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煤粉制备系统螺旋输送机的优化改造

2022-06-08王海

水泥技术 2022年3期
关键词:闸阀电液推杆

王海

1 熟料烧成用煤粉制备工艺流程

我公司现有一条5 000t/d 水泥熟料生产线,外购烟煤作为熟料烧成用燃料。进厂原煤由自卸汽车运至原煤堆场,经装载机上料后,由胶带输送机输送至堆料机内。原煤经堆料机均布至预均化堆场进行均化,均化后的原煤由取料机取料后经胶带输送机送至原煤仓。出原煤仓的原煤通过板式喂料秤喂入型号为HRM2400的原煤辊磨内。经煤磨烘干和粉磨后的煤粉由出磨气体带入动态选粉机,分离出的粗粉返回磨内再次粉磨,成品随气体进入高浓度煤磨专用袋式收尘器进行收集,收集的煤粉由3 台螺旋输送机分别送入窑头煤粉仓和窑尾分解炉煤粉仓。煤粉仓下设有菲斯特喂煤秤,计量后的煤粉由磁悬浮风机气力输送至分解炉和窑头燃烧器内。煤粉制备车间工艺布置见图1。

图1 煤粉制备车间工艺布置

我公司进厂原煤水分控制在13%左右,低位热值为24 244kJ/kg,煤磨产量为40t/h,0.08mm筛筛余为7%~11%,煤粉水分控制在3%以内。

2 原有煤粉制备系统工艺布置及工作流程

原有煤粉制备系统设计使用3 台螺旋输送机及5 台电液动推杆平板闸阀。原设计螺旋输送机系统工艺布置见图2。如图2 所示,螺旋输送机的工艺编号分别为73.07、73.08、75.01,电液动推杆平板闸阀的工艺编号分别为75.02、75.03、75.04、75.05、75.06,两类设备均布置于成品收尘器与煤粉仓之间。

图2 原设计螺旋输送机工艺布置图

编号为73.07 和73.08 的螺旋输送机规格为LSII 500×8 500mm,输送能力:35t/h,转速:40r/min,减速机型号为TY140-35.5-Y132M-4-B5,电动机功率:7.5kW;编号为75.01 的螺旋输送机型号规格为LSII 500×9 000mm(可逆),输送能力:45t/h,转速:40r/min,减速机型号为TY140-35.5-Y132M-4-B5,电动机功率:7.5kW;3台螺旋输送机的螺旋叶片均为“分段吊瓦”加“十字节”连接式。

煤粉制备系统运行过程中,3 台螺旋输送机均为运行状态,窑头、窑尾煤粉仓需经常进行倒仓操作。成品煤粉入窑头煤粉仓时,电液动推杆平板闸阀75.03、75.05 开,75.02、75.04 关,螺旋输送机75.01 送煤粉入窑头煤粉仓;成品煤粉入窑尾煤粉仓时,电液动推杆平板闸阀75.02、75.04 开,75.03、75.05 关,螺旋输送机75.01 送煤粉入窑尾煤粉仓;成品煤粉同时入两个煤粉仓时,3台螺旋输送机同时运行且电液动推杆平板闸阀75.02、75.03、75.04、75.05 均为打开状态。电液动推杆平板闸阀75.06仅在外排煤粉时使用,煤磨系统正常运行时,75.06为常关状态;当出现事故时,75.06打开,外排煤粉。原有煤粉制备系统中控操作画面见图3,改造前的煤粉制备系统工艺配置见表1。

表1 改造前的煤粉制备系统工艺配置

图3 原有煤粉制备系统中控操作画面

3 螺旋输送机存在的问题

原煤粉制备系统采用3 台螺旋输送机,经4 个电液动推杆平板闸阀控制出磨成品输送至煤粉仓。在输送系统运行过程中,螺旋输送机和电液动推杆平板闸阀存在诸多问题,亟需优化改造。主要问题如下:

(1)原设计螺旋输送机的螺旋叶片为“分段吊瓦”加“十字节”连接式,吊瓦及十字节使用寿命较短,需经常更换,维修工作量较大、维修时间较长。维修期间,回转窑低产运行,产量有波动,能耗增加,存在预热器堵塞的风险。螺旋输送机传动采用摆线针轮和电机一体的减速机,与螺旋输送机本体经十字滑块相连接。螺旋输送机启动时,冲击负荷大,故障率较高,多次出现减速机损坏与电机烧毁事故,造成回转窑低产运行甚至止料停窑,严重影响正常生产。

(2)在输送系统运行过程中,螺旋轴吊瓦、十字节连接的结构形式,易使螺旋轴同心度变差,吊瓦磨损剐蹭壳体。摩擦和撞击产生的火花影响煤磨的安全稳定运行,存在安全隐患。同时,系统运行过程中,噪声较大,壳体有时会被磨漏,影响环境卫生及安全生产。

(3)原设计的3 台螺旋输送机装机功率均为7.5kW,煤磨正常生产运行过程中,3台螺旋输送机均处于运行状态,电耗较高。其中若有1台螺旋输送机发生故障,则会导致回转窑减料低产运行或止料停窑。

(4)熟料生产线正常生产时,窑头、窑尾用煤比例约为4:6,螺旋输送机需频繁正反向运转,调整窑头煤粉仓和窑尾煤粉仓仓位,才能保证窑头窑尾用煤比例平衡,稳定仓压,减少仓压对煤粉计量秤供煤稳定性的影响,确保回转窑热工制度稳定。由于螺旋输送机频繁正反向运转,驱动电机经常出现故障,给实际操作带来困难,实际生产中,曾出现因仓位调整不及时而发生冒仓事故。

(5)3台螺旋输送机与煤粉仓连接的下料溜子上,共有4 台电液动推杆平板闸阀。在冬季生产过程中,由于气温低,闸阀的闸板经常因卡涩而“打不开、关不严”,入仓闸板还会出现缝隙导致煤粉仓仓位难以控制。当入仓闸板出现缝隙时,需要用岩棉进行现场封堵,工作人员现场手动拉动葫芦强制开关闸板;若岩棉掉入煤粉仓,还会导致喂煤秤下料不稳,影响回转窑煅烧;另外,工作人员现场用岩棉封堵缝隙时也存在施工安全隐患。

4 螺旋输送机改造目标

(1)提高螺旋输送机长期稳定运行的可靠性,降低维护、维修工作量及费用。

(2)消除螺旋输送机螺旋叶片与壳体的剐蹭,降低煤粉输送过程中的安全风险。减少“跑、冒、滴、漏”现象,改善现场环境卫生状况,降低工作人员劳动强度,消除壳体磨漏补焊时的安全隐患。

(3)减少入煤粉仓螺旋输送机的数量,降低输送系统装机功率和电耗。

(4)简化中控操作员窑头煤粉仓和窑尾煤粉仓仓位调整过程,稳定煤粉仓仓位,提高煤粉计量秤供煤稳定性。

(5)将原有由4个电液动闸阀控制仓位改为由1 个三通阀控制仓位,以增加运行稳定性,降低故障率。同时,工作人员无需现场维护闸板,避免了闸板漏风漏煤,工作环境得到了有效改善。

5 优化改造实施过程

(1)将现有3台螺旋输送机及对应的溜子和电液动推杆平板闸阀整体拆除。

(2)将布置螺旋输送机的两个平台的中间部分连接,使其成为一个平台。

(3)在平台中间部位重新安装1 台通轴型LS800 螺旋输送机,输送能力为60t/h,传动减速机配置为箱式减速机。

(4)螺旋输送机共设置两个卸料口,第一个卸料口为外排口,沿着螺旋输送机入煤粉仓的方向布置,煤粉制备系统正常运行时外排口常关,仅异常情况时打开外排口外排物料,防止从成品收尘器掉下的杂物进入煤粉仓,造成堵秤事故。第二个卸料口下方安装可调式三通卸料阀,在窑头煤粉仓和窑尾煤粉仓顶部开孔,分别与三通阀的两个出料口连接。煤粉通过三通阀分别进入窑头煤粉仓和窑尾煤粉仓,供回转窑煅烧使用。三通阀与两个煤粉仓连接溜子上各安装1台电液动推杆平板闸阀,特殊情况下能够将螺旋输送机与煤粉仓隔离,阻止事故扩大。

(5)按照改造方案调整更新电气控制部分及DCS控制画面,确保操作画面和现场设备工作情况一致,满足使用要求。

(6)根据现场输送管道的连接情况,按需调整煤粉计量秤与煤粉仓收尘风管,保证收尘风管和煤粉输送管道互不干扰,不影响窑头窑尾计量秤的稳定运行。

(7)制作溜子、管道时,焊缝要求满焊并打磨平整,防止漏煤挂壁;安装过程中需特别注意设备的倾斜角度,避免出现积煤情况。

6 改造后的煤粉制备系统工艺布置

改造后,使用1台通轴型螺旋输送机、1台可调式三通卸料阀及3 台电液动推杆平板闸阀。改造后的螺旋输送机工艺布置见图4。如图4 所示,螺旋输送机工艺编号为76.01,可调式三通卸料阀工艺编号为76.02,电液动推杆平板闸阀工艺编号为75.04、75.05、75.06,分别布置于成品收尘器与煤粉仓之间。煤粉制备系统运行过程中,煤粉通过成品收尘器的6 个灰斗收集后,进入螺旋输送机,通过调节三通卸料阀开度,使窑头煤粉仓和窑尾煤粉仓仓位达到设定的用煤比例。正常生产时,电液动推杆平板闸阀75.04、75.05 为常开状态,发生异常事故时关闭,防止异物、着火煤粉或高温气体进入煤粉仓,阻止事故扩大。系统正常生产时,电液动推杆平板闸阀75.06为常关状态,发生事故时打开,外排异物。

图4 改造后的螺旋输送机工艺布置图

改造后的煤粉制备系统工艺配置见表2,煤粉制备系统中控操作画面见图5。

图5 改造后的煤粉制备系统中控操作画面

表2 改造后的系统工艺配置

7 优化改造效果

(1)安全方面:改为通轴式螺旋输送机后,由于螺旋轴同心度较好,设备运转过程中避免了螺旋叶片与壳体间的摩擦和撞击现象。另外,仅需在中控室调节三通卸料阀开度,即可达到两个煤粉仓仓位的平衡,未再出现过电液动推杆平板闸阀“打不开、关不严”的情况,消除了安全隐患。

(2)环保方面:减少了“跑、冒、滴、漏”现象,避免了外溢煤粉对工作环境的污染,降低了工作人员的劳动强度。改造后,未发生过因操作不当或现场闸板卡涩导致的冒仓事故。

(3)经济效益:经综合评估,将3台分段吊瓦连接式螺旋输送机改造为1台通轴型螺旋输送机后,每年可节省维修费约10 万元。改造前3 台螺旋输送机传动功率为7.5kW,改造后1 台螺旋输送机传动功率为18.5kW,功率减小了4kW,按熟料生产线每年运行300d,煤粉制备系统每天运行20h,电费0.56元/kW·h计算,年可节电约1.34万元。■

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