棒磨機制備管輸煤漿工藝設計研究范文

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[摘要]煤漿制備是管道輸煤工程的第一道工序，文章針對管道輸煤工程中所輸送煤漿在濃度、粒度級配等方面的特殊要求，設計出一套以棒磨機為主體設備，涵括了定量給料系統、棒磨機磨煤系統、給水系統以及返料系統四個子系統的管輸煤漿制備工藝流程，同時對流程中各子系統工藝控制邏輯進行設計，利用定量給料系統與給水系統進行漿體濃度的控制，利用棒磨機磨煤系統和返料系統進行漿體粒度的控制，最終制備出符合管道輸送要求的煤漿產品。

[關鍵詞]管輸煤漿制備；定量給料系統；棒磨機磨煤系統；給水系統；返料系統；工藝流程

1前言

管道輸煤作為一種新的物料運輸方式已被廣泛應用于很多部門和領域且近年發展勢頭良好，它是將固體燃料煤以水為載體用管道長距離輸送到用戶的一種技術，而煤漿制備是管道輸煤的第一道工序，它包括固體燃料煤進入管道輸送前的所有加工工藝過程。管輸煤漿制備的工藝流程設計取決于所輸送的煤漿特性要求，包括煤漿的濃度、粒度級配等，該工藝制備的煤漿應符合管道輸送的相關水力特性，因而與常規的水煤漿制備工藝存在較大的差異。本文結合中煤科工集團武漢設計研究院有限公司多年的管輸煤漿試驗研究，針對所輸送的煤漿特性，設計一套新型的煤漿制備工藝流程，以制備出符合管道輸送的煤漿產品，并實現工程應用。

2管輸煤漿制備工藝流程簡介

根據中煤科工集團武漢設計研究院有限公司多年的管輸煤漿試驗研究結果，適合管道輸送的煤漿重量濃度范圍一般為49%~55%，煤漿粒度級配范圍應該煤漿粘度值大小來確定，通常要求煤漿粘度值不應超過100mPa•s，這與煤化工用水煤漿產品的濃度以及粒度級配存在較大區別，通常煤化工用水煤漿的重量濃度超過60%，粘度值也在100mPa•s以上。因此管輸煤漿的制備工藝特殊性取決于上述管輸煤漿的特性[5-6]。管輸煤漿制備是以棒磨機為主工藝設備、輔以其他配套設備形成的工藝系統，其包括定量給料系統、棒磨機磨煤系統、給水系統以及返料系統四個子系統，其工藝流程簡圖見圖1。定量給料系統：主設備為定量給料機，輔以水分測定儀器、稱重儀器和變頻控制電機等，可以實現對棒磨機入煤量的精確控制。給水系統：主設備為離心泵，輔以流量測定儀器、流量調節閥等，可以實現對棒磨機給水量精確控制；同時，配合定量給料系統，使棒磨機出漿的濃度得以精確控制。棒磨機磨煤系統[7]：主設備為棒磨機，主要通過筒體內磨煤鋼棒充棒量、配比等和磨煤時間的調節，實現對棒磨機出漿的粒度級配控制，制備符合管道輸送要求的煤漿產品。返漿系統：主設備為離心泵，輔以分級篩、流量測定儀器和流量調節閥，主功能為配合棒磨機磨煤系統，實現對棒磨機出漿中大顆粒的控制，并返回煤漿中大顆粒組分至棒磨機進行再磨。

3管輸煤漿濃度控制工藝系統設計

定量給料系統與給水系統工藝設計是管輸煤漿制備中煤漿濃度控制的關鍵性工藝環節，其中進入定量給料機的精煤必須經過水分測定，并換算成干煤基量參數輸入到定量給料機控制系統中，控制系統經過數據轉化再控制定量給料機為棒磨機均勻且定量的給料；給水系統則根據定量給料機的給煤量和測定的精煤水分參數，通過流量計和流量調節閥來控制向棒磨機系統加水量的多少。以每小時制備重量濃度為50%的管輸煤漿10000kg為例。通過上述試驗結果可以看出，當充棒量為14%、大中小棒配比為1∶1.1∶1.1時，棒磨機煤漿產品的粘度值和粒級都符合要求，可作為棒磨機系統工藝設計的參考。棒磨機筒體內磨煤鋼棒充棒量、配比等參數一般無法實現生產時在線調節，故其設計參數一般不進入控制系統，但棒磨機的磨煤時間可以通過調節電機和筒體轉速來實現在線調節。返料系統的主要是通過分級篩來控制棒磨機的跑粗顆粒(+1mm粒級)，并通過返料泵將跑粗顆粒返回到棒磨機系統進行再磨。因此，返料系統的工藝設計一方面是保證粗顆粒不進入到管道輸送系統，另一方面是通過流量計和流量調節閥來實現返料系統的流量平衡。

4管輸煤漿粒度控制工藝系統設計

管輸煤漿粒度的控制對煤漿管道輸送過程中堵管風險的防范具有重要意義，而粒度的控制主要通過棒磨機系統與返料系統得以實現。中煤科工集團武漢設計研究院有限公司管輸煤漿試驗結果一方面要求管輸煤漿的粘度值不宜超過100mPa.s，另一方面要求制備的煤漿穩定性較好，綜合上述兩方面因素，棒磨機制備的管輸煤漿-0.043mm粒級占比不宜少于20%，+1mm粒級占比不宜多余1%。其中，煤漿產品-325粒級的占比主要通過棒磨機筒體內磨煤鋼棒充棒量、配比等和磨煤時間來調節，而+1mm粒級占比則通過返料系統來進行控制。棒磨機系統的工藝設計中，棒磨機是主體設備，其筒體內磨煤鋼棒充棒量、配比等和磨煤時間均需通過試驗來確定。試驗采用φ420×600溢流型棒磨機，磨煤介質為鋼棒，磨筒容積為80L。

5結語

(1)棒磨機制備管輸煤漿工藝系統主要有定量給料系統、給水系統、棒磨機磨煤系統和返料系統四部分組成；

(2)通過定量給料系統與給水系統的控制邏輯設計，可以實現對管道輸煤濃度的控制，保證制備的管道煤漿濃度在49%~55%之間；

(3)經過棒磨機磨煤系統的磨煤試驗，摸索出筒體內磨煤鋼棒充棒量、配比等參數，同時通過磨煤時間與返料系統的控制邏輯設計，保證了制備的管道煤漿+1mm粒級不超過1%、-0.045mm粒級不低于20%，同時控制煤漿粘度值不超過100mPa•s；

(4)該棒磨機制備管輸煤漿工藝系統已應用于陜西神渭輸煤管道工程首端煤漿制備系統。

參考文獻

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作者：涂照妹 單位：中煤科工集團武漢設計研究院有限公司