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球磨機提效節能技術

現狀與問題 STATUS QUO AND PROBLEMS

      球磨機利用研磨介質之間的擠壓力與剪切力來粉碎物料,廣泛用于冶金、陶瓷、選礦、化工、水泥、火電等行業礦磨、制粉作業,普遍存在電耗高、鋼耗高、粉磨效率低等問題。
球磨機為能耗大戶,火電機組球磨機年耗電約130億kW.h,水泥粉磨年耗電約770億kW.h,礦山、冶金行業球磨機年耗電約200億kW.h。主要系統能耗現狀介紹如下:
1、 雙進雙出直吹式鋼球磨煤機制粉系統

該種制粉系統結構簡單,投資較省,煤種適用范圍廣,系統運行的可靠性高,出力調節范圍大,對機組調峰運行適應性強。目前燃用無煙煤、貧瘦煤的300MW、600MW級火電機組采用雙進雙出鋼球磨直吹式制粉系統較多。但低負荷運行時磨煤單位電耗較高,其磨煤機運行單位電耗約為26-37kW.h/t(原煤),粉磨系統工序電耗高達37-48kW.h/t(原煤)。

2、 中間儲倉式鋼球磨煤機制粉系統
該種制粉系統磨煤機運行不受機組負荷制約,可長期處于最佳工況下運行。正常運行時磨煤機單位電耗19-22kW.h/t(原煤),制粉系統工序電耗為28-33kW.h/t(原煤)。


3、 水泥廠水泥粉磨系統
帶輥壓機預粉碎水泥粉磨系統工序電耗:30-40kWh/t(水泥)

4、 影響球磨機粉磨效率的主要因素
4.1 無效能耗高。球磨機內物料粉磨方式為隨機非約束點接觸式粉碎,且物料受的擠壓力較小。研磨體分布無序,未按物料粉碎能耗進行分級破碎研磨,存在大球粉磨小物料、小球撞擊大顆粒現象,因而粉磨效率低;同時因工況調整不合理,通風出力、干燥出力與粉磨出力三者不匹配,存在磨好的物料未及時帶出,物料過磨。

4.2 鋼球提升高度不夠。襯板波形磨損后對鋼球的攜帶能力下降,鋼球由拋落運行變為瀉落運動,因而鋼球對物料的沖擊破碎能力減少,粉磨效率下降。

4.3 研磨體級配與裝載量不合理。未根據不同物料特性合理選擇研磨體規格與裝載量。
4.4 研磨體耐磨性差。運行一段時間后失圓率增加,粉磨出力降低。



產品簡介 product brief introduction

1、 優化研磨體級配與裝載量:根據物料顆粒度分布特性、破碎所需沖擊功與出口細度要求確定不同規格研磨體形狀、尺寸與裝載量,提高粉碎效率。
2、 優化磨機襯板結構與布置方式,實現分級破碎:根據物料在磨機內破碎過程的運動軌跡,通過改進襯板結構與布置方式,提升研磨體拋落、涉落高度,使研磨體沿磨機長度方向按物料粒度分布規格自動正向分級,實現粉磨能量利用最大化。
3、 運行工況優化:根據不同物料特性(水份、可磨系數、靜電吸附),試驗調整磨機差壓、出口溫度、給料量及分選設備的分離效率,建立運行參數控制標準,保持磨機長期最大出力下運行。

技術優勢 technological superiority

      本公司針對球磨機存在能耗高、能量利用率低問題,通過與華中科技大學、長沙理工大學合作,找出影響粉磨效率的關鍵問題,研究出一套球磨機綜合節能提效技術,已獲得國家發明專利與實用新型專利技術11項。通過分析評價球磨機系統能耗狀況,提出粉磨系統節能提效綜合優化方案,項目實施后可實現粉磨系統節能10%~20%。本技術介紹如下:

1、鋼球級配技術 (國家發明專利:201110309023.7 )

通過檢測典型粉碎物料的可磨系數、破碎能耗及粒度分布特性,根據球磨機結構特性,分析物料與鋼球在磨機內運動規律,根據球磨機出力、出口粉料細度與均勻性指數要求,綜合考慮特殊物料含量(如煤中的石塊等雜物)的影響,通過建立符合該球磨機及物料的最佳粉碎模型,計算鋼球最佳級配與裝載量,降低物料在破碎粉磨過程的無效能耗,提高粉磨效率,實現節能。

2、分級襯板技術(國家發明專利:201110116733.8、201220016836.7等)
(1)鋼球自動正向分級

根據物料及大、小鋼球在球磨機內的運動軌跡,合理設計球磨機襯板結構,使接觸襯板的鋼球隨著筒體旋轉過程中同時受到軸向推力。對于單進單出球磨機,將大鋼球及大塊物料推向進料端,小鋼球及小顆粒推向出料端;對于雙進雙出筒式鋼球磨,則將大鋼球推向兩端,小鋼球推向中間。實現鋼球在球磨機內自動正向分級,使大小鋼球分級規律與物料顆粒分布規律保持一致。即實現大鋼球對大塊物料進行破碎,小鋼球對小顆粒物料進行研磨,提高鋼球對物料顆粒的破碎能力,減少無效能耗。
本技術特別適應于沒有預破碎裝置、且物料中含大塊難磨物料較多的粉磨系統,如磨制煤中含煤矸石和石塊較多的鋼球磨煤機,應用于湖南創元電廠取得良好效果。

(2)優化鋼球落點
當球磨機轉速一定時,鋼球拋落高度與襯板波形關系很大。經試驗研究結果證實,普通正弦波形襯板攜帶鋼球高度較低,鋼球一般做涉落(滑落)運動。對于難磨的物料,其破碎能力不足。特別當波形被磨低后,對球磨機出力影響較大。
本技術設計了一種攜帶鋼球能力較強的拋物曲面襯板,是普通波形襯板攜帶鋼球高度的1.1-1.2倍。通過優化設計襯板結構,選擇性價比高的襯板材質,從襯板曲面形狀、襯板固定方法、螺栓固定方式、襯板與襯板的連接方式、筒體襯板與端襯板的搭接方式等方面進行優化,保證了鋼球拋落高度達到一定值,且使大部分鋼球落點在于與垂直中分面夾角為10-15°的區域,避免了拋落的鋼球直接砸在襯板上,導致襯板使用壽命縮短,有效防止襯板在運行中脫落與螺栓松脫漏粉。
該種結構襯板攜帶鋼球的曲面在磨損后仍然能基本保持原設計形狀,持續保持襯板對鋼球的攜帶能力,解決了傳統結構形狀的襯板(如傳統正弦波形襯板)因攜帶鋼球的曲面在被磨損后帶球能力降低導致粉磨效率下降的問題。
下圖為本公司針對火電廠磨煤機設計的一種自固式組合分級襯板,用于創元電廠。

(3)優化球磨機粉磨系統運行工況
通過進行系統通風出力測試、干燥出力及粉磨出力測試、分離器分離效率測試,系統分析評估粉磨系統能耗現狀、各設備運行工況參數及存在的問題,提出粉磨系統優化調整措施并組織實施,確保系統在最佳工況下運行。
對于帶有預破碎或預粉磨的系統,根據破碎粉磨裝置的粉磨效率,調整各粉磨破碎設備的進出物料的粒度,合理設計各粉磨破碎設備的能耗分配,實現能量利用效率最大化。
(4)選擇綜合性價比高的鋼球
根據被研磨物料的粒度、粉碎特性及球磨機襯板結構形狀與耐磨性指標,分析不同規格形狀鋼球(或鋼棒)的磨損規律、鋼球磨耗與運行成本,提出與物料、襯板相匹配的鋼球材質要求及硬度、金相組織等質量指標。


技術支持與保障 Technical support and guarantee

1、 現場試驗指導
派專業技術人員到現場指導,負責制粉系統整體優化。
2、 售后承諾
售后服務電話24小時提供實時在線技術支持,48小時內派人到現場處理。
3、 定期回訪
每月度與使用單位操作技術人員溝通交流一次,及時發現問題,并及時提出改進方案組織實施。
4、 技術質量保障
1) 質量管理體系認證證書

2) 高新技術企業證書

    

應用效果及案例 The application effect and the case

1、 節能效益:以300MW及600MW火電機組所配置的典型磨煤機為例

序號

項目

單位

300MW

600MW

1

磨煤機型號

/

MG350/650

BBD4360

2

電機額定功率

kW

1120

1700

3

實際運行功率

kW

844

1470

4

預計節電率

%

15

15

5

年運行時間

h

4500

4500

6

單臺磨年節電量

kW.h

56.97

99.225

7

四臺磨年節電量

kW.h

227.88

595.35

8

/kW.h

0.45

0.45

9

單臺磨年節電效益

萬元

25.64

44.65

10

單臺機組磨煤機臺數

4

6

11

單臺機組年節電效益

萬元

102.5

267.9

2、 典型應用案例
案例1:湖北漢川電廠磨煤機節能改造

用戶名稱:湖北漢新發電有限公司

項目所在地:湖北省孝感市漢川市新河鎮

項目名稱:磨煤機節能技術改造

項目實施時間:20136 201312

項目概況:

湖北漢新發電有限公司一期為DTM350/600型磨煤機,二期為MG350/650型磨煤機,委托長沙天瑞能源科技公司對#1#3爐磨煤機進行節能改造,項目目標為磨煤機節能改造后磨煤單耗下降15%

改造效果:

#31A1C磨于20136月份完成改造,經性能試驗結果表明,兩臺磨煤平均單耗為15.44 kW.h/t,比未改造磨煤機單耗下降了3.32kW.h/t,下降幅度達到17.7%

#11A磨于201312月份完成改造并進行性能試驗,其單耗平均為14.89 kWh/t#2機組未改造的磨煤機平均單耗下降3.92kWh/t,下降幅度達到20.81%

一期、二期四臺爐共16臺磨煤機全部改造后,年節電量達1000kWh以上,年減排量達8000CO2節能減排效益相當可觀。

案例2:湖南創元發電有限公司磨煤機節能技術改造
創元電廠兩臺300MW機組配八臺DTM350/700磨煤機,已全部進行了節能改造。其中#1爐C磨改造后運行電流86.79A,D磨未改造時運行電流109.51A,節電20.75%。如下圖:

案例3:湖南創元新材料有限公司碳素陽極球磨機節電改造
湖南新材料公司碳素陽極生產線配置一臺中信重型機械廠生產的φ3.0×5.5m風掃磨,用于粉碎石油焦熟料,配套電機功率為630kW。項目改造情況如下:

序號

單位

改造前

改造后

1

球磨機出力

t/h

15.48

15.14

2

粉磨單耗

kW.h/t

32.68

26.82

3

節電率

%

/

17.93


案例4:貴州黔東發電有限公司磨煤機節能改造
貴州黔東發電有限公司兩臺600MW機組配置12臺BBD4360型磨煤機。1D磨煤機于2013年11月完成鋼球級配優化節能改造。改造前磨煤機運行平均電流為165-169A,改造后磨煤機平均運行電流為135-140A,節電率約為20%。

案例5:云南威信電廠磨煤機節能改造
云南威信電廠兩臺600MW機組配置12臺BBD4360型磨煤機。#1C磨煤機于2014年11月改造完成。改造前磨煤機運行平均電流為160A,改造后磨煤機平均運行電流為126A,節電率約為20%。


案例6:安徽省合肥聯合發電有限公司第二發電廠節能改造

    安徽省合肥聯合發電有限公司第二發電廠為降低磨煤機運行耗電量,于2016年7月份招標(項目編號:0086-16LXFW1170126)委托馬鞍山市程鵬耐磨材料有限公司對#2爐#1磨進行了節能型耐磨鋼球改造。本項目在#2機組小修時實施,于2016年9月下旬完成了項目改造工作,在機組小修后機組啟動時進行磨煤機最大出力試驗與考核風量下煤粉細度調試。

    改造效果:改造后磨煤機最大出力達到了60.5t/h,磨煤機正常運行電流下降了19A,節電率平均達到20.06%,超過了考核標準節電率≥12%、電流下降11A的要求。煤粉均勻性指數由改前平均0.712提高到0.906,提高了27.19%。

磨煤機編號

改前運行電流(A

 

t/h

kwh/h

改后運行電流(A

 

t/h

kwh/h

節電率

#1磨煤機

112

46

21.51

94.4

47.4

17.59

18.20%

#2磨煤機

115.4

46

22.16

 

 

 

20.61%

#3磨煤機

112.9

44.6

22.36

 

 

 

21.33%

 

113.43

45.53

22.01

94.4

47.4

17.59

20.06%

上圖為改造的#1磨運行畫面:出力為61.5t/h,差壓2.8kpa,電流95.7A。風量20.2Nm3/s.






長沙天瑞能源科技有限公司

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