MPS 型磨煤机出力改进与应用

丁立轩，杨 凯，魏晓伟，邢迎春，贾 风，马 召

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司炼铁作业部，河北唐山 063200）

0 引言

首钢京唐公司炼铁部2 座高炉配备4 台磨煤机，磨煤机将原煤碾磨为煤粉，通过煤粉仓喷煤方式向高炉供粉。磨煤机属于高炉生产的重要设备，其运行正常与否直接影响高炉的安全运行。

目前，每台高炉正常生产需要煤粉量110～120 t/h，最高需要煤粉量＞130 t/h，而2 台磨煤机在目前的煤质条件和设备状态下，出粉量约为110 t/h，磨煤机在连续运行的条件下，可基本满足生产要求。当前煤粉供需状态存在的问题：①设备必须长时间连续满负荷运转，没有弹性；②没有检修及正常消缺时间，设备经常处于不健康运行状态；③煤粉仓很难形成充分储备，一旦设备出力下降或不能正常运行，将不能满足生产需求。因此，通过对磨煤机进行技术改造，提高磨煤机出力，以改变目前由于磨煤机出力紧张造成的被动局面。

1 MPS 型磨煤机出力改造

在煤质一定的条件下，磨煤机的最终实际出力主要由碾磨出力、热风干燥出力、分离器选粉能力等3 个因素中能力最低的一个因素决定。通常情况下，碾磨出力是3 个因素中能力最低的一个，也就是说，碾磨出力是最终实际出力的制约因素。因此，磨煤机的出力改造，主要针对碾磨出力进行改造。

磨煤机的碾磨出力主要由处于碾磨区域的煤层面积、煤层所受的压力、压力的作用角度以及旋转风场的形态和风速等因素决定。因此，改造主要围绕上述因素展开，同时保证不改变磨煤机的主体结构，只在中架体范围内进行改造。

1.1 固定碾磨角度

磨煤机运行时，碾压角度的变化对磨煤机出力有很大影响。磨煤机内辊架与压架（三角架）之间的连接是角度控制能力相对较差的辊轴连接方式。磨煤机运行时，压架在加载油缸带动下产生向下的压力，与辊轴连接，磨煤机设计的15°碾压角会发生变化，经常出现角度增大的现象。角度增大会使有效碾磨区减小，出力降低，衬瓦不应磨损的上沿会严重磨损，辊套磨损区域向对称中心部位移动。改造后辊架与压架连接采用铰轴装置的方式连接（图1），可以有效控制碾压角度，而且可靠性也不存在问题。

图1 绞轴装置

1.2 增加碾磨面积

重新设计辊套，衬板的外形尺寸及碾磨曲线，尽可能延长燃煤从落煤管落入磨煤机后切向甩出过程中通过碾磨区域的路径，增加其脱离碾磨区域前被碾磨的次数，增加其达到粒度要求并被旋转风场携带通过分离器被送出的概率。

增加碾磨面积涉及到辊套、衬瓦、磨盘及喷嘴的更改设计。为最大限度利用现有设备部件，以降低改造费用，更改后的设计以现有的磨辊辊芯为基准点，既在保留现有的磨辊辊芯前提下设计辊套，最大限度提高辊套的碾磨面积。辊套设计完成后进行匹配衬瓦及磨盘的设计，新磨盘的设计须保证与传动盘接口的匹配以及与加载拉杆长度的匹配。同时，为降低将来的备件更换费用，将磨盘重新设计为托盘底座与托盘两部分，重新设计的辊套、衬瓦、托盘及托盘底座见图2。

图2 改造后的磨盘和磨辊

1.3 优化喷嘴结构

磨盘外形尺寸改变后，喷嘴必须进行相应改变。同时由于磨煤机出力提高，所需一次风量及风速也需相应增加，因此，必须对喷嘴进行重新设计。由于原喷嘴结构在技术上存在一定的不合理性，改造过程中对喷嘴结构、制造工艺和材料进行优化，更改为结构更合理、运行更可靠的铸钢50Mn2 动静环结构（图3）。

图3 改造后的喷嘴动静环

2 改造效果

改造后，磨煤机磨辊的加载连接方式由控制能力相对较差的辊轴连接方式改为铰轴连接方式，可以有效控制碾压角度，解决由于碾磨角度增大引起的出力降低和衬瓦上沿磨损等问题。磨盘瓦尺寸增加使磨煤机的碾磨处理接触面增大，增加其脱离碾磨区域前被碾磨的次数，增加其达到粒度要求并被旋转风场携带通过分离器被送出的概率。辊套、衬瓦、磨盘及喷嘴更改设计后，碾磨曲线由683 mm 提高的731 mm，提高7%。由于碾磨曲线的出力系数为1.06，更改设计后理论出力为1.07×1.06=1.13，既理论出力可提高约13%，根据经验数据，磨煤机的实际出力可提高10%～12%。改造后的旋转喷嘴有利于形成螺距更小的比较完善的旋转风场，从而提高携粉能力，将碾磨后达到粒度要求的煤粉尽可能多的送入分离器，降低循环倍率，进而有助于提高出力，降低能耗。