2013年4月5號鄭州博金機器制造有限公司銷售了一臺年產六萬噸的型煤壓球機生產線成套設備，顧客來自山西根據自身所需訂購此設備，顧客是以煤為主要原料的氮肥企業,生產能力為合成氨18萬噸/年,尿素26萬噸/年,每年生產需消耗優質塊煤36萬多噸,塊煤平均到廠價355.11元/噸。由于塊煤帶粉較高,一般在30%左右,每年塊煤中粉煤(粒度≤8mm)達8萬多噸,這些粉煤主要用于電站鍋爐的燃料煤,而電站燃料煤價為139.78元/噸,可見這是一種極不合理的原料利用,為此,我們投資300多萬元自行設計和安裝了1條年產6萬噸型煤壓球機成套生產線。
一、工藝流程：
本公司用于生產的原料塊煤有3種粒度規格,分別為8～25 mm、25～50 mm、50～100mm,它們是經過對進廠原煤進行破碎、篩分獲得。其中小于8 mm的粉煤作為人造塊煤的原料,用橋式起重機將粉煤裝入粉煤貯倉,由預篩振動篩進行**一次篩分,由皮帶送入立式鏈錘式破碎機進行破碎,破碎后的煤粉由皮帶送到雙軸攪拌機與煤球粘結劑進行均勻混合,然后由皮帶送至堆漚倉進行漚化(共有5個堆漚倉)。煤粉經漚化成熟后,再經皮帶送至螺旋輸送機加適量水混合后送入壓煤機進行制球,壓制成形的濕煤球通過一個固定篩篩去未成球的煤粉即進入遂道式翻板烘球機。烘球機由油壓傳動裝置傳動,緩慢地將濕球在隧道內烘干,**經皮帶送造氣貯煤倉待燒。經固定篩篩出的煤粉通過刮板式輸送機和皮帶機送入原料煤庫再利用。
二、主要設備的選型及安裝：
1、皮帶運輸機
本工程共有8條長短不等的皮帶運輸機,我們主要選擇槽形托輥和彈簧托輥兩種。在安裝當中,應注意皮帶機的輸送傾角及各皮帶之間的物料過渡,特別是對烘干后的干煤球輸送皮帶的傾角應盡量偏小。為防止煤球下滾,輸送干煤球的皮帶其運輸傾角應≤20℃。
2、預篩振動篩及破碎機
由工藝流程可知,預篩振動篩是對粉煤進行**一道篩分,我們選用1250×2500的單層振動篩,篩孔為16 mm,生產能力15 t/h,振動次數850次/分,篩面傾角15～20度。粉煤破碎的好壞直接影響煤球的壓制成形,為此,選用長沙壓力機床廠制造的PSJ800型立式鏈錘式破碎機。其生產能力為10 t/h,出料粒度≤2 mm。該設備屬立式結構,運轉起來振動和擺動較大,安裝當中設備底座應有較大的強度,設備基礎宜采用鋼筋混凝土。
3、腐植酸鈉桶及雙軸攪拌機
本公司粉煤成形技術主要采用以腐植酸鈉作為粘結劑的成形工藝,腐植酸鈉桶的作用就是配制粘結劑,其安裝位置比雙軸攪拌機略高,讓粘結劑通過位差流入雙軸攪拌機內與煤粉進行充分混合。粉煤與粘結劑混合后需漚化一段時間,漚化成熟的粉煤在進入壓球機前先送入螺旋給料機,旨在對壓球機均勻給料。
4、壓球機
壓球機是粉煤制球的關鍵設備,其運行的好壞決定著煤球質量高低,通過分析比較,我們選用鄭州博金機器制造有限公司的MGY750-150型煤用型煤壓球機,生產能力為5 t/h。該機設有一預壓裝置,具有壓力大、成形強度高、帶粉率低等優點。
5、烘球機
從壓球機出來的濕煤球,通過淌篩篩去粉煤后即進入烘球機進行烘干,對煤球的烘干我們選用一種叫隧道式鏈條翻板干燥機,此機沒有成套的設備購買,我們主要根據上海某化肥廠提供的參考圖紙,對爐柵、棘輪及液壓傳動部門進行外購,其余均在現場自行制作、筑爐及組裝。同時結合我公司實際情況,對烘球系統作了一些改進。其改進內容如下:
(1)烘干熱源的改進 上海某化肥廠設計的烘球機熱源是利用10 t/h鍋爐煙道氣,其烘球機上、下有4層爐柵,為減小熱力損耗,烘球機距鍋爐很近,煙道氣進口溫度≥200℃、出口溫度≥100℃。由于受鍋爐位置所限,無法利用鍋爐煙道氣作干燥熱源,如果用煤燃燒作熱源,不但投資增大而且廠房位置不夠。經多方論證,采用合成氨生產的尾氣(簡稱煤氣)作熱源,將煤氣通入5000×2845×3000的燃燒爐內燃燒,該爐設有24根<20×2.5的煤氣管,每根煤氣管外套有<45×3的空氣管,在兩管的環隙中通入空氣混合燃燒。煤氣管分為多組,每組用閥門控制煤氣量大小以便調節溫度,燃燒爐還設有觀察孔、點火孔、調風孔以便觀察的操作。燃燒爐內的熱空氣通過引風機抽入到烘干爐內對煤球進行烘干。
(2)烘球機結構改進 上海某化肥廠的烘球機為隧道式煙道氣4層鏈條干燥機,通過兩套液壓裝置分別帶動2、4層爐柵在軌道上運動,在烘球機底部有14個1335×1205、高1554的錐形出灰斗用于貯存和排放煤球在運動中落下的粉塵。由于干燥熱源的變化及烘球溫度的可調節,完全可以達到煤球烘干的技術要求。為此,將上述的干燥機由4層改為2層。同時由于受舊廠房凈空高度的限制,取消了出灰斗以降低整個烘球機的安裝高度。
(3)烘球機的安裝 分兩步進行。
①筑爐 烘球機的爐體采用夾層結構,內層采用耐火磚,隔熱層采用膨脹珍珠巖粉,安裝導軌的混凝土牛腿采用耐火水泥灌制,外層砌紅磚,底層鋪一層磚石后用耐火水泥抹平。在筑爐當中要保證兩條爐柵導軌的安裝尺寸,導軌預埋鐵安裝時應注意其方位,要防止其螺絲孔被水泥漿堵塞影響導軌安裝,兩條導軌的中心距(邊緣距離)要求為1380±2 mm,導軌水平誤差≤3mm,導軌直線度誤差≤4 mm。
②傳動部分及爐柵安裝 傳動部分主要是液壓傳動裝置和主、從動輪。液壓傳動的控制箱、油缸和油管在現場組裝后應啟動油泵進行液壓試驗,液壓油選用20號或30號機械油,在3.0MPa試驗壓力下各油管、閥門無泄漏,可以任意調節液壓油路的換向、卸荷,控制箱上的溢流閥可以調節整個液壓系統油壓并起安全溢流作用,三位四通電磁閥從行程開關得到訊號后能自動控制液流轉換使油缸活塞往復運動。整個傳動的調速由開關箱上的時間繼電器手控選擇調節長短,從而達到爐柵在2～25 m/h的速度范圍內無級間隙運送煤球。
主、從動輪安裝于烘球機的頭、尾架上,主動輪上的擺輪與活塞桿連接,擺輪傳動部分裝于主動輪軸的軸伸端。擺輪裝配完后應旋轉輕便,撥爪起落靈活,撥爪前進一牙活塞行程塞行程均須≥100 mm(活塞極限行程為215 mm)。從動輪上安裝爐柵拉緊裝置,調節時必須對稱、均勻拉緊,使主、從動軸始終保持平行。當爐內溫度升高或降低時(一般在開、停爐4小時內)要隨時注意調節拉緊裝置,以免由于熱脹冷縮致使爐柵拱起或拉斷。
烘球機的爐柵是由長1615 mm、寬260 mm的單個爐條組裝而成,在爐柵安裝中建議將固定大滾輪軸的開口銷采用不銹鋼材料,以防止在長期運行當中因開口銷斷裂造成爐柵散架發生事故。每安裝一塊爐條應檢查大、小滾輪轉動靈活并落在軌道的正確位置上,可以翻轉的爐條應能沿柵軸中心任意旋轉無卡塞現象。整個爐柵安裝完后應進行不少于10個整圈的空負荷試車,逐個檢查每個爐條的水平運動及在主、從動輪上的翻轉運動。
三、問題與改進：
6萬噸/年人造煤球工程在試生產期間發現一些問題,目前正準備改進(還未實施),僅談幾點建議:
(1)粉煤的破碎 所選用的破碎機,要求出料粒度≤2 mm、破碎率≥80%。實際生產上達不到上述要求,從而影響了后續的煤球壓制及帶粉率,此工序上還有待于進一步摸索和改進。
(2)粉煤與粘結劑的混合 粉煤與粘結劑的混合采用雙軸攪拌機,由于粘結劑較稠,當碰上很干的煤粉時,在雙軸攪拌機內很難充分混合易形成煤團,從而影響到粉煤的漚化也影響了煤球的壓制。據調查,目前粉煤與粘結劑的混合**是采用輪碾機混合工藝,它既能把較大顆粒的粉煤碾碎,又能使粉煤與粘結劑充分、均勻的膠合。
(3)烘球機開設出灰邊門 烘球機在長期運行中,在其底部會有很多的煤粉及碎球,如果長期不清理就會影響烘球機的通風效果從而影響到烘球質量。烘球機長約30 m,下層爐柵距底部僅900mm,目前采用人工爬進去從烘球機兩端進行清理,不但勞動強度相當大,而且對生產和安全都不利。經生產檢驗證明如果烘球機在安裝時因某種原因要取消出灰斗,那么必須考慮到采用其它可行的出灰方法,否則將會對整個煤球的連續生產造成影響。目前,我們準備在烘球機的兩邊開設出灰門以解決出灰問題。值得一提的是,如果烘球機開門過多勢必會造成冷空氣吸入而影響烘球效果,所以此種出灰門的設計一定要保證其有較好的密封性能。
目前,人造煤球技術在小氮肥已有比較成熟和廣泛的應用,但對中氮企業,由于要求煤球生產的規模較大,造氣系統對煤球的要求較高等諸多因素,致使人造煤球的開發還未成熟。通過對6萬噸/年人造煤球的工程安裝,我們認為開發人造煤球主要應抓住4個環節,即粉煤破碎、粉煤與粘結劑的混合、煤球成形和烘干。如果從流程設計、設備選型、生產配備上對每一個環節都嚴格控制,那么,人造煤球的開發一定會取得滿意的收效。
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