水泥磨系統采用輥壓機預粉磨生產工藝及節電效果

錢存東

（揚州市節能技術服務中心，江蘇 揚州 225009）

水泥磨系統采用輥壓機預粉磨生產工藝及節電效果

錢存東

（揚州市節能技術服務中心，江蘇 揚州 225009）

揚州亞東水泥有限公司是江蘇揚州市最大的水泥生產企業，專業生產PC32.5、P042.5和PII52.5水泥粉磨。該公司現有水泥粉磨系統3套，均采用Φ4.2×13 m球磨機，年生產水泥260萬t。

該公司受電容量15 000 kVA、電壓等級35 kV，年消耗電能90 GWh，是江蘇省重點用能單位。為響應政府節能降耗的要求，該公司對3號生產線粉磨系統進行了節電改造。改造后，2010年3號水泥生產線生產的水泥可比綜合電耗比2009年下降了23.98%。

1 項目實施概況

2009年初，該公司首先對3條粉磨生產線的生產工藝和設備進行了一次全面地梳理，并借鑒省內外企業成功經驗，選擇合適的生產工藝和設備，同時確定從3號生產線著手進行生產工藝改造，對項目的工程投資和效益充分進行了評估。從2009年6月至2009年底完成了3號生產線粉磨系統生產工藝改造工作。該項目投資費用為2 200萬元，其中1 500萬元為自籌資金，700萬元為銀行貸款。

2 3號生產線生產工藝

2.1 改造前生產工藝

改造前水泥原料從料倉中出料經計量后混合，經帶運機、提運機等設備送入球磨機中，在球磨機中經過鋼球的碰撞、擠壓而粉碎，出磨物料由提升機送至高效選粉機，分選出的粗粉通過滑運機回到磨機，細粉隨氣流進入高濃度收塵器內，收下的灰即為成品，再由輸送設備送入水泥庫。圖1為改造前3號生產線生產工藝流程圖。

這種粉磨系統關鍵設備是球磨機。由于球磨機的粉碎機理屬于單顆粒粉碎，物料之間的有效相互作用很少。球磨機能量利用率很低，僅在2%左右，大部分能量沒有用在物料的粉碎上，而是變成無用的熱量散發。因此，提高能量利用率的潛力很大。該粉磨系統設計能力為80 t/h。

圖1 改造前3號生產線生產工藝流程圖

2.2 改造后生產工藝

改造后利用原配料庫庫底配料后，由帶運機、提升機將熟料、石灰石、混合料等送入穩流稱重倉內，經輥壓機擠壓后，再由提升機送入V型分級機，出V型分級機后的粗粉返回穩流稱重倉進行二次擠壓，細粉（半成品）由風帶入旋風筒收集后由滑運機送入原有粉磨系統。粉煤灰干灰及脫硫石膏直接送入球磨機粉磨。出磨物料由提升機送至高效選粉機，分選出的粗粉通過滑運機回到磨機，細粉隨氣流進入高濃度收塵器內，收下的灰即為成品，再由輸送設備送入水泥庫。

改造后預粉磨系統采用輥壓機和球磨機聯合擠壓粉磨。其中，輥壓機與氣流分級機構成獨立回路，將輥壓機擠壓出的物料經打氣流分級機分級后，大于一定粒徑的物料返回輥壓機重新擠壓，小于一定粒徑的物料作為半成品送入球磨機粉磨。輥壓機利用粒間高壓粉碎原理，高效、節能，大幅度改善入磨物料的粒度和易磨性，氣流分級機集打散與分級功能于一體，有效消除輥壓機邊緣漏料對球磨系統產生的不良影響，合理匹配輥壓機與球磨機之間的功率比，使入磨物料的粒度趨于均齊，保證后序球磨系統工況的穩定，帶有特殊磨內篩分裝置的球磨機將各粒級物料在各球倉和段倉中由粗到細依次有序地分段，使研磨體的配備更具針對性和有效性，各球、段的群體沖擊及研磨功能得到更為有效的發揮，進一步提高系統的粉磨效率，從而達到增產節能的目的。圖2為改造后3號生產線生產工藝流程圖。

圖2 改造后3號生產線生產工藝流程圖

這種粉磨系統關鍵設備是輥壓機。輥壓機采用的是高壓料床粉碎原理使物料得以粉碎，是大能量的一次性輸入，為了實現工業生產連續性作業，采用一對相向運動的輥子（其中一只是固定輥、一只為活動輥），液壓力通過活動輥作用在拉入兩輥之間的物料上，并將其壓實粉碎。

輥壓機的粉磨效率約為球磨機的2倍左右。通過輥壓機預處理設備縮小入磨粒度，在大幅度提高磨機產量50%的同時，顯著降低粉磨系統電耗20%～30%及生產成本。該粉磨系統設計能力為160 t/h。

3 輥壓機聯合球磨機粉磨系統技術特點

3.1 設計合適容量的穩流稱重倉

由于輥壓機必須滿料操作，運行過程中兩輥之間必須保證充滿物料，不能間斷，因此，必須在輥壓機進料口上部設置穩流作用的稱重倉。

3.2 采用除鐵技術

由于輥壓機輥面耐磨層容易磨損，尤其對金屬異物反應敏感，因此喂入輥壓機的物料應盡可能地除鐵徹底。系統中除了在進料皮帶上設置除鐵器外，還在進料皮帶上設置金屬探測儀。在生產過程中，應確保金屬探測儀與進料系統連鎖暢通反應敏捷，以便及時排除物料中混雜的金屬異物，避免金屬異物在輥壓機與分級機組成的閉路系統中不斷循環而反復損傷輥面層。

表1 3號生產線改造前后可比水泥電耗計算表

3.3 輥壓機斜插板位置得當

輥壓機斜插板位置不當，會造成輥壓機入口內料柱壓力過大或過小，對形成穩定料床有影響。位置過高，料柱壓力過大，入輥壓機物料多，輥縫大，物料會沖過輥壓機或形成料餅過厚，增大下道工序負荷，擠壓效果變差，成品含量低；位置過低，料柱壓力小，入輥壓機物料少，難以形成穩定厚實的料床，產量低，嚴重時還可能造成設備振動，無法運行。

3.4 關鍵設備輥壓機

輥壓機是根據料床粉磨原理設計而成，其主要特征是高壓、滿速、滿料、料床粉碎。由于輥壓機的高壓負荷通過雙輥直徑傳遞到物料層，大部分能量被用于物料之間的相互擠壓，物料摩擦產生的聲能、熱能被轉化為物料的變形能，使其變形、撕裂、粉碎，因此輥壓機是能量利用率較高的設備。同時，輥壓后的物料不僅粒度大幅度減少，也大大改善了后續磨機的粉磨狀況，使整個粉磨系統的單位電耗明顯下降。

3.5 采用V型分級機

基于輥壓機的工作特點，為給下一道工序（磨機）提供合格的半成品，以充分發揮磨機的研磨作用，必須設置分料分級裝置，將小于一定料徑的物料作為半成品送入經過改造的球磨機中繼續粉磨至水泥成品，而大于此料徑的物料返回輥壓機重新擠壓，這就構成了輥壓機聯合粉磨系統。

4 節電效益和經濟效益

揚州亞東水泥有限公司于2009年底完成了對3號生產線粉磨系統改造。在進行節能效果分析比較時,采用2010年4月與2009年4月生產P042.5水泥的相關數據進行比較。表1為3號生產線改造前后可比水泥電耗計算表。

2010年3號生產線共生產水泥96萬t，實際節約電量10.2 GWh。該項目投資2 200萬元，項目節電效益598.74萬元，新增效益300萬元，回收期30個月。

Production process of cement mill system with roller press pre?milling and its energy?saving effect

QIAN Cun?dong
（Yangzhou Energy Conservation Technology Service Center,Yangzhou 225009，China）

1009-1831（2011）04-0044-02

TK018；F407.61

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2011-03-08