高爐配套碗式磨煤機出力提升改造實踐

王成江

（石橫特鋼集團有限公司煉鐵廠，山東 肥城 271625）

1 前言

目前國內高爐磨煤機設備主要是碗式中速磨，功能是將直徑≤38 mm 的原煤研磨成0.075 mm 左右的煤粉，噴出至高爐爐內，降低焦炭消耗，從而降低高爐生產成本。近幾年政策及環保要求，部分鋼廠逐步新上大型高爐或對小高爐擴容改造，擴容高爐的配套設備也需要相應的改造或升級，噴煤磨煤機就是其中之一。

石橫特鋼1#高爐配套HPS1003 碗式磨煤機自2010 年運行至今，不同程度地出現出力下降現象，磨煤機最大出力僅能維持在32～34 t/h（煤粉），磨煤機出力不足具體表現為磨煤機壓差增加明顯，部分原煤排放到石子煤收集裝置，磨煤機出現堵煤現象，遠遠不能滿足高爐擴容后對煤粉的需求量。

確定1#高爐實施大修后，設備管理人員研究設備配套問題，制定多套方案，如新建1臺大型磨機、從新區輸送煤粉至老區及在原廠房位置安裝大一規格的磨機等。經過初步設計及投資測算，現場場地有限、投資費用高。能否在投資最少的情況下，確保1#高爐大修擴容后的煤粉需求，是亟待解決和研究的問題。為此，石橫特鋼1#高爐磨煤機通過設備裝置改造，磨機出力提升明顯，取得較好效果。

2 技術方案及改造

2.1 磨煤機參數

磨煤機正常運行時（出力為32～34 t/h煤粉）的參數為：磨機電機電流約30 A（額定電流為44.8 A），使用檢測儀離線檢測主排風機排氣筒風量為10 萬m3/h（風機頻率44 Hz 時，排氣溫度約70 ℃）；煤粉細度為200 目過篩率平均為75%，磨煤機出口風溫為70～80 ℃。

2.2 改造思路

按效益最大化的原則，設備管理人員與原磨機設備廠家聯系咨詢（上海電氣上重碾磨特裝設備有限公司），能否在最大化利用原有設備、設施，減少投資、減少改造內容前提下，對磨煤機升級改造，提升磨機出力能力。項目組及時安排人員整理磨機運行資料，邀請磨機廠家技術人員來現場技術交流，經過與原磨機設備廠家多次溝通、交流，對技術方案多次修改，最終確定對磨煤機減速機、磨輥、靜態分離器等幾處設備進行升級改造。

2.3 改造方案

磨煤機設備升級改造，重點是提升磨機出力，同時又得確保煤粉粒度和水分?？紤]到最大化利用原有設備、設施，減少改造內容，針對磨煤機設備中減速機、磨輥套部件、磨碗襯板部件、葉輪裝置、分離器及加載裝置進行技術升級改造。

（1）提高減速機輸出軸轉速不低于10%，重新設計減速機速比，提高減速機轉速，以增加原煤在磨碗上被碾磨的頻率。

（2）靜態分離器改造成動態分離器。與靜態分離器相比，動態分離器的內循環負荷小，動態分離器的分離效率高，動態分離器有效地減少了細煤粉在磨煤機內部的循環次數，提高了研磨效率和磨煤機能力。

（3）優化磨輥套形態，設計出更適合碾磨高碳煤的曲面輥套及曲面磨碗襯板，曲面設計增加碾磨面積。

（4）重新設計翼型葉輪裝置。在碾磨過程中，改變了一次風在磨腔中的分布，風進入磨機后，優化磨煤機內部流場，加大了旋風作用，以增強石子煤分選效率及降低磨碗上下的壓差。

（5）升級彈簧加載裝置。經過重新計算，HP1003 磨煤機加載彈簧可升級為HP1103 磨煤機用加載彈簧，以提高彈簧加載力。

2.4 改造過程

設備的拆除過程較為順利，設備安裝時因現場空間受限，安裝過程較為困難，磨盤襯板更換為曲面襯板，對安裝技術要求較高，加上部分設備制造質量問題，安裝中有返工情況。分管技術人員緊盯現場，與施工單位商榷施工方案，出現問題及時聯系設備廠家技術人員，研究整改方案，確保設備安裝質量及施工工期。

設備安裝過程中，認真整理安裝圖紙及現場照片，為以后設備維修、故障診斷準備第一手資料。磨機升級改造后，磨機分靜態分離器改造成動態分離器，增加了驅動電機、減速機設備及密封系統。原磨機沒有的這些設備，安排專人盯守。

3 應用結果

3.1 驗證試驗

磨煤機空載運轉72 h，檢查磨煤機設備振動情況，電機、減速機溫度等指標運行正常?？蛰d運行結束后磨煤機投料運行，經過多次設備和工藝調整，達到安全穩定運行要求。逐步對主抽風機風量、分離器頻率、磨機給煤量總結經驗，經過幾次的調整磨輥、襯板間隙，磨機基本運行正常，目前磨煤機已運行5 個月。整理了HPS1003 磨煤機投煤運行指導說明，對投煤前的注意事項綜合描述，對整個投煤過程需按照風煤比系數。隨著投煤量變化，修改對應出口風量，以及整個投煤過程，均需關注以下參數：電機電流，磨機壓差，出口溫度，出口通風量。尤其是電機電流等操作注意事項應詳細描述。

3.2 存在問題

因磨機轉速提升，增加了原煤在磨碗上被碾磨的頻率，對磨輥及襯板磨損增大，需要定期檢查磨損量；磨煤機出力提升，造成收粉器壓差升高，增加了濾袋反吹頻次。后續研究收粉器濾袋能否換為濾筒，增大過濾面積，降低壓差。新增動態分離器設備，關注軸承的密封情況及軸承溫度。

3.3 改造前后主要指標對比

磨煤機運行5個月后對出力性能驗證，在原煤粒度≤50 mm、原煤水分≤12%、原煤的可磨性系數HGI≥50 條件下，磨煤機出力49～50 t/h（煤粉），煤粉水分≤1.0%，煤粉細度200 目過篩率75%～80%，達到預期改造效果。詳見表1。

表1 改造前后關鍵指標對比

3.4 效益分析

改造后制粉能力可達50 t/h，按照設計產能計算，可滿足高爐煤比228 kg/t 噴吹需要。根據高爐原燃料及冶煉條件，按照高爐煤比測算效益2 340萬元。

提高煤粉細度：200目過篩率75%，杜絕煤粉大顆粒，減少管道堵塞，降低設備故障。設備制粉能力提升，煤粉保障能力增強。原磨機按照運行率95%，僅可滿足煤比150 kg/t，一旦磨機故障，極易出現斷煤風險。煤粉粒度細，有利于噴吹煤粉在風口前的燃燒，降低未燃煤粉率，降低除塵灰碳含量，實現節焦降耗。

4 結語

現在鋼廠磨煤機都在做改造，有的是提升出力、有的是提高煤粉細度，一般是提高磨盤轉速、增大磨盤和磨輥碾磨面積、升級煙氣葉輪裝置或是改造分離器。從本次改造看，在保證高爐煤粉需求及投資較少的情況下，提升磨煤機出力能力是可行的。