球磨机出口筛板改造

潘爱庶，吴鹏杰

（神华宁夏煤业集团甲醇分公司，宁夏灵武750010）

球磨机出口筛板改造

潘爱庶，吴鹏杰

（神华宁夏煤业集团甲醇分公司，宁夏灵武750010）

神华宁夏煤业集团甲醇分公司年产25万吨甲醇气化装置球磨机运行状况，球磨机结构原理，提出对球磨机的相应改造，并改造措施。

球磨机；气化；制浆

0 前言

神华宁夏煤业集团有限责任公司甲醇分公司，年产25万吨甲醇项目是神宁集团在宁夏宁东能源化工基地内建设的第一套化工装置。项目以神宁集团宁东矿区自产原煤为原料，经过煤浆制备、气化、变换、低温甲醇洗、甲醇合成及精馏后生产甲醇。所用气化技术选用的是德士古水煤浆气化废锅流程。

气化一车间制浆系统的球磨机为20世纪90年代德国Aubema公司产品（具体技术参数见表1）。设计处理能力为44.38 t/h（原煤），而随着气化炉系统改造后产能的增加，球磨机的制浆能力愈发的显得不足，无法满足气化炉满负荷的运行需要。在实际运行中出现了3个问题。

（1）实际的操作负荷为52～55 t/h（原煤），已超负荷运行，操作弹性降低。制浆工况稍有波动便出现出口淤堵，筒体内淤料不出浆。操作人员不得已只能用大量新鲜水进行冲洗置换，进而造成煤浆浓度不稳定和气化炉炉温工况波动。

（2）煤浆淤堵造成筒体内部料位升高后导致部分煤浆从入口导流筒处漏出，给现场文明生产带来极大的困难。

（3）制浆的不稳定影响了煤浆的浓度，进而降低了气化炉产气量和下游工段甲醇的产量。

表1 球磨机相关技术参数

针对上述问题，对球磨机制浆原理进行分析，结合球磨机运行现状，对球磨机出口端面筛网进行计算和改进，经过2个月的试运行，各项参数均有较好的提高，达到预期目的和效果。

1 球磨机磨制煤浆原理

球磨机是利用低速旋转的滚筒带动筒内的钢球运动，通过钢球对原煤的撞击、挤压和研磨作用来实现煤块的破碎和研磨制成水煤浆。研磨合格的水煤浆通过出口筛板的“八字”状孔溢流出筒体进入滚筒筛过滤除粗粒子。

球磨机运转时钢球运动有3种状态，即泻落、抛落和离心运转（图1）。

图1 球磨机内钢球3种运动状态

（1）泻落。钢球被提升的高度较小，只向上偏转一定角度，当钢球被提升到一定高度时即沿斜坡滚下。钢球的这种运动状态叫做泻落。在泻落式状态工作的磨机中，矿料在钢球间主要受到磨剥作用，冲击作用很小，故磨矿效率不高。

（2）抛落。钢球随简体内壁作圆曲线运动上升至一定的高度，然后纷纷作抛物线下落。这种运动状态叫抛落。在抛落式状态工作的磨机中，矿料在圆曲线运动区受到钢球的磨剥作用，在钢球落下的地方受到落下钢球的冲击和强烈翻滚钢球的磨剥。

（3）离心运转。当离心力超过钢球重力时，钢球就贴在筒壁上而不再下落，这种状态叫离心运转。发生离心运转时，矿料也随简体一起运转，既无钢球的冲击作用，磨剥作用也很弱，磨矿作用几乎停止。显然，钢球抛落状态球磨机磨煤效率最高。

2 问题原因分析

经过车间技术人员多次入球磨机内进行检查，认为造成煤浆出浆不畅、入口泄漏的原因有3点。

（1）出口筛板“八字”孔过小，小钢球、矸石、铁丝等异物堵塞严重（图2）。

图2 出口筛板堵塞

（2）出口筛板的“八字”孔小头侧橡胶有局部磨损，破坏了原有的防堵塞结构。

（3）实际运行负荷超过了原始设计值，造成煤浆研磨停留时间加长，内部料位升高。

3 对策

（1）重新对出口筛板孔径进行计算，选取合适值，适当进行放大。在计算中共有4套扩孔方案，见表2。

表2 4套扩孔方案

方案3：将筛板孔长增加2 mm，宽增加1 mm，即孔尺寸为17×9 mm。

方案4：所有长宽各增加2 mm，但只改一半的筛板（即改造6组）。

最终选择方案3作为改造方案，重新加工一套出口筛板。筛板孔原始尺寸见图3，改造后孔径变为17×9 mm。

图3 筛板孔原始尺寸

（2）对入口侧的一圈24条提升条进行更换，加大提升条的突出高度，增强钢球向上卷起的能力。

（3）适当增加了钢球的数量，由原来的40 t钢球增加至45 t钢球，且全部为直径最大的75 mm钢球。通过增加研磨体的数量来提升球磨机制浆产能。

4 试运行期间相关数据

出口筛板改造安装后，球磨机试运行1个月，各参数均有提升和变化。

（1）煤浆平均浓度由原来的59.6%提升到60.5%。

（2）双炉气化炉产气量由原来的96 964 m/h提升到99 274 m/h，每天多产甲醇15 t。

（3）主电机平均电流有所增加，由原来39 A增至42 A。（4）试运行期间未出现筒内淤料和入口处漏浆现象，现场环境得到极大改善。

（5）煤浆的黏度、粒度分布未见明显变化，均处于合格区间。

5 结论

气化一车间球磨机经过此次技术改造，保证了制浆系统的稳定性，煤浆浓度提升，球磨机有效负荷增大，为后续气化和合成等工段的高负荷稳定运行打下了坚实的基础。改进过程中主要经验和认识有4点：①对于孔板溢流型制浆设备，适当增大孔径是增大其出浆量和增大其产能的有效的方法。②在电机等配套设备的允许情况下，适当增加钢球的数量，可以有效增强其研磨能力，即扩大了设备的产能。③制浆系统的稳定运行是提高煤浆浓度的有效抓手。④进一步考虑提升球磨机制浆性能，下一步可以将提升条的厚度加高，以期加大对钢球的提升效果，进而提升钢球对原煤的锤击、研磨效果。

〔编辑 利文〕

TH17

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.36