試析水泥粉磨站節能降耗的措施

覃超健

摘要：文章是針對水泥粉磨站節能降耗措施的探討。水泥粉磨的電耗在整個水泥生產過程中占據著相當大的比重，因此它是水泥生產中節能減排的重要環節。粉磨站的節能降耗，要從改善傳統的粉磨工藝和提高粉磨的效率抓起，同時也需要合理地安排生產工序，加強企業內部的管理和對節能減排的認識，從而實現產量、質量以及降耗三方面的共同提高。

關鍵詞：水泥生產；粉磨站；節能降耗

中圖分類號：TQ172 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）35-0095-02

1 水泥粉磨站生產概述

水泥的生產通常可以分為生料制備、熟料煅燒和水泥制成三個主要環節，而水泥粉磨站是從最后環節水泥制成階段獨立出來的一個成品制作單位。在水泥生產中，企業往往在礦區附近建立水泥熟料生產線，而在靠近水泥銷售的建筑市場周邊建立水泥粉磨站，從而減少運輸中的成本。如果將熟料生產環節也建立在城市附近的話，根據每生產1噸熟料需要1.6噸的生料來計算，要增加60%的運輸成本。而如果將水泥粉磨站和熟料生產線一同建在礦區的話，則需要從城里運輸生產材料到礦區，磨成水泥之后再運輸到城市，同樣增加了運輸成本。

目前我國數量最多的中小型水泥廠普遍采用的是球磨機一級圈流工藝來進行水泥粉磨，無論是球磨機還是選粉機，都存在著耗能高、產能低、產品質量差的弊端。盡管一些水泥廠近年來都使用了新型的干法熟料工藝，但在粉磨的主機設備、系統工藝方面仍存在一些問題，如：（1）磨機的內部結構不合理，設置的單層隔倉板并沒能有效地篩分物料，水泥顆粒分布范圍也較寬，粉磨的工作效率低。（2）有的物料的粒度大，但是磨機的長徑比小，耐磨性不好，最終的直接后果就是需要耗費大量的時間來研磨物料，工作效率低下。（3）選粉機工作效率低，不能篩選粒徑在3～32μm之間的微粉。隨著我國經濟建設的不斷發展，水泥的運用越來越廣泛，任何類型的建筑工程中都離不開水泥。而水泥的能耗又非常大，在能源緊缺的情況下，節約水泥的能耗，提高生產效率，減少生產中的浪費現象，無疑將會是未來水泥生產的重點方向。

2 水泥粉磨站節能降耗措施

2.1 優化磨機的內部結構，設置具有選粉功能的高效強制篩分系統

根據磨機存在的問題分析，我們發現，要想大幅度提高磨機的工作效率，最關鍵的就是要調整磨機的內部結構，改善其內部構造。而我國市場上的磨機多為Φ3.0以下磨機，這種磨機內部結構存在嚴重不合理現象，致使粉磨效率非常低。針對這一問題，我國許多科研設計單位或根據國外的先進技術或自主研發，已經實現了不小的結構優化方面突破，改造后的磨機取得了顯著的成績。磨機的改造方向主要在于：首先，改善磨機內的篩分裝置，設置高效強制篩分裝置，有效將大顆粒的物料攔截下來，使合格的物料順利進入后倉，而較大顆粒繼續留在前倉進行進一步破碎或研磨；應用“小篦縫，大流量”的原理，這樣就可以實現一倉破碎的功能，將大小顆粒的物料隔離開來，有效提高粉磨的效率。其次，在鍛倉中安裝活化襯板，這樣就可以加強各鍛層的運動，加強運動一定程度上可以提高磨機的工作效率。而且磨尾出料裝置具有料鍛分離功能，因此，它能有效將水泥制品與小鋼鍛區分開來，使水泥成品順利出磨，而將小鋼鍛隔離開來，使其不會隨意漏出磨機，這樣就大大節約了能源，也達到了提高工作效率的作用。最后，調整倉長，設置合適的球鍛。根據物料的特性、粒度和工藝特點，將磨機的倉長調整到合適的長度，并配備與之相適應的球鍛。在倉尾設置大表面積的小規格研磨體，這樣就可以使進入鍛倉的細物料與小鋼鍛一起進行強化研磨。小鋼鍛比普通的鋼鍛單位表面積大，因此可以大幅度提高工作效率，粉磨的效果大大提高了。小型研磨體對水泥顆粒級配及球形化十分有利，這兩種措施是目前磨機內部結構優化的主要改革方向。能達到如下效果：（1）產量提高30%～60%，電耗下降25%～40%，噸水泥電耗下降8～12kWh。（2）它能有效提高水泥的強度，一般而言，水泥強度可以提高5MPa以上，比表面積增加500～1000cm2/g，這樣就可以不斷提高我國水泥的質量，可以使我國生產的水泥逐漸與國際水泥標準接軌，從而促進我國水泥企業的健康發展。（3）改良后的磨機工作效率大大提高了，能耗降低了，有利于企業提高經濟效益。

2.2 降低入磨熟料的粒度，采用“多碎少磨”工藝，改造可降低粉磨電耗系統

水泥磨前配置相應的預磨設備，采用圈流破碎的方式有效減小物料的粒度，使進入磨機的物料粒度<10mm，這樣粒度的物料在磨機中進行粉磨時，可以提高粉磨的效率，還可以使生產出來的水泥產品粒度集中在3～32μm之間，從而有效提高產品的質量。目前最經濟的是在磨前增加輥壓機，輥壓機的結構合理，其工作原理非常先進。當物料進入破碎機之后，采用合理的運動軌跡使這些物料在破碎腔內實現多功能復合粉碎，這種方法消耗的金屬能量和電量都比較少。而且，輥壓機的可靠性高，它不會隨意出現機械故障；它能結合破碎研磨的作用，破碎比大、效率高、功耗低。據有關資料統計，破碎機在電能資源上的利用率為30%，而球墨機的利用率則僅為5%。為了有效降低功耗、降低成本、提高效率，采用“多碎少磨”的工藝改造是非常有必要的，它是提高磨機工作效率的一個重要

措施。

2.3 改善水泥特性，多摻加混合材料

通常水泥成品在出廠之前都需要摻加混合材料，這不僅能有效改善水泥的性能，還能使水泥適合于不同類型的工程建設中。而且，摻加混合材料還可以節約水泥熟料，節約熟料就相當于節約生產環節中排放出的二氧化碳、二氧化硫等污染物，同時節約電、煤等能耗，起到節能減排的效果。除此之外，摻加的混合材料還可以是工業廢渣，比如說：粉煤灰、鋼渣等，這些工業廢品經過一定的高溫處理后，其氧化鈣已經變成了鋁酸鹽或硅酸鹽，運用到水泥生產中可以有效改善水泥的性能，降低物料的粒度，降低水泥的生產成本，提高經濟效益。

2.4 合理使用助磨劑

水泥的粉磨是水泥成品生產過程中的主要能耗環節，可以采用合適的助磨劑，這樣可以有效改善水泥的粒度分布，并且可以減少粉磨時間，減少小于3μm以下顆粒的數量，提高磨機的產量，從而節約電耗。助磨劑是一種新型科技產品，它能增強性能，降低成本。其作用主要是通過助磨功能實現的，通過助磨功能可以使水泥顆粒區分開來，可以使水泥和鋼球區分來開，這樣就可以增強水泥的流動性，從而提高磨機的工作效率，提高磨機單位時間的產量，提高比表面積，有效提高水泥的強度。添加劑中的化學物質、水泥和混合材料進行一定的化學反應之后可以有效增強水泥的水化產物，提高水泥的反應活性，達到增強功能。當水泥需要細磨時，添加助磨劑的效果就更為明顯。例如在某企業中有兩臺Φ3.2×13m的球磨機，產量為45～50t/臺。為提高產量，該企業采用了助磨劑，并對磨機進行了技術改造，采用微型研磨體提高了磨機的研磨能力；采用了直徑為8～12mm的小鋼鍛，該小鋼鍛的總表面積是普通鋼鍛的2.5倍。技術改進之后，主要是小鍛的運用提高了產量，水泥產品的比表面積增加了，改善了水泥微粉顆粒組成。最終每臺的產量提升到了50～55t，產量提高了10%，且細度小于2.6%。

2.5 提高電氣設備的功率因素和效率，降低電耗

一是采用了變頻節能設備。隨著我國在變頻節能設備上的發展，變頻節能設備越來越先進，許多高壓、低壓和大容量的變頻節能設備被研發出來，它實現變頻軟啟動，減少對電網的沖擊，可節電25%左右。二是采用了究底補償裝置，既有自動調節的靜電電容器，又有自動調節的進相機組。三是利用低壓電機全相控技術。它的優點是在拖動負荷輕載和重載時自動調整電動機輸出功率，使電機在最佳時節電的目的，可節電15%左右。四是采用綠色照明系統。通過這些技術措施，大大改善了水泥企業功率因數，減少了無功功率需求，減少了有功功率的損失。

2.6 合理安排生產順序

水泥的生產設備通常都是大功率電機，啟動及運行時負荷較大，經常會出現供電線路電壓波動較大，而影響供電質量，影響水泥生產的情況。因此，水泥生產中必須嚴格執行合理的設備開機順序。一般來說，先是粉磨，緊接著就是包裝，最后就是供料系統。這三個環節的開機間隔必須在5min以上，這樣就可以有效保障電壓的穩定，提高電能資源的利用率。同時應加強科學管理，加強磨機工的培訓，學會聽磨音，根據磨音調整喂料量，使其喂料量與研磨體匹配，保持喂料量的相對穩定，并加強設備的維護保養，使磨機安全運轉。

3 結語

綜上所述，水泥粉磨站的節能降耗除了要從工藝上進行改革之外，還應加強管理方面的一系列措施。傳統的水泥生產企業中，廠家往往只注重產量和能耗之間的關系，而忽略了工藝對于生產質量的影響。因此，在今后的粉磨站生產過程中，要綜合考慮質量、產量和能耗，實現三者之間的平衡。傳統的磨機能源利用率低，做了大量的無用功，相應的節能技術應當是改造粉磨工藝的基本任務，而這一切都需要建立在一定的質量指標控制基礎之上。實現合理的水泥物料的顆粒配比，應滿足最佳性能的級配要求，摻加適當量的工業廢渣。力爭水泥顆粒的球形化是粉磨工藝質量控制的主要目標，正確協調好質量、產量、能耗三者之間的關系，是水泥粉磨節能、降耗的基本途徑。

參考文獻

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