中速辊式磨煤机在煤直接液化中的应用及优化

中速辊式磨煤机在煤直接液化中的应用及优化

杨雄

中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司 内蒙古 鄂尔多斯 017200

摘要：介绍了煤直接液化项目运行初期粉煤制备装置ZGM133N型中速辊式磨煤机的结构和工作原理及使用情况，针对煤直接液化项目运行初期粉煤制备装置中速辊式磨煤机运行问题对压滤系统进行优化,优化后6台中速辊式磨煤机的故障次数减少,维修时间缩短,设备稳定运行能力加强,目前中速辊式磨煤机负荷已能够满足煤直接液化项目的生产负荷要求,粉煤制备装置运行稳定,基本满足了煤直接液化项目运行要求,取得良好的效果。

关键词： 中速辊式磨煤机；设备性能；应用优化

1前言

煤直接液化备煤装置采用的是北京电力设备总厂生产的ZGM133N型中速辊式磨煤机，其主要作用是将洗煤厂提供的原煤进行加工与干燥生产煤粉的大型机械设备，为下游装煤液化装置提供合格的原料煤粉，其运行效率直接关系到煤液化装置的生产负荷。

2工作原理

ZGM113N磨煤机是一种中速辊盘式磨煤机，其碾磨部分是由转动的磨环和三个沿磨环滚动的固定且可自转的磨辊组成。原煤从磨机的中央落煤管落到磨环上，旋转磨环借助于离心力将原煤运动至碾磨滚道上，通过磨辊进行碾磨。三个磨辊沿圆周方向均布于磨盘滚道上，碾磨力则由液压加载系统产生，通过静定的三点系统，碾磨力均匀作用至三个磨辊上，这个力是经磨环、磨辊、压架、拉杆、传动盘、减速机、液压缸后通过底板传至基础。原煤的碾磨和干燥同时进行，循环风通过喷嘴环均匀进入磨环周围，将经过碾磨从磨环上切向甩出的煤粉混合物烘干并输送至磨机上部的分离器，在分离器中进行分离，粗粉被分离出来返回磨环重磨，合格的细粉被一次风带出分离器。

难以粉碎且一次风吹不起的较重石子煤、黄铁矿、铁块等通过喷嘴环落到一次风室，被刮板刮进排渣箱，由人工定期清理，清除渣料的过程在磨运行期间也能进行。

ZGM113型磨煤机采用鼠笼型异步电动机驱动。通过立式伞齿轮行星齿轮减速机传递磨盘力矩。减速机还同时承受因上部重量和碾磨加载力所造成的水平与垂直负荷。

为减速机配套的稀油站用来过滤、冷却减速机内的齿轮油，以确保减速机内部件的良好润滑状态。

配套的高压油泵站通过加载油缸可对磨煤机施加随给煤量的多少而实时变化的可调的加载力。

通常一台磨配有一台密封风机，也可一台机组几台磨共用一台密封风机，密封风用于磨煤机传动盘处（对于负压运行此处密封取消）、拉杆关节轴承处和磨辊处的密封。

维修磨煤机时，在电动机的尾部连接盘车装置。

3主要结构

ZGM133N型中速辊式磨煤机由电动机、联轴器、减速机、机座、排渣箱、传动盘及刮板装置、磨环及喷嘴环、磨辊装置、压架装置、铰轴装置、机壳、杆加载装置、加载油缸、分离器、密封管路系统、高压油管路系统、润滑油系统、磨辊密封风管、机座密封装置、防爆系统等。

其结构特点有磨辊直径大滚动阻力小，出力平稳，振动小，电耗低；采用固定的铰轴支撑磨辊，磨辊在磨盘上有一定的倾斜度，磨辊单侧磨损，提高了耐磨件的使用寿命；磨辊与磨盘端面形状相配，保持了良好的研磨效果，确保磨煤机的后期出力；三个磨辊加载负荷直接传至基础，以静定系统均匀传递研磨力，磨煤机外壳不承担重大负荷，磨煤机稳定性最佳。

4运行时的性能调整

4.1煤粉细度调整

煤粉细度变化和分离器折向门开度、磨辊碾磨力、给煤量、一次风量大小等因素有关。磨初次运行时，折向门开度、磨辊加载力只作暂时决定。磨煤机运行最佳工况，及满足高炉燃烧的经济煤粉细度，须经磨煤机正常运行超过1000小时之后，通过性能试验得出。试验主要包括：调整最佳折向门开度、最佳碾磨力和适当的一次风量等。

磨运行过程中，如果折向门磨损严重，回粉挡板关闭不严或挂有异物会影响煤粉分离，所以应经常检查、维护。

4.2磨煤机出力及磨辊加载性能调整

磨煤机出力是随着下游装置负荷的变化而变化，变化的幅度与磨煤机的型号及所对应的出料煤粉细度有直接关系，不仅如此还与自身运行状况如，磨煤机的磨损状况与碾磨压力大小有关。

①根据磨煤机出力大小，变更调整磨辊的加载力。

②变加载是由给煤机的电流信号，控制比例溢流阀压力大小，变更蓄能器和油缸的的油压，来实现加载力的变化。

③磨煤机的极限加载力为304kN，在运行一段时间后，其最佳加载力，应通过磨煤机性能试验决定。

4.3风煤比控制要求

通常情况下，进入磨煤机的风量是以一定的流速将磨出的煤粉进行干燥并输送出去，当中速磨运行负荷一定时，磨煤机的通风量是个稳定的值，稳定的通风量可以保证风环风速与煤粉细度的要求。

建立正确的给煤量和一次风量比率是很重要的，如果标定的一次风量、给煤量不准，不但影响负荷调节，而且影响磨煤机运行。所以在磨煤机初次运行前，应对照标准空气曲线校对给煤量和一次风量的比率，认真检查标定的给煤量和一次风量是否准确。运行期间应定期校对测量装置，防止测量装置出现质量问题使标定的给煤量和一次风量失准。

4.4排渣

排渣是通过液压系统控制液压滑板落渣门的开与关，由人工定时清理排渣箱内的石子煤。注意清理排渣箱内的石子煤必须在滑板关断门关闭时清理。清理的间隔时间应根据运行情况来决定，运行初期应间隔半小时检查一次排渣箱，但每次启磨和停磨时必须检查或清理排渣箱，正常运行时应1～2小时检查一次排渣箱。

5故障分析及处理

5.1磨煤机振动大故障

出现磨煤机振动大故障的现象：磨煤机有振动声音异常；磨煤机本体晃动；磨煤机电流波动大；磨辊不正常的跳动；磨机地面传来强烈的振动感。

发生磨煤机振动大故障的原因:碾磨件间有异物；磨盘内无煤、煤量过多或过少；导向块磨损或间隙过大；碾磨件损坏；磨辊加载压力过大、蓄能器故障;磨机加载力过大或过小。

磨煤机振动大故障时首先应减少给煤量，降低加载力，若磨机仍振动，则停止给煤，抬升磨辊，检查原因；或者再落下磨辊磨机若仍振动，则停止给煤，停磨煤系统，检查磨机，并将异物取出，排除故障；若出现强烈的振动并危机设备安全时，应立即按事故按钮，将故障的磨煤机及时停止运行，待系统温度降至50℃以下联系保运人员检修处理。

5.2磨煤机断煤故障

发生断煤故障时，常会出现的现象：给煤机停止运行；给煤机给煤量减小至“0”；磨机出口温度急剧升高；磨机出现振动；磨机电流先减小后增大，并且波动大。

发生断煤的原因：精煤仓下料口架桥或者堵塞；给煤机出口堵塞；磨机落煤管堵塞；给煤机跑偏，给煤机停止运行；给煤机故障，给煤机停止运行；给煤机皮带断裂；

磨煤机断煤时立即联系岗位操作工去现场检查给煤机运行情况确定原煤仓是否走空；若发生堵塞，应抬升磨辊，岗位人员连同保运人员进行清堵，若短时间能清通则继续运行，否则停止给煤，停磨煤系统处理；启动备用系统以保证生产负荷，岗位操作工做好记录并向下个班组做好交接班汇报处理过程，避免启动磨时影响正常生产。

5.3磨煤机内部自燃及着火故障

发生内部自燃及着火故障时，常会出现的现象：磨机出口温度升高；系统一氧化碳含量升高；磨机表面温度较高；从磨机入口管道和排渣箱处冒出烟来；排出的渣正在燃烧。

发生内部自燃及着火的原因：原煤仓内存煤自燃进入磨内引起着火甚至爆炸；供煤质量差，伴随原煤进入磨内后进入分离器顶部引起煤粉积存时间长，在热风吹扫下发生自燃引起着火甚至爆炸；磨煤机长期运行时，出口温度维持较高时磨内死角部位出现煤粉自燃现象。

磨煤机内部自燃及着火时不可向磨机内浇水，应做如下的处理：立即打开磨机消防氮气阀，并开大系统补氮阀，向系统补充氮气，控制系统氧含量；降低燃料气量，必要时停热风炉；若磨机内的火不熄灭，则停止给煤，停磨煤系统，向系统补氮气，直至火熄灭。

6日常维护与保养

为了降低中速辊式磨煤机的故障率，延长使用寿命，在启停、运行和检修工作中，都必须遵守 ZGM型中速辊式磨煤机的有关规定，不允许将任何安全保护装置和电气联锁装置、防爆装置等随意切断，使其完全或部分失去作用。为获得磨煤机的高度可靠性和良好的使用性，必须根据运行计划使磨煤机有一定的停歇时间，并且要根据运行计划对其部件做必要的修理和更换，以保持磨煤机良好的操作运行状态，因此对于维修工作，我们建议应采取预防性的维护保养措施，而不是在绝对需要时才进行修理或更换，从而达到较高的可靠性，以避免无谓的停机。

参考文献：

[1]舒歌平，吴秀章，等.煤炭直接液化工艺与工程[M].北京：科学出版社.2015.2.

[2]北京电力设备总厂.ZGM113N 型中速辊式磨煤机使用和维护说明书[Z]. 2006.02.

[3]李长青.辊式磨煤机振动大原因及解决措施[J].生产技术,2012. 05.015.

[4]牛海峰.大中型中速磨煤机辊套生产工艺的探讨[J].黑龙江电力技术,1991.4.

作者简介：杨雄（1983-01），男，2015年毕业于山东大学化学工程与工艺专业，中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司助理工程师，原料准备操作员。