hrm型系列立式煤磨在煤粉制備

　　一、概述

　　立式磨亦稱(chēng)輥式磨、中速磨，從發(fā)明至今已有半個(gè)多世紀(jì)的歷史，隨著材料科學(xué)、液壓技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)，使立式磨研磨體的耐磨性能得到顯著改善和提高，液壓系統(tǒng)更加先進(jìn)可靠。磨輥輥套和磨盤(pán)襯板的結(jié)構(gòu)形式不斷改進(jìn)、磨盤(pán)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)不同產(chǎn)品細(xì)度使其粉磨方式越來(lái)越合理，從而使立式磨的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用得到進(jìn)一步拓展。

　　合肥水泥研究設(shè)計(jì)院早在八十年代初就著手HRM型立式磨的研究工作,它是在廣范收集國(guó)內(nèi)外各種立式磨資料的基礎(chǔ)上，吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合我國(guó)水泥工業(yè)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的一種新型節(jié)能粉磨設(shè)備。它既具有能將磨輥翻出機(jī)外、檢修方便的優(yōu)點(diǎn)，又具有輥套可翻面使用、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

　　HRM型系列立式煤磨是HRM型立式磨派生系列之一。該磨具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　1．粉磨效率高，粉磨能耗低。粉磨電耗與同規(guī)模產(chǎn)量的傳統(tǒng)風(fēng)掃球磨機(jī)相比，節(jié)電20～40％，特別在原煤水分較大的情況下，節(jié)電幅度更大。

　　2．烘干能力大。立式煤磨采用風(fēng)掃式操作，通過(guò)調(diào)節(jié)入磨風(fēng)溫和風(fēng)量，可粉磨烘干水分高達(dá)20％的原煤，特別在水泥生產(chǎn)線(xiàn)上，煤磨的烘干熱源一般來(lái)自蓖冷機(jī)廢氣（約200℃），采用風(fēng)掃球磨機(jī)烘干能力有限，而采用立式煤磨則可以用大風(fēng)量來(lái)解決其高水分烘干的要求。

　　3．入磨物料粒度大，可達(dá)磨輥直徑的 5％。一般用于2500t/d～6000t/d熟料生產(chǎn)線(xiàn)的煤磨，入料粒度可達(dá)50～80㎜。

　　4．粉磨可控性能好。物料在立式磨內(nèi)停留時(shí)間僅0.5～2分鐘，磨內(nèi)的合格產(chǎn)品能及時(shí)分離出來(lái)，避免了過(guò)粉磨現(xiàn)象。產(chǎn)品細(xì)度可通過(guò)調(diào)節(jié)動(dòng)靜態(tài)分離器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速來(lái)控制，轉(zhuǎn)速越高，細(xì)度越細(xì)，煤粉細(xì)度可達(dá)R0.08≤2%。且細(xì)度穩(wěn)定，粒度均齊，有利于煤粉燃燒，非常適用于粉磨劣質(zhì)煤和無(wú)煙煤。

　　5．工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、建筑面積小，可露天布置。立式磨集破碎、粉磨、烘干、選粉、輸送五道工序于一體，工藝簡(jiǎn)單、布局緊湊、占地面積約為球磨系統(tǒng)的60～70％，建筑面積約為球磨系統(tǒng)的50～60％。

　　6．噪音低、揚(yáng)塵少，操作環(huán)境清潔。立式磨的噪音僅為80～85dB（A聲級(jí)），比球磨機(jī)低20～25dB（A聲級(jí)），系統(tǒng)在負(fù)壓下工作，無(wú)粉塵飛揚(yáng)，操作環(huán)境清潔。

　　7．研磨體消耗少，壽命長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)率高。由于HRM型立式磨設(shè)置了限位裝置，立式磨輥套與襯板之間不會(huì)直接接觸，磨機(jī)振動(dòng)幅度小，研磨體壽命長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)率高。

　　二、HRM型立式煤磨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　HRM型立式煤磨是在原料立式磨長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)電力及冶金、水泥等行業(yè)使用的立式煤磨進(jìn)行調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)而成的制備煤粉的專(zhuān)用設(shè)備（如下圖），其獨(dú)特之處有如下幾點(diǎn):

　　1．傳動(dòng)裝置：

　　立式磨的傳動(dòng)裝置由主電機(jī)、聯(lián)軸器、減速機(jī)三部分組成，安裝在磨機(jī)下部，既要帶動(dòng)磨盤(pán)傳動(dòng)，還要承受磨盤(pán)、物料、磨輥的重量以及加壓裝置施加的碾磨壓力，是立式磨中最重要的部件之一。

　　為了適應(yīng)用戶(hù)較多粉磨劣質(zhì)煤貨無(wú)煙煤的趨勢(shì)，HRM型立式煤磨采取了增大主減速機(jī)減速比以降低磨盤(pán)轉(zhuǎn)速的措施，同時(shí)改進(jìn)磨輥輥套和磨盤(pán)襯板的結(jié)構(gòu)形式，使磨盤(pán)上形成穩(wěn)定的料層從而增加磨輥的碾壓力，提高粉磨效率，減小磨機(jī)振動(dòng)的可能，生產(chǎn)更加平穩(wěn)可靠。

　　2．磨輥裝置

　　磨輥是立式磨重要的研磨部件，HRM型立式媒磨采用弧形襯板和輪胎形輥套，輥套為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，在磨損到一定程度后可翻面使用，延長(zhǎng)其使用壽命。磨輥軸承采用新型機(jī)械密封裝置，既提高了密封可靠性，同時(shí)因不需要密封風(fēng)機(jī)而減少了磨內(nèi)含氧量，降低了磨內(nèi)爆炸的可能性。

　　一般立式磨的磨輥軸承采用油脂潤(rùn)滑，但由于原煤水分較大，為了提高烘干能力，磨腔內(nèi)氣體溫度一般高達(dá)100多度，操作不當(dāng)易造成磨輥軸承溫度高，導(dǎo)致潤(rùn)滑脂蒸發(fā)變質(zhì)影響軸承壽命。因此，HRM型立式媒磨已采用磨輥稀油強(qiáng)制潤(rùn)滑、冷卻，大大增加了軸承使用壽命（一般可提高2.5倍以上）。

　　3．加壓及限位裝置

　　HRM型立式煤磨抬輥操作和限位裝置可以使磨機(jī)空載啟動(dòng)。啟動(dòng)前無(wú)需在磨盤(pán)上布料，避免開(kāi)機(jī)難的煩惱。此外由于磨輥和磨盤(pán)之間的間隙可調(diào)，使得既能保持穩(wěn)定的料層厚度，提高粉磨效率，又能保證磨輥和磨盤(pán)不直接接觸，磨機(jī)振動(dòng)值大幅降低，所以HRM型立式煤磨比其它立式磨更適應(yīng)于粉磨劣質(zhì)煤或無(wú)煙煤。

　　4．分離器（選粉機(jī)）

　　立式媒磨的分離器（即選粉裝置）一般分靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、動(dòng)靜態(tài)組合三種形式。靜態(tài)慣性分離器，顧名思義只有固定不動(dòng)的導(dǎo)向葉片，該機(jī)選粉效率低，調(diào)節(jié)細(xì)度功能差，往往不能滿(mǎn)足煤粉磨制細(xì)度要求。動(dòng)態(tài)分離器，是指電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的葉片與粗顆粒撞擊，給物料以較大的線(xiàn)速度，產(chǎn)生較大的離心力，使其進(jìn)行分離，該型分離器的選粉細(xì)度可達(dá)0.08mm篩余6～12%，可滿(mǎn)足煙煤粉磨的細(xì)度要求。

　　HRM型立式媒磨則采用了最先進(jìn)的動(dòng)靜態(tài)組合式分離器，該分離器外側(cè)有導(dǎo)向葉片，中間是變頻可調(diào)速的籠型轉(zhuǎn)子，下部設(shè)有集料斗，有助于沒(méi)有通過(guò)選粉機(jī)的不合格煤粉重新落回磨盤(pán)粉磨。該分離器分級(jí)效率高，調(diào)節(jié)余地大，選粉細(xì)度可達(dá)0.08mm篩余2%以下，可滿(mǎn)足水泥生產(chǎn)線(xiàn)大多數(shù)劣質(zhì)煤或無(wú)煙煤粉磨的細(xì)度要求。

　　三、工藝流程

　　HRM型立式煤磨系統(tǒng)工藝流程如圖2所示：

　　系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)述如下：

　　原煤從原煤堆場(chǎng)通過(guò)格子篩網(wǎng)過(guò)篩后落到大傾角皮帶輸送機(jī)上，經(jīng)電磁除鐵器除鐵后，皮帶輸送機(jī)把原煤送入原煤倉(cāng)進(jìn)行儲(chǔ)存。

　　待制粉系統(tǒng)均已啟動(dòng)后，打開(kāi)原煤倉(cāng)底部棒閥，啟動(dòng)密封計(jì)量膠帶給煤機(jī)，原煤進(jìn)入立式煤磨進(jìn)行烘干、粉磨。

　　由熱風(fēng)爐出來(lái)的熱風(fēng)或水泥生產(chǎn)線(xiàn)廢氣，在系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的抽引下，進(jìn)入立式煤磨，與磨內(nèi)被粉磨的原煤進(jìn)行充分熱交換后，帶起煤粉在分離器處進(jìn)行分選，細(xì)度不合格的粗煤粉重新落到磨盤(pán)上進(jìn)行粉磨，合格的煤粉隨氣流進(jìn)入防爆氣箱脈沖收塵器被收集下來(lái)，經(jīng)過(guò)分格輪卸入煤粉倉(cāng)。

　　原煤中的雜物，如部分煤矸石、金屬塊等，通過(guò)風(fēng)環(huán)、吐渣口排出磨外。

　　四、技術(shù)進(jìn)步

　　在煤粉制備應(yīng)用方面，HRM型立式煤磨有如下改進(jìn)：

　　1、采用新型密封計(jì)量膠帶給煤機(jī)：新型密封計(jì)量膠帶給煤機(jī)和傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)喂料機(jī)相比，具有鎖風(fēng)效果好，可設(shè)定調(diào)節(jié)喂料量，不易堵等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)不斷改進(jìn)，已解決早期產(chǎn)品故障率高的缺陷，深受用戶(hù)歡迎。

　　2、采用高效動(dòng)靜態(tài)分離器：通過(guò)研究分析在管磨機(jī)使用的O’sepa選粉機(jī)、SLS選粉機(jī)、Sepol選粉機(jī)，根據(jù)立式磨的工況特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了適合立式磨的高效動(dòng)靜態(tài)組合分離器。該分離器將自由渦流和強(qiáng)制渦流結(jié)合在一起，使得分級(jí)流場(chǎng)穩(wěn)定、均衡。產(chǎn)品的粒度分布較窄，這樣即節(jié)能，又有利于后續(xù)工藝穩(wěn)定。且細(xì)度穩(wěn)定，粒度均齊，有利于煤粉燃燒，非常適用于粉磨劣質(zhì)煤和無(wú)煙煤。由于采用這種分離器，對(duì)磨機(jī)內(nèi)顆粒無(wú)序運(yùn)動(dòng)的有效控制，減少磨內(nèi)顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)量，使得磨內(nèi)循環(huán)量降低，降低了磨內(nèi)通風(fēng)阻力，磨機(jī)的料床也更加穩(wěn)定，提高粉磨效率，同樣也降低了單位電耗。

　　3、磨盤(pán)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)不同產(chǎn)品細(xì)度：為了適應(yīng)用戶(hù)較多粉磨劣質(zhì)煤貨無(wú)煙煤的趨勢(shì)，HRM型立式煤磨采取了增大主減速機(jī)減速比以降低磨盤(pán)轉(zhuǎn)速的措施，同時(shí)改進(jìn)磨輥輥套和磨盤(pán)襯板的結(jié)構(gòu)形式，使磨盤(pán)上形成穩(wěn)定的料層從而增加磨輥的碾壓力，提高粉磨效率，減小磨機(jī)振動(dòng)的可能，生產(chǎn)更加平穩(wěn)可靠。

　　4、采用磨輥稀油強(qiáng)制潤(rùn)滑：HRM型立式媒磨開(kāi)始采用磨輥稀油強(qiáng)制潤(rùn)滑，即通過(guò)獨(dú)立的潤(rùn)滑油站對(duì)磨輥軸承進(jìn)行循環(huán)潤(rùn)滑、冷卻。不僅改善了潤(rùn)滑效果，而且循環(huán)的潤(rùn)滑油也帶走了大量的熱量，使磨輥軸承工作溫度降低，大大增加了軸承使用壽命（一般可提高2.5倍以上）。

　　5、進(jìn)料方式改在頂部側(cè)面進(jìn)料。既解決了原中部進(jìn)料易堵的問(wèn)題，又解決了頂部中間進(jìn)料立式磨分離器軸需采用中空軸的要求。采用中空軸成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，進(jìn)料面積小，易堵料。

　　6、提高設(shè)備可靠性，關(guān)鍵部件采用進(jìn)口品牌產(chǎn)品。如：分離器減速機(jī)、軸承采用弗蘭德減速機(jī)和SKF或FAG軸承，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)子葉片采用瑞典耐磨板。液壓系統(tǒng)采用進(jìn)口閥件、油泵及密封件。

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　我國(guó)煤炭資源豐富，煤炭的哈氏可磨特性系數(shù)一般在50～90之間，適合于用立式煤磨粉磨。

　　在水泥行業(yè)，首臺(tái)HRM1100M型立式煤磨早在1993年就在湖北一冶水泥廠成功運(yùn)行，但由于水泥行業(yè)習(xí)慣于用球磨機(jī)粉磨制備煤粉，且沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)到立式煤磨粉磨技術(shù)的優(yōu)越性，所以一直沒(méi)有推廣開(kāi)來(lái)。直到2000年，隨著HRM1300M型立式煤磨在四川峨眉山市水泥廠的成功運(yùn)行，及HRM型立式煤磨在冶金行業(yè)的廣泛運(yùn)用，使得水泥行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始認(rèn)識(shí)并使用該裝備，同時(shí)HRM型立式煤磨能夠細(xì)分煤磨市場(chǎng)，根據(jù)不同行業(yè)、不同煤種、不同煤粉細(xì)度等特點(diǎn)單獨(dú)設(shè)計(jì)某一類(lèi)型立式煤磨的做法也越來(lái)越多的獲得用戶(hù)的肯定，目前HRM型立式煤磨已出口巴基斯坦、印度、泰國(guó)、阿聯(lián)酋及越南等多個(gè)國(guó)家，總計(jì)有三百多臺(tái)運(yùn)行，其中有一百多臺(tái)套不同規(guī)格的立式煤磨在水泥行業(yè)使用，效果良好，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。