TRMC型煤辊磨在国内外水泥行业中的应用

郑倩

TRMC型煤辊磨在国内外水泥行业中的应用

Application of TRMC Coal Roller Mill in Cement Industry at Home and Abroad

郑倩

Application of TRMC Coal Roller Mill in Cement Industry at Home and Abroad

天津水泥工业设计研究院有限公司在粉磨烟煤、无烟煤、石油焦、褐煤等方面有着丰富的经验，到2016年7月，已销售煤辊磨近四十台。本文对天津院煤辊磨的设计开发、原理、结构、应用以及防爆等方面进行了详细的阐述。

煤辊磨；粉磨；防爆

1 前言

近代第一台辊磨始于20世纪初的美国，至今已有一百多年历史。传统的粉磨系统是球磨机粉磨，而辊磨以其独特的粉磨原理克服了球磨机粉磨的诸多缺陷，有着显著的优越性。

早在上世纪，天津水泥工业设计研究院就着手开始了煤辊磨的开发设计工作，经过多年的广泛研究并结合国外先进技术以及水泥行业的特点，开发设计了TRMC系列煤辊磨，并广泛应用于水泥行业中。本文对TRMC型煤辊磨及其应用作一介绍，以供参考。

2 煤辊磨粉磨工艺

TRMC型煤辊磨系统工艺流程见图1。

皮带输送机将原煤喂入原煤仓。启动制备煤粉系统，打开原煤仓底部棒阀，通过给煤机，原煤喂入TRMC立式煤辊磨进行粉磨及烘干。系统风机将回转窑废气抽引至煤辊磨，与磨内被粉磨的物料进行充分热交换后，物料被热风带至选粉机处进行分选，细度不合格的物料重新回到磨盘上进行粉磨，合格的物料随气流进入防爆型收尘器，经过分格轮卸入煤粉仓。原煤中的杂物（如煤矸石、小铁块等）通过风环、排渣口排出磨外。

3TRMC型煤辊磨粉磨原理及结构特点

3.1 粉磨原理

TRMC型煤辊磨主要由选粉机、磨辊、摇臂、磨盘、风环、中壳体、进风道、机架、传动装置、干油润滑装置、气封管道、限位装置、喷水系统、液压加压装置及管路、磨辊润滑装置及管路、翻辊装置等部件组成（图2）。

辊磨的工作原理如下：驱动装置带动磨盘顺时针旋转，需粉磨的物料通过输送皮带，经过回转下料器沿下料管落到磨盘中心，在离心力的作用下，物料向磨盘周边移动，均匀分散、铺平，形成料床。磨辊在液压加压装置的作用下，连续碾压物料，物料受到挤压和剪切作用而被碾碎。同时，热风从风环高速均匀向上喷出，一方面把较粗颗粒的物料吹回磨盘重新粉磨，另一方面将细粉带入选粉机进行分选。在此过程中物料与热风进行了充分的热交换，水分迅速被蒸发，合格的细粉随同气流出磨，由收尘设备收集下来即为成品，不合格的在选粉机叶片作用下重新回落至磨盘，与新喂入的物料一起重新粉磨，如此循环往复，直至完成粉磨作业全过程。

3.2TRMC型煤磨结构特点

（1）采用中心下料方式，由回转下料器直接喂入磨盘，能有效避免堵料。

（2）LV型选粉机，选粉效率高。

（3）具有自动抬辊、落辊功能，可实现空载启动。

（4）机械限位机构确保磨辊与磨盘无直接金属摩擦或碰撞，增强了安全性。

（5）借助翻辊装置，可以方便地将磨辊翻出磨外便于检修。

（6）液压系统操作压力低，可减少漏油故障，降低磨机振动，利于操作和管理。

（7）根据物料特性选择磨辊辊套及磨盘衬板材质，以最经济方式保证长期运行。

3.2.1 选粉机

经粉磨且烘干的物料与气流一起从下部进入选粉机，选粉机内部的导风叶片使粉尘/热风形成一个切向流，转子按与切向流相同方向旋转。在导风叶片和转子叶片之间的间隙处，形成了一个离心力的空间，使粉尘/热风得以分离。大颗粒的物料被抛向外部，因重力而下落，离开了间隙处后，被收集并返回磨机进行再粉磨。成品物料与热风夹杂在一起，通过选粉机的出口管道离开选粉机。

通过调节选粉机转速控制产品细度，由于采用变频调速电动机，转子的转数可进行无级调节。在物料粉磨、提升、回落过程中，与热风进行着充分热交换，使物料水分蒸发，从而使成品水分控制在预定的范围内。

3.2.2 中壳体

中壳体为焊接结构件。圆柱形的壳体焊接在磨机的支架上。在壳体上，开有与磨辊数量相同的检修门，方便磨辊翻进和翻出。检修门通过螺栓与壳体相连。检修门上设置了密封护套，摇臂和密封护套之间采用密封条密封。在壳体的内部焊有衬板，磨损之后可以更换。为了方便检查磨机的内部，壳体上还设有一个人孔门，方便人员进入磨内。

3.2.3 摇臂

每组摇臂包括摇臂、摇臂轴、轴承座以及轴承等。摇臂轴两端通过锥形胀套与摇臂相连接，胀套仅仅用来固定摇臂和轴，使其同心。摇臂通过销轴与油缸相连，销轴和摇臂孔之间有护套，防止销轴和摇臂直接摩擦。

3.2.4 磨辊

磨辊是辊式磨的重要部件，物料在磨辊的挤压下被粉碎。每个磨辊均与各自的摇臂固定在一起，低位置时磨辊轴与磨盘水平面夹角为15°。磨辊主要由轮毂、辊轴、轴承、辊套、轴承密封件、闷盖、端盖、润滑油管等部件组成。

3.2.5 磨盘

磨盘主要由盘体、衬板、压块、挡料圈、刮料板、风环、液压千斤顶等部件组成。

磨盘的首要功能是支撑料床，并将磨辊产生的力传输至下部的减速机，同时也将减速机的扭力传输至粉磨区域。磨盘与风道一起形成了一个环形的腔室，风从此腔室流出，通过通风环进入到粉磨室。

3.2.6 机架

机架由支架、支架底座、减速机底座、连接桥等部件组成。这些部件多为焊接结构件，在安装现场调整后组装焊接成一体。因此在放置和运输时必须注意，避免这些部件变形。

支架底座的作用是给磨机和支架以支撑。减速机底座用来承载减速机。在支架的底部焊有2块油缸耳板，上面钻有销孔，通过销轴与油缸连接。在每个支架上还配有门，其位置靠近液压油缸的安装口，随时可以检查油缸。连接桥为插入式，在2个相关支架之间通过螺栓连接，然后焊接在一起。这样就可以形成一个扭力均衡的刚性圈，使整个机架更加牢固。

4TRMC型煤辊磨的应用范围

TRMC型辊磨可以满足不同客户的需求。天津水泥工业设计研究院有限公司多年来在应用烟煤、无烟煤、石油焦及褐煤等燃料方面具有丰富的经验。

4.1 石油焦

石油焦作为炼油工艺的副产品，具有热值高、挥发分低、易破碎、水分和灰分含量很少等特点，因此很受关注。由于石油焦的挥发分含量较低（1%～15%之间），需要更细的细度以获得足够的表面，达到最佳燃烧。用TRMC型煤磨粉磨石油焦时，可以获得细度达到3%（R90μm）以上的产品。

2008年至今，TRMC型石油焦辊磨已经在多个现场投入使用。2008年，某白水泥项目，TRMC20，产量12t/h，细度R90μm≤3.0%；2011年，印度某项目，TRMC31，产量25t/h，细度R90μm≤3.0%；2015年，埃及某项目，TRMC31，产量22t/h，细度R90μm≤2.0%。

通过对各个现场TRMC型辊磨粉磨石油焦的情况分析，总结出辊磨粉磨石油焦的关键点如下：

（1）提高粉磨压力，减少物料的碾磨次数。

（2）增加磨盘磨辊的接触面积，增大碾磨区域。

（3）采用可调的挡风圈来调整物料在磨盘上停留的时间。

（4）增加喷水装置进一步稳定料层。

4.2 无烟煤

与烟煤相比，无烟煤除在燃烧性能方面有着着火温度高、燃烧速度慢、燃尽率差的特点外，在粉磨性能方面也有较为明显的差别。由于无烟煤较之烟煤通常成矿地质年代更为久远，可以认为无烟煤是一种比烟煤晶体化更完整的形态，质地硬，易磨性差。

TRMC型煤磨在粉磨无烟煤方面的经验如下：

越南无烟煤磨，型号TRMC36，产量45t/h（R90μm=3.0%）。

4.3 褐煤

褐煤，是煤化程度最低的矿产煤。其化学反应性强，在空气中容易风化，不易储存和长距离运输。由于它挥发分较高，水分大，燃点低，易着火自燃，堆放高度不宜＞2m。

马来西亚某项目，型号TRMC31，产量40t/h（R90um=12%）。

褐煤的理化性质决定了其粉磨上的困难：首先其水分很高，一般到厂的原料水分都高达30%左右；其次其挥发分很高，一般40%左右，燃点低，易于燃烧，所以辊磨必须做好防爆措施，还须注意系统的温度控制。

5TRMC型煤辊磨的防爆措施

5.1 着火特性

煤粉是一种易燃易爆的物质，其在一定的条件下能燃烧、发光点燃或爆炸是由于：

（1）在处理过程中O2的含量增加（＞12%）。

（2）挥发分高（挥发分＜10%没有危险，挥发分＞20%时，爆炸的可能性大大增加）。

（3）煤粉的细度（煤粉越细，分散度越高，越易爆炸）。

（4）在处理气体中CO的含量增加。

5.2 防爆措施

TRMC型的煤磨分为两种，一种是半封闭结构，一种是全封闭结构，区别在于摇臂的密封形式，如图3、图4所示。

半封闭结构的煤磨，由于上摇臂在磨外布置且为转动部件，摇臂与中壳体之间设计10mm左右间隙，该间隙由橡胶板贴紧密封。但由于橡胶的磨损、更换不及时、加工制造误差等原因，会有少量空气透过橡胶条进入磨内，造成漏风。

全封闭结构的煤磨将上摇臂包在磨内，摇臂与中壳体依然存有间隙，只不过此间隙在磨内，为防止煤粉从此间隙渗漏，引导进风管道热风通过此间隙防止渗漏，理论上此形式煤磨漏风量可以忽略。

总之，无论采用哪种结构的煤磨，都应采取相应措施来消除或控制燃爆条件的形成，预防和抑制煤粉的燃爆，措施如下：

（1）调试时，磨机各死角位置要用不可燃物（如石灰石）完全填充，防止生产时堆积煤粉，造成自燃。

（2）定时巡检排渣阀及任何易积煤处，防止因积煤或氧化造成自燃事故。

（3）控制磨机入口和入口温度，一般入磨温度≯300℃，出磨温度≯85℃。

（4）加强密封，防止因漏风结露和渗入雨水而造成燃爆事故。

图3 半封闭结构

图4 全封闭结构

[1]刘成，郑学全.立式煤磨系统燃爆原因分析及控制措施[J].水泥工程，2005，（3）.

[2]韩仲琦.辊磨技术在水泥工业的应用与发展[J].中国水泥，2009，（12）.

[3]苏杰，杜军炜，王烨江.原煤粉磨系统中煤辊磨的生产经验[J].化学工程与装备，2009，（7）.■

TQ172.632.5

A

1001-6171（2017）03-0039-04

中材（天津）粉体技术装备有限公司，天津300400；

2016-08-29；编辑：吕光