤粉進(jìn)入驅(qū)動(dòng)部油池內(nèi)，造成油池污染，而使分離器無(wú)法正常運(yùn)行，當(dāng)分離器無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)，磨煤機(jī)出口煤粉粒度就無(wú)法保證，影響后續(xù)系統(tǒng)氣化爐運(yùn)行工況的波動(dòng)，經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究分析，提出改造措施，將原SLS動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器整體改造為由北京電力設(shè)備公司生產(chǎn)的ZXF型旋轉(zhuǎn)分離器，改造后有效的延長(zhǎng)了分離器磨損部件的使用周期，改善了驅(qū)動(dòng)部油池運(yùn)行環(huán)境，降低了磨機(jī)運(yùn)行事故的發(fā)生，取得明顯改造效果。

2 磨煤機(jī)原有SLS動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器簡(jiǎn)介及存在問(wèn)題分析

2.1 SLS動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器

SLS動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理，分離器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

SLS分離器為動(dòng)靜態(tài)旋轉(zhuǎn)式分離器，安裝于MP2519磨煤機(jī)上方，與磨機(jī)形成一體，從碾磨腔排出的氣粉混合物通過(guò)切向葉片切向進(jìn)入分離器靜態(tài)葉片進(jìn)行粗分離，再進(jìn)入分離器動(dòng)態(tài)葉片進(jìn)行細(xì)分，不合適的粗粉被分離出來(lái)，經(jīng)分離器下部返料斗重新進(jìn)入磨碾磨。合適的細(xì)粉被熱風(fēng)送至煤粉貯倉(cāng)，磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，動(dòng)態(tài)葉片的轉(zhuǎn)速由變頻電機(jī)調(diào)節(jié)，它可改變分離器的分離特征，分離器動(dòng)態(tài)葉片的旋轉(zhuǎn)是由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器、小齒輪和一外齒圈球軸承的變速傳動(dòng)使動(dòng)態(tài)葉片獲得合適的轉(zhuǎn)速。該分離器為磨煤機(jī)MP2519的配套分離器，原廠家為沈陽(yáng)重型機(jī)械集團(tuán)有限公司。

圖1 SLS動(dòng)態(tài)分離器結(jié)構(gòu)

2.2 設(shè)備參數(shù)

表1 設(shè)備參數(shù)

2.3 磨煤機(jī)SLS動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器運(yùn)行時(shí)常見(jiàn)的問(wèn)題及原因分析

2.3.1 靜葉片磨損變形脫落

經(jīng)過(guò)磨輥碾磨后的煤粉在熱風(fēng)爐氣流的作用下，從碾磨腔排出氣粉混合物通過(guò)葉片的導(dǎo)向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)氣粉混合物在分離器內(nèi)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行分離；同時(shí)在分離的過(guò)程中，葉片對(duì)煤粉顆粒產(chǎn)生撞擊作用，高速流動(dòng)的煤粉顆粒對(duì)分離器靜葉片及動(dòng)葉片產(chǎn)生較大的沖刷力，使葉片產(chǎn)生劇烈的磨損，磨損后的動(dòng)葉片在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生不平衡量，使磨機(jī)分離器及磨煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)，同時(shí)磨損的葉片降低了煤粉的分離效果，葉片磨損情況見(jiàn)圖2。

圖2 分離器動(dòng)、靜葉片沖刷磨損情況

通常情況下葉片產(chǎn)生磨損的主要原因有：葉片材質(zhì)耐磨能力不足，煤的磨損指數(shù)Ke值偏大，分離器內(nèi)部風(fēng)速較高，風(fēng)粉流的流通方向變化等。

2.3.2 分離器驅(qū)動(dòng)部潤(rùn)滑油油池污染

分離器驅(qū)動(dòng)部旋轉(zhuǎn)軸架與驅(qū)動(dòng)部油池是通過(guò)兩道唇型橡膠密封圈來(lái)進(jìn)行密封的，密封腔體內(nèi)通入工廠空氣進(jìn)行氣封，工廠空氣壓力略大于磨機(jī)內(nèi)部壓力；旋轉(zhuǎn)軸架與唇形密封圈之間在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成干摩擦，密封圈使用壽命大大下降，因密封圈的損壞導(dǎo)致密封空氣壓力降低，經(jīng)碾磨后的氣粉混合物通過(guò)磨損后的密封圈進(jìn)入到油池內(nèi)部，對(duì)潤(rùn)滑油形成污染，使分離器無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，加大了分離器的檢修工作量，嚴(yán)重影響后續(xù)系統(tǒng)氣化爐的運(yùn)行負(fù)荷，SLS分離器驅(qū)動(dòng)部密封結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 SLS分離器驅(qū)動(dòng)部密封結(jié)構(gòu)

我廠兩臺(tái)磨煤機(jī)分別配備兩臺(tái)密封風(fēng)機(jī)來(lái)對(duì)分離器油池進(jìn)行保護(hù)，磨機(jī)啟動(dòng)前及分離器啟動(dòng)前密封風(fēng)機(jī)必須啟動(dòng)，磨機(jī)分離器的密封部位的密封風(fēng)壓差應(yīng)高于2000 Pa，這樣才能保證分離器潤(rùn)滑油池有良好的密封。在實(shí)際運(yùn)行中落煤管底部與分離器動(dòng)葉片之間的設(shè)計(jì)間隙要求為1～3 mm，轉(zhuǎn)動(dòng)部件偏斜時(shí)不斷的剮蹭落煤管底部密封區(qū)域，造成了密封間隙的擴(kuò)大，下部密封處的壓力降低，失去密封作用，氣粉混合物就會(huì)進(jìn)入分離器密封室。另一方面唇形密封圈的磨損、老化造成密封室上部密封處的壓力降低，失去密封作用，氣粉混合物就會(huì)進(jìn)入分離器密封室，污染油池潤(rùn)滑油，使分離器無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 動(dòng)態(tài)分離器的優(yōu)化措施與整體改造

3.1 優(yōu)化措施

針對(duì)SLS分離器 動(dòng)、靜葉片磨損變形脫落問(wèn)題。因煤種和磨煤機(jī)系統(tǒng)風(fēng)量等因素?zé)o法改變，只能從提高動(dòng)靜葉片材料的耐磨能力和優(yōu)化分離器內(nèi)部風(fēng)粉混合物流通方向進(jìn)行。

針對(duì)分離器驅(qū)動(dòng)部油池潤(rùn)滑油污染問(wèn)題，需要提高轉(zhuǎn)動(dòng)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，避免轉(zhuǎn)子底部與落煤管密封面的接觸。同時(shí)改進(jìn)密封室上部驅(qū)動(dòng)部油箱連接處的密封結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化密封結(jié)構(gòu)。

3.2 動(dòng)態(tài)分離器整體改造

為了達(dá)到上述目的，我們將動(dòng)態(tài)分離器進(jìn)行了整體升級(jí)替換，升級(jí)替換后的動(dòng)態(tài)分離器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

圖4 改造后的ZXF分離器結(jié)構(gòu)圖

改造后的動(dòng)態(tài)分離器分別在以下方面進(jìn)行了升級(jí)改造：

1)分離器最大直徑由4840 mm增大至5180 mm。風(fēng)粉混合物流通面積增大了約14.5%，同一次風(fēng)量工況下的風(fēng)速也相應(yīng)降低14.5%，有效降低了煤粉對(duì)動(dòng)、靜葉片的沖刷。

2)葉片材質(zhì)由專(zhuān)用耐磨鋼制作，表面硬度達(dá)到370～430 HB，提高了葉片的抗磨損能力，保證葉片的使用壽命≥60000 h。

3)轉(zhuǎn)動(dòng)部件進(jìn)行整體高精度動(dòng)平衡試驗(yàn)，保證了運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，避免轉(zhuǎn)子底部與落煤管底部密封的剮蹭。

4)改進(jìn)驅(qū)動(dòng)部密封結(jié)構(gòu)，由原來(lái)的雙層單道密封風(fēng)改為雙層雙道密封，增加碳晶密封環(huán)，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。

圖5 改造后的驅(qū)動(dòng)部密封結(jié)構(gòu)

5)強(qiáng)化分離器整體改造實(shí)施與設(shè)備安裝過(guò)程質(zhì)量管理，嚴(yán)格控制分離器整體安裝質(zhì)量，從落煤管端的中心往下吊線，保證落煤管線的垂直度≤1.5 mm，同時(shí)在上端放水平尺，使不平行度≤0.35 mm，嚴(yán)格控制落煤管線與分離器動(dòng)葉片的同心度。

4 改造效果與結(jié)論。

我公司2臺(tái)MP2519磨煤機(jī)分離器于2019年7月完成了整體更換改造項(xiàng)目，兩臺(tái)磨機(jī)至今分別運(yùn)行時(shí)間為3471 h 和2985 h，內(nèi)部檢查分離器動(dòng)、靜葉片無(wú)沖刷磨損現(xiàn)象，且現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行噪音明顯小于改造前，磨機(jī)整體振動(dòng)情況明顯好轉(zhuǎn)，保證了磨煤機(jī)出口煤粉的細(xì)度及煤粉的均勻性，同時(shí)減少了磨機(jī)分離器的日常維護(hù)檢修工作，降低了分離器的檢修成本，對(duì)本企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益起到了積極作用，充分證明了磨機(jī)分離器改造是成功的。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)我公司2臺(tái)磨煤機(jī)動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)分離器改造后，減少了磨煤機(jī)分離器的日常維護(hù)檢修工作和檢修周期、檢修費(fèi)用等，明顯的改善了磨煤機(jī)的運(yùn)行工況，延長(zhǎng)磨煤機(jī)部件的使用壽命，提高了磨煤機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。