尹春阳(中天合创能源有限责任公司化工分公司，内蒙古鄂尔多斯017300)

浅谈Φ4.3m×6.0m磨煤机改进

尹春阳(中天合创能源有限责任公司化工分公司，内蒙古鄂尔多斯017300)

针对Φ4.3m×6.0m磨煤机设计存在的缺陷，分析了进料端、出料端、筒体漏浆，滚筒筛破损、末端积渣，气源系统不可靠的原因，提出了相应的改进措施，取得了较好的效果。

磨煤机;进料端;出料端;筒体;滚筒筛;气源系统;缺陷;改进;效果

中天合创是我国目前投产的最大煤制烯烃项目，煤气化装置磨煤机用于制备煤浆，以获得合适粒度水煤浆原料，满足GE水煤浆气化工艺的要求。

我公司磨煤机为溢流型棒磨机，共14台，规格为Φ4.3m×6m，筒体有效容积81m3，装棒量140t，额定转速13r/min，正常干基进煤量65t/h，自2016年9月装置开车投运以来，磨煤机设计上存在诸多缺陷，频繁停机消缺，运转率降低，鉴于此情况，对磨煤机进行了若干改进。

1 Φ4.3m×6.0m棒磨机存在的缺陷

1.1 进料端存在的缺陷

(1)入料管与进料衬套之间密封形式较差，为单层填料过盈密封，填料材质为硅酸石棉绳盘根，规格20mm×20mm，尺寸略小，过盈量不足。

(2)设备安装质量问题，入料管与衬套同心度调整不好，要求≤0.5mm。在磨机运转时，作用在盘根上的力不平衡，盘根偏压，局部磨损快，再加上盘根无自紧性，不能自动补偿磨损量，导致煤浆连续溢出。

(3)给料管材质为GB/T8163/20#钢，规格为600mm×14mm，受到水煤浆的冲刷腐蚀，使用寿命很短，频繁贴板，补焊消漏。

(4)入料管本体材质为Q235B，内部贴衬马赛克陶瓷片，在水煤浆的长期冲刷下，瓷片大面积脱落，管壁裸露磨穿，频繁补焊。

1.2 出料端存在的缺陷

(1)出料衬套与中空轴为间隙配合，水煤浆充满间隙环腔，结合法兰面螺栓易磨损腐蚀。

(2)磨机运行时，出料衬套被滚筒筛带动晃动，衬套与中空轴连接的六角螺栓会受到振动、剪切作用，易松动断裂，法兰面漏浆。

1.3 筒体螺栓存在的缺陷

(1)磨机运行以来，磨棒的不断冲击导致筒体衬板螺栓易松动，造成煤浆从螺栓孔溢出甩浆，原螺栓紧固方式为螺母预紧，备母锁紧。

(2)原衬板螺栓橡胶密封垫材质为2040耐酸碱橡胶，存在老化现象，反复紧固挤压后出现破损，影响密封效果。

1.4 滚筒筛、排渣口存在的缺陷

(1)经磨机研磨后的煤浆通过滚筒筛，筛下物料即为合格工艺用料浆，筛上粗颗粒从末端渣斗排出，筛孔规格4mm×20mm，运行半年，高压煤浆泵流量出现波动，检查发现：筛网T型筛条太细，点焊不牢靠，出现破损，导致煤浆粒度变大。

(2)滚筒筛筛出的粗颗粒从其末端排到渣斗，靠自重落入下部收渣小车，由于粗颗粒较为黏湿，渣斗排渣口、排渣坡度较小，落渣距离较长，粗颗粒极易在渣斗堆积，达到一定高度后越过隔板，混入到合格水煤浆中，造成煤浆给料泵流量波动，甚至卡阀不打量停车。

1.5 磨煤机气源系统供气缺陷

磨煤机离合器，大齿轮喷油装置气源分别由两台小型活动式活塞空压机供气，空压机设定自启动联锁，当储气罐压力低至0.6MPa时，自启充压，由于启停频繁，启停及运行时振动很大，空压机活塞总成多次损坏，橡胶气源管多次破裂漏气，影响磨机稳定运行。

2 改进措施及效果

2.1 进料端的改进及效果

(1)密封结构改进及效果

方案一：原填料函空间只能放入一层盘根，在进料衬套外部再增加一层填料函，多加一层盘根，变为双层盘根过盈密封，填料更换为AIG25灰渣专用耐磨盘根，自润滑性，耐磨性、柔韧性好，规格25mm×25mm，增大耐磨性及过盈量。改造后，漏浆现象得到很大改善，但还不能完全杜绝，在可接受范围。

方案二：原密封结构不变，在盘根外侧增加一套改型密封结构，见图1，锥套与橡胶密封垫通过锥面密封，密封面积增大，胶垫通过压板固定于出料衬套上，锥套通过固定在入料管上的4颗紧定螺栓调节定位，保证锥套锥面与密封垫锥面紧密贴合，定期检查拧紧螺栓，补偿磨损量，确保锥面的紧配性。改造初期，密封效果与方案一相近，运转两个月后，通过不断磨合及紧定螺栓顶压，密封效果要好于方案一，改造较为成功，达到了阻止水煤浆溢出的目的。

方案三：原密封结构不变，在填料压板上焊接一个“倒F型”钢圈，在入料管相应位置环焊一个圆形钢片，与F口交错，互相配合形成梳齿密封，该密封结构相对精密，安装复杂，由于入料弯管对应位置改进空间有限，只能形成1层梳齿密封，密封效果与方案一、二相近，如果空间允许，多增加梳齿层数，该型式有望做到滴水不漏。

建议制造商及其他用户今后选用鼓式进料或者联合进料系统等，这些密封结构能做到入料零泄露，由于我单位磨机入料端现场空间有限，相应部件结构不匹配等问题，此种改造很不现实。

图1 锥套安装示意图

(2)重新调整入料管与衬套同心度，保证间隙均匀，尽量控制盘根不被偏压，减小盘根局部磨损速度，定期紧固填料压板，保证盘根始终被压紧，确保足够过盈量，此方法配合方案一、二、三实施，对密封效果起到了一定促进作用。

(3)入料管本体材质仍为Q235B，但内壁下半周与煤浆接触部分贴焊10mm

Q345钢板，同时在钢板上均匀平行布置凸起钢条，对介质有减速作用，钢条也能挂住部分煤浆，达到“以渣抗渣”之效果，减缓冲刷磨损。

(4)给料管材质更换为稀土耐磨合金钢ZG35Cr2MnMoSiNi⁃VNRe，整体偏心铸造，下部与水煤浆接触部分壁厚增加至25mm，上部增加至15mm，耐磨性提高。建议用户优先选用耐磨性能优异的材质，方可大幅延长使用寿命。

2.2 出料端的改进及效果

从磨机内部在出料衬套与中空轴配合环腔，120°均布焊接三块定位筋板，将中空轴与衬套固定为一体，消除衬套晃动及螺栓剪切作用，同时对配合法兰面进行全周密封焊，从根本上消除漏浆根源。

2.3 筒体螺栓的改进及效果

(1)针对磨棒对衬板的冲击，造成衬板螺母松动甩浆的现象，在磨机衬板螺母间增加弹性垫圈，重新全面紧固，大面积甩浆现象得到有效遏制，但个别漏浆还是频有发生。

(2)设计了全新型式的螺栓密封组件，见图2，保留弹性垫圈，橡胶密封垫加厚，避免挤压破损，同时在螺栓伸出筒体部分缠绕四氟带密封，改造初期效果较显著，1个月后又出现个别螺栓松动漏浆现象，消漏工作断断续续。内部检查发现：相邻衬板间缝隙较大，均在0—25mm之间，按照安装要求，衬板间隙≤8mm，若间隙＞8mm，间隙需用定位垫铁焊接固定。漏浆现象不能彻底消除，极有可能是磨机运行时，衬板发生串动，螺栓频繁松动导致，准备大修时对衬板重新安装。制造商及用户必须严格控制衬板尺寸，把控安装质量，确保衬板间隙合理，否则要彻底消除磨机筒体漏浆将成为很大难题。

图2 改型螺栓密封组件

2.4 滚筒筛、排渣口的改进及效果

(1)针对筛网316L“T”型筛条太细，易磨漏破损，对滚筒筛进行更换升级：

方案一：“T”型筛条加粗，控制点焊质量，延长滚筒筛使用寿命。

方案二：更换为不锈钢板冲孔筛，寿命有所增加，但开孔率较低。

(2)在滚筒筛末端，渣斗侧增加冲洗水管路，开设观察小窗，每班冲洗两次，防止粗颗粒积聚越过隔板，进入小煤浆槽，影响水煤浆质量。改进后，效果很好，煤浆给料泵再没有因此出现卡阀不打量及流量波动现象。

2.5 磨煤机气源系统改进及效果

对磨机离合器，大齿轮喷油装置气源重新配管，接入工厂风，停运小型空压机，此种改造较省心，但工厂风不稳定，磨机大面积短停案例时有发生，决定再次改进。

方案一：空压机完好复位，橡胶软管更换为金属软管，同时在新配的工厂风管上增加两组气体单向阀，当工厂风波动，压力骤降时，空压机联锁自启，维持磨煤机运行，直到工厂风恢复正常，空压机自动停机。

方案二：考虑到磨机用气量较少，所有磨机耗气总量在50m3/h左右，且不会同时供气，供气时刻相互交叉，不会对管网造成很大冲击，改用更为稳定的仪表风作为气源。

3 结语

针对Φ4.3m×6m磨煤机存在的缺陷，我公司从2016年9月运行至今，采用上述措施对其陆续改进后，磨煤机运行状况得到很大改善，运转率有所提高，能够满足生产要求。这对磨煤机制造商今后的设计及其他磨煤机用户对类似问题的解决具有一定的借鉴作用。