2013年4月5号郑州博金机器制造有限公司销售了一台年产六万吨的型煤压球机生产线成套设备，顾客来自山西根据自身所需订购此设备，顾客是以煤为主要原料的氮肥企业,生产能力为合成氨18万吨/年,尿素26万吨/年,每年生产需消耗优质块煤36万多吨,块煤平均到厂价355.11元/吨。由于块煤带粉较高,一般在30%左右,每年块煤中粉煤(粒度≤8mm)达8万多吨,这些粉煤主要用于电站锅炉的燃料煤,而电站燃料煤价为139.78元/吨,可见这是一种极不合理的原料利用,为此,我们投资300多万元自行设计和安装了1条年产6万吨型煤压球机成套生产线。

一、工艺流程：

    本公司用于生产的原料块煤有3种粒度规格,分别为8～25 mm、25～50 mm、50～100mm,它们是经过对进厂原煤进行破碎、筛分获得。其中小于8 mm的粉煤作为人造块煤的原料,用桥式起重机将粉煤装入粉煤贮仓,由预筛振动筛进行**一次筛分,由皮带送入立式链锤式破碎机进行破碎,破碎后的煤粉由皮带送到双轴搅拌机与煤球粘结剂进行均匀混合,然后由皮带送至堆沤仓进行沤化(共有5个堆沤仓)。煤粉经沤化成熟后,再经皮带送至螺旋输送机加适量水混合后送入压煤机进行制球,压制成形的湿煤球通过一个固定筛筛去未成球的煤粉即进入遂道式翻板烘球机。烘球机由油压传动装置传动,缓慢地将湿球在隧道内烘干,**经皮带送造气贮煤仓待烧。经固定筛筛出的煤粉通过刮板式输送机和皮带机送入原料煤库再利用。

二、主要设备的选型及安装：

    1、皮带运输机

   本工程共有8条长短不等的皮带运输机,我们主要选择槽形托辊和弹簧托辊两种。在安装当中,应注意皮带机的输送倾角及各皮带之间的物料过渡,特别是对烘干后的干煤球输送皮带的倾角应尽量偏小。为防止煤球下滚,输送干煤球的皮带其运输倾角应≤20℃。

    2、预筛振动筛及破碎机

   由工艺流程可知,预筛振动筛是对粉煤进行**一道筛分,我们选用1250×2500的单层振动筛,筛孔为16 mm,生产能力15 t/h,振动次数850次/分,筛面倾角15～20度。粉煤破碎的好坏直接影响煤球的压制成形,为此,选用长沙压力机床厂制造的PSJ800型立式链锤式破碎机。其生产能力为10 t/h,出料粒度≤2 mm。该设备属立式结构,运转起来振动和摆动较大,安装当中设备底座应有较大的强度,设备基础宜采用钢筋混凝土。

    3、腐植酸钠桶及双轴搅拌机

   本公司粉煤成形技术主要采用以腐植酸钠作为粘结剂的成形工艺,腐植酸钠桶的作用就是配制粘结剂,其安装位置比双轴搅拌机略高,让粘结剂通过位差流入双轴搅拌机内与煤粉进行充分混合。粉煤与粘结剂混合后需沤化一段时间,沤化成熟的粉煤在进入压球机前先送入螺旋给料机,旨在对压球机均匀给料。

    4、压球机

   压球机是粉煤制球的关键设备,其运行的好坏决定着煤球质量高低,通过分析比较,我们选用郑州博金机器制造有限公司的MGY750-150型煤用型煤压球机,生产能力为5 t/h。该机设有一预压装置,具有压力大、成形强度高、带粉率低等优点。

    5、烘球机

   从压球机出来的湿煤球,通过淌筛筛去粉煤后即进入烘球机进行烘干,对煤球的烘干我们选用一种叫隧道式链条翻板干燥机,此机没有成套的设备购买,我们主要根据上海某化肥厂提供的参考图纸,对炉栅、棘轮及液压传动部门进行外购,其余均在现场自行制作、筑炉及组装。同时结合我公司实际情况,对烘球系统作了一些改进。其改进内容如下:

   (1)烘干热源的改进　上海某化肥厂设计的烘球机热源是利用10 t/h锅炉烟道气,其烘球机上、下有4层炉栅,为减小热力损耗,烘球机距锅炉很近,烟道气进口温度≥200℃、出口温度≥100℃。由于受锅炉位置所限,无法利用锅炉烟道气作干燥热源,如果用煤燃烧作热源,不但投资增大而且厂房位置不够。经多方论证,采用合成氨生产的尾气(简称煤气)作热源,将煤气通入5000×2845×3000的燃烧炉内燃烧,该炉设有24根<20×2.5的煤气管,每根煤气管外套有<45×3的空气管,在两管的环隙中通入空气混合燃烧。煤气管分为多组,每组用阀门控制煤气量大小以便调节温度,燃烧炉还设有观察孔、点火孔、调风孔以便观察的操作。燃烧炉内的热空气通过引风机抽入到烘干炉内对煤球进行烘干。

   (2)烘球机结构改进　上海某化肥厂的烘球机为隧道式烟道气4层链条干燥机,通过两套液压装置分别带动2、4层炉栅在轨道上运动,在烘球机底部有14个1335×1205、高1554的锥形出灰斗用于贮存和排放煤球在运动中落下的粉尘。由于干燥热源的变化及烘球温度的可调节,完全可以达到煤球烘干的技术要求。为此,将上述的干燥机由4层改为2层。同时由于受旧厂房净空高度的限制,取消了出灰斗以降低整个烘球机的安装高度。

   (3)烘球机的安装　分两步进行。

     ①筑炉　烘球机的炉体采用夹层结构,内层采用耐火砖,隔热层采用膨胀珍珠岩粉,安装导轨的混凝土牛腿采用耐火水泥灌制,外层砌红砖,底层铺一层砖石后用耐火水泥抹平。在筑炉当中要保证两条炉栅导轨的安装尺寸,导轨预埋铁安装时应注意其方位,要防止其螺丝孔被水泥浆堵塞影响导轨安装,两条导轨的中心距(边缘距离)要求为1380±2 mm,导轨水平误差≤3mm,导轨直线度误差≤4 mm。

     ②传动部分及炉栅安装　传动部分主要是液压传动装置和主、从动轮。液压传动的控制箱、油缸和油管在现场组装后应启动油泵进行液压试验,液压油选用20号或30号机械油,在3.0MPa试验压力下各油管、阀门无泄漏,可以任意调节液压油路的换向、卸荷,控制箱上的溢流阀可以调节整个液压系统油压并起安全溢流作用,三位四通电磁阀从行程开关得到讯号后能自动控制液流转换使油缸活塞往复运动。整个传动的调速由开关箱上的时间继电器手控选择调节长短,从而达到炉栅在2～25 m/h的速度范围内无级间隙运送煤球。

     主、从动轮安装于烘球机的头、尾架上,主动轮上的摆轮与活塞杆连接,摆轮传动部分装于主动轮轴的轴伸端。摆轮装配完后应旋转轻便,拨爪起落灵活,拨爪前进一牙活塞行程塞行程均须≥100 mm(活塞极限行程为215 mm)。从动轮上安装炉栅拉紧装置,调节时必须对称、均匀拉紧,使主、从动轴始终保持平行。当炉内温度升高或降低时(一般在开、停炉4小时内)要随时注意调节拉紧装置,以免由于热胀冷缩致使炉栅拱起或拉断。

     烘球机的炉栅是由长1615 mm、宽260 mm的单个炉条组装而成,在炉栅安装中建议将固定大滚轮轴的开口销采用不锈钢材料,以防止在长期运行当中因开口销断裂造成炉栅散架发生事故。每安装一块炉条应检查大、小滚轮转动灵活并落在轨道的正确位置上,可以翻转的炉条应能沿栅轴中心任意旋转无卡塞现象。整个炉栅安装完后应进行不少于10个整圈的空负荷试车,逐个检查每个炉条的水平运动及在主、从动轮上的翻转运动。

三、问题与改进：

   6万吨/年人造煤球工程在试生产期间发现一些问题,目前正准备改进(还未实施),仅谈几点建议:

   (1)粉煤的破碎　所选用的破碎机,要求出料粒度≤2 mm、破碎率≥80%。实际生产上达不到上述要求,从而影响了后续的煤球压制及带粉率,此工序上还有待于进一步摸索和改进。

   (2)粉煤与粘结剂的混合　粉煤与粘结剂的混合采用双轴搅拌机,由于粘结剂较稠,当碰上很干的煤粉时,在双轴搅拌机内很难充分混合易形成煤团,从而影响到粉煤的沤化也影响了煤球的压制。据调查,目前粉煤与粘结剂的混合**是采用轮碾机混合工艺,它既能把较大颗粒的粉煤碾碎,又能使粉煤与粘结剂充分、均匀的胶合。

   (3)烘球机开设出灰边门　烘球机在长期运行中,在其底部会有很多的煤粉及碎球,如果长期不清理就会影响烘球机的通风效果从而影响到烘球质量。烘球机长约30 m,下层炉栅距底部仅900mm,目前采用人工爬进去从烘球机两端进行清理,不但劳动强度相当大,而且对生产和安全都不利。经生产检验证明如果烘球机在安装时因某种原因要取消出灰斗,那么必须考虑到采用其它可行的出灰方法,否则将会对整个煤球的连续生产造成影响。目前,我们准备在烘球机的两边开设出灰门以解决出灰问题。值得一提的是,如果烘球机开门过多势必会造成冷空气吸入而影响烘球效果,所以此种出灰门的设计一定要保证其有较好的密封性能。

   目前,人造煤球技术在小氮肥已有比较成熟和广泛的应用,但对中氮企业,由于要求煤球生产的规模较大,造气系统对煤球的要求较高等诸多因素,致使人造煤球的开发还未成熟。通过对6万吨/年人造煤球的工程安装,我们认为开发人造煤球主要应抓住4个环节,即粉煤破碎、粉煤与粘结剂的混合、煤球成形和烘干。如果从流程设计、设备选型、生产配备上对每一个环节都严格控制,那么,人造煤球的开发一定会取得满意的收效。

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