双轴搅拌机易停机的研究及改进措施

杨 剑

（重庆渝新能源有限公司金鸡岩洗选厂，重庆 401446）

0 引言

为了加强对煤泥的处理应用，提高煤泥的经济价值和运输条件，渝新能源有限公司金鸡岩洗选厂引进山东天元节能环保工程有限公司自主研发设计的对煤泥进行烘干处理的新技术。该技术利用电厂余热作热源，采用低温蒸汽回旋干燥原理，是典型的节水、环保工程，能将压滤回收水分20%～30%的煤泥滤饼处理成12%以下的产品，提高其发热量指标，变废为宝，拓宽销售渠道，提高经济效益。较好解决了煤泥因露天堆放造成的“遇水流失、遇风飞扬”的环境污染问题，以及因季节变化导致煤泥销售不畅的被动局面。所使用的干燥机直径3.2 m，长度30 m，倾角2.5°，设计生产能力23 t/h，预计干燥后的煤泥产品能增加利润50 元/t 以上。但在运行之初，所使用的定量给料机、双轴搅拌机及产品仓因设计、控制和运行环节出现的各种问题，严重影响干燥机运行效果。特别是双轴搅拌机频繁的停机故障，给煤泥干燥的运行效率和环保节能带来极大影响。

1 研究的理论依据

双轴搅拌机属电力拖动设备，具有连续运行工作特性，出现频繁停机属于非正常工作状态。对工况条件、参数设置等进行改进，达到长时连续、完全运行。

2 研究目标

提高煤泥产品质量稳定性；改善设备运行环境；提高生产效率。

3 研究内容

3.1 双轴搅拌机工作原理

双轴搅拌是煤泥干燥工艺的重要设备之一，工作原理是电机带动齿轮，齿轮带动两根相向旋转且焊有扇形叶片的轴，使进入料斗后的煤泥在输送带送入双轴搅拌机后，受到扇形螺旋叶片的推动挤压，从而失去原有的大体积块团形状，以黏稠状形态进入到干燥机。

3.2 双轴搅拌机作用

双轴搅拌能对干、湿煤泥进行搅拌掺和，保证进入干燥机物料的稳定性，提高干燥机运行效率；能防止大块煤泥和异物进入干燥机造成堵塞；能调节缓冲物料，较好地保证入料均匀性。

3.3 双轴搅拌机停机原因

观察运行时物料情况和停机后双轴搅拌机状况，发现停机前物料水分较重，输送带上物料较多且不均匀，电流显示报警，电机发热明显；停机后，双轴搅拌箱体内物料严重堆积，物料与双轴搅拌机箱体盖板相互挤压，造成煤泥板结，煤泥堆积高度与箱体盖平齐（图1）。由此可知，物料控制不佳，搅拌机箱体狭小、物料堆积过多，造成螺旋叶片旋转阻力过大，是造成停机最主要的原因。

3.4 停机后的影响

双轴搅拌停机后，物料不能持续进入干燥机，使干燥机内的蒸汽热量不能得到有效传递和交换。前期进入干燥机的煤泥就会因烘干脱水过多，成为煤泥干灰、粉尘，对运输设备、生产环境及安全标准化工作造成极大破坏和影响，由此产生的大量粉尘被引风机烟囱排出，严重污染空气。同时，也严重制约干燥机运行效率，降低干燥机小时处理量，造成电力极大浪费。为此，及时有效解决双轴搅拌机停机问题，极为必要。

图1 煤泥在箱体内堆积

4 改进措施

4.1 箱体改进

通过对双轴搅拌的箱体进行测量，发现箱体上盖只比螺旋叶片高出不到100 mm。在煤泥水分稍高，通行不畅时，就很容易在双轴搅拌箱体内积压，积压的煤泥没有流动空间，对螺旋叶片的旋转造成严重阻碍，从而使电机的电流快速增加，引起保护停机。针对这一问题，对双轴搅拌箱体进行改进，使其与螺旋叶片高度差达到420 mm，容积增加约0.25 m3，多容纳煤泥约350 kg，极大缓解了煤泥堆积后对螺旋叶片的挤压，避免了停机的突然性，使给料机有了更充裕的控制调整时间（图2）。

图2 双轴搅拌箱体改进

4.2 调整电流保护参数

双轴搅拌电力拖动采用YB3-200L-4 型30 kW 电机，额定电流57.4 A，因干燥机设计生产能力为23 t/h，煤泥水分正常、煤泥量控制合理情况下，电机运行电流约25 A。因而，在运行之初，为了有更多的安全保险系数，将其报警电流设定为35 A，停机电流设定为45 A。但在实际运行过程中，却不能很好地避开一些偶然因素，造成不必要停机。通过近几个月实际运行摸索，将其报警电流调整为40 A，停机电流调整为60 A。报警电流与停机电流相差20 A，能有更多的调整控制时间；停机电流超额定电流不多于3 A，相当于超负荷运行就停机，能完全确保电机运行安全。

4.3 煤泥量控制

为更好地确保物料的均衡稳定，对给料机螺旋叶片进行了相应改进（图3）。将给料机落料口处螺旋叶片改为平行铁板，避免了物料从两端向中间的相互挤压堆积，从而很好地防止物料挤压造成给料机停机。物料均衡稳定性得到了加强，减轻了给料机堵塞问题，也使进入双轴搅拌的煤泥量得到较好控制。

4.4 煤泥水分控制

水分不符合要求的煤泥，成泥浆状，在煤坪堆放后，就会成团成砣（图4），进入到给料机料仓，在下螺旋推动下，不能很好地下落，易造成给料机堵塞，更易粘附在双轴搅拌机螺旋叶片上，造成阻力增加，电流增大。

图3 给料机螺旋叶片改进

图4 煤泥水分不达要求

煤泥水分不符合要求，一是汽车运输煤泥时下雨，二是压滤机出现状况，没能很好地控制煤泥水分。加强事前防范，能从根本上解决问题。一是在运输过程中遇到天气状况不好时，应采取封闭式运输方式，二是加强对压滤机的检修维护和煤泥水的管理，严格控制压滤后煤泥产品的水分，给下一个生产环节创造更好的条件。煤泥水分符合干燥要求，相关设备运行才会更加顺畅。

4.5 加强视频监控

加强操作人员责任心，通过视频监控及电子皮带秤的实时显示，及时调整给料机、干燥机的运行频率。使双轴搅拌机的运行电流在一个合理稳定的范围内波动，有效避免一些偶然因素引起的停机事故。

5 效果

通过分析研究及采取相应改进措施后，双轴搅拌易停机这一问题得到根本治理。以往每班运行都会出现的停机状况，现在彻底消失。偶尔电流指示灯会闪烁报警，操作人员看到指示后，及时调整给料机频率，或暂停运行给料皮带，不持续进料，就能完全避免电流持续上升。双轴搅拌机运行电流达到30 A 左右时，干燥机入料口有轻微积压情况，此时双轴搅拌箱体内煤泥并无堆积现象。在改进后2 个月的时间里，双轴搅拌再未发生偶然性停机故障，很好地避免了因运行不畅引起的出粉尘、干灰现象。改进后煤泥产品的稳定性得到明显提高，干燥机的运行效率得到明显提升，运行环境得到明显改善，很好地解决了煤泥处理中出现的难题。