?3.8m×13m水泥粉磨系統(tǒng)的改造

牛海龍，石國平，謝小云，馬秀寬，徐向升

?3.8m×13m水泥粉磨系統(tǒng)的改造

Transformation of Cement Grinding System with the Dimension of ?3.8 m×13 m

牛海龍1，石國平2，謝小云2，馬秀寬2，徐向升3

在球磨機(jī)時(shí)代，水泥粉磨主要依靠粉磨效率低的球磨機(jī)。隨著粉磨技術(shù)的發(fā)展，采用高效料床粉磨技術(shù)裝備對現(xiàn)有傳統(tǒng)球磨水泥粉磨系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，是大幅降低水泥生產(chǎn)電耗、提高企業(yè)效益的有效途徑。為此，天津振興水泥廠對?3.8m×13m雙倉圈流水泥球磨系統(tǒng)進(jìn)行了提產(chǎn)節(jié)能改造，增加了一臺輥壓機(jī)與現(xiàn)有設(shè)備組成聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。經(jīng)過半年多的生產(chǎn)調(diào)試，系統(tǒng)產(chǎn)量由65t/h提高至180～190t/h，系統(tǒng)電耗降低了8kWh/t，系統(tǒng)產(chǎn)量大幅提高，保證了水泥銷售旺季的生產(chǎn)需求，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

輥壓機(jī)；水泥粉磨；球磨機(jī)；開流粉磨

在球磨機(jī)時(shí)代，水泥粉磨主要依靠粉磨效率低的球磨機(jī)，系統(tǒng)電耗為35～45kWh/t；在目前料床粉磨技術(shù)發(fā)展時(shí)代，采用料床預(yù)粉磨（保留球磨機(jī)），系統(tǒng)電耗降低到30～35kWh/t；在去球磨化時(shí)代，物料粉磨全部采用高效料床粉磨技術(shù)，電耗可以降低至25kWh/t左右。由于高效料床粉磨設(shè)備（輥壓機(jī)和輥磨）的能量利用率約為球磨機(jī)的兩倍，隨著聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中輥壓機(jī)規(guī)格的增大，粉磨過程中吸收功率的增加，整個(gè)粉磨系統(tǒng)的電耗隨之降低，所以采用高效料床粉磨裝備技術(shù)，改造現(xiàn)有傳統(tǒng)球磨水泥粉磨系統(tǒng)，是大幅降低水泥生產(chǎn)電耗、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。

天津振興水泥廠1號2000t/d水泥熟料新型干法生產(chǎn)線系天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院于1997年設(shè)計(jì)的國產(chǎn)化2000t/d水泥熟料生產(chǎn)線。水泥粉磨系統(tǒng)采用兩套?3.8m×13m雙倉圈流球磨系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力為2× 60t/h（P·O52.5，350m2/kg比表面積），系統(tǒng)主機(jī)配置見表1。

原系統(tǒng)工藝流程見圖1。新喂物料中的熟料、石灰石和脫硫石膏等經(jīng)計(jì)量后，由皮帶從球磨機(jī)磨頭喂入，出磨物料經(jīng)提升機(jī)和斜槽送入動(dòng)態(tài)選粉機(jī)進(jìn)行風(fēng)選，合格成品由收塵器收集后入庫，粗粉再返回至磨頭入磨繼續(xù)進(jìn)行粉磨。球磨機(jī)磨內(nèi)的通風(fēng)由單獨(dú)的收塵器和風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé)，磨尾收塵器收集的粉塵中含有的部分粗顆粒被引至出磨提升機(jī)，而礦渣粉也與出磨物料在磨尾混合。

為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)產(chǎn)量，降低系統(tǒng)電耗，綜合考慮場地等因素后，2012年對2號水泥粉磨系統(tǒng)進(jìn)行了提產(chǎn)改造，改造由中材裝備集團(tuán)有限公司（原天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司）采用總包形式進(jìn)行，并于2012年10月15日投入運(yùn)行，下面對該系統(tǒng)的改造情況進(jìn)行簡要介紹，供廣大業(yè)內(nèi)同仁參考。

1 改造后的水泥粉磨系統(tǒng)情況

本次節(jié)能技術(shù)改造的主要方案為，在球磨機(jī)前端增加一臺TRP180-140輥壓機(jī)，并配套相應(yīng)的V型選粉機(jī)和動(dòng)態(tài)選粉機(jī)。考慮到原配套的O-sepa選粉機(jī)投產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間較長且不能滿足改造后的產(chǎn)能需求，為了減少停產(chǎn)時(shí)間、減少對原有廠房及設(shè)備的改動(dòng)以降低改造投資費(fèi)用，將原有的圈流磨系統(tǒng)改為開流磨系統(tǒng)，形成了由輥壓機(jī)+開流磨組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。主要設(shè)備變化情況見表2，改造后的系統(tǒng)流程見圖2。

表11 號、2號水泥粉磨系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備

圖1 改造前水泥粉磨系統(tǒng)工藝流程圖

表2 主要設(shè)備變化情況

新喂物料中的熟料和石灰石等含有大顆粒的物料經(jīng)計(jì)量后，由皮帶和提升機(jī)送入輥壓機(jī)上方的小倉內(nèi)，繼而被輥壓機(jī)輥壓粉磨；出輥壓機(jī)物料由循環(huán)提升機(jī)送入V型選粉機(jī)內(nèi)風(fēng)選；風(fēng)選后，粗物料落入輥壓機(jī)上面的核重小倉內(nèi)，較細(xì)物料由風(fēng)帶入動(dòng)態(tài)選粉機(jī)進(jìn)一步風(fēng)選；出動(dòng)態(tài)選粉機(jī)的細(xì)粉由旋風(fēng)筒收集后進(jìn)入后面的開流球磨機(jī)中繼續(xù)粉磨至水泥成品，而出動(dòng)態(tài)選粉機(jī)的粗粉則返回輥壓機(jī)上面的小倉，進(jìn)而再次被輥壓機(jī)輥壓粉磨；另外，脫硫石膏計(jì)量后，由皮帶單獨(dú)從球磨機(jī)磨頭喂入，而礦渣粉則直接與出磨物料在磨尾混合后入庫。

2 改造前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

通過對比改造前后的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可知，由于粉磨系統(tǒng)工藝流程的變化，使得成品水泥的28d強(qiáng)度增長率降低（圈流水泥粉磨系統(tǒng)和開流水泥粉磨系統(tǒng)相比，在比表面積控制相同的情況下，后者水泥成品的細(xì)度要大于前者，換句話說，在成品比表面積相同的情況下，開流系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥中粗熟料顆粒比例大于圈流系統(tǒng)，因此，呈現(xiàn)出3d抗壓強(qiáng)度高而28d強(qiáng)度低的結(jié)果），因此，為了提高水泥的28d抗壓強(qiáng)度，熟料比例增加1%～2%。即便在混合材比例減小的情況下，系統(tǒng)產(chǎn)量提高幅度也達(dá)180%以上。總的說來，2號水泥粉磨系統(tǒng)的改造非常成功，輥壓機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，系統(tǒng)操作簡單且調(diào)節(jié)方便，所生產(chǎn)的水泥質(zhì)量穩(wěn)定，系統(tǒng)電耗大幅度降低，實(shí)現(xiàn)了本次改造的預(yù)期效果，對于企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營起到了很好的促進(jìn)作用，對于同類型水泥粉磨系統(tǒng)的節(jié)能改造具有很好的推廣和借鑒作用。

3 技術(shù)改造的體會(huì)

（1）原有圈流系統(tǒng)的設(shè)備中，除動(dòng)態(tài)選粉機(jī)廢棄外，其他設(shè)備全部在改造后的系統(tǒng)中得到了利用，盡可能地節(jié)約了投資。

圖2 改造后水泥粉磨系統(tǒng)工藝流程

表3 改造前后水泥配比（水泥品種為P·O42.5），%

表4 改造前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)

（2）系統(tǒng)改造過程影響生產(chǎn)的時(shí)間短。因新增輥壓機(jī)部分與原有粉磨車間相互獨(dú)立，在輥壓機(jī)廠房建設(shè)期間，原有系統(tǒng)可以繼續(xù)生產(chǎn)，當(dāng)輥壓機(jī)廠房的建設(shè)完成后，才需將原有球磨機(jī)系統(tǒng)停止運(yùn)行，對喂料系統(tǒng)和放風(fēng)收塵等聯(lián)結(jié)部分進(jìn)行施工，停產(chǎn)施工時(shí)間為7～10d。

4 調(diào)試經(jīng)驗(yàn)

該廠是第一次接觸開流水泥粉磨系統(tǒng)，缺乏對開流水泥粉磨系統(tǒng)的操作控制經(jīng)驗(yàn)，因此，該系統(tǒng)的調(diào)試過程成為了一個(gè)學(xué)習(xí)提高的過程。總結(jié)該系統(tǒng)的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，主要有以下幾點(diǎn)。

4.1 脫硫石膏入磨

為了降低成本，許多水泥企業(yè)都采用脫硫石膏，但是生產(chǎn)中遇到的最大難題就是如何解決脫硫石膏水分對生產(chǎn)的影響。如果脫硫石膏直接入磨，磨頭堵料、磨內(nèi)糊磨在所難免；如果脫硫石膏同熟料等一起先入輥壓機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)行一段時(shí)間后，提升機(jī)、風(fēng)管等處必然產(chǎn)生大量結(jié)皮，一則清理困難，二則嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命和運(yùn)行安全。在調(diào)試之初，我們采用脫硫石膏直接入磨的方式，結(jié)果物料在磨頭堵料，磨內(nèi)產(chǎn)生糊磨現(xiàn)象，影響球磨機(jī)的粉磨效率。為此，我們在磨頭喂料溜子上加設(shè)了空氣炮，在磨內(nèi)增加物料流動(dòng)阻力，并加大磨內(nèi)通風(fēng)。運(yùn)行一段時(shí)間后，漸漸發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)剛投料時(shí)，采用脫硫石膏一半入磨、一半入輥壓機(jī)的方式可以減輕糊磨現(xiàn)象，待系統(tǒng)內(nèi)氣體溫度升高后，再將所有脫硫石膏入磨，這樣既可以減輕糊磨現(xiàn)象，又可以避免系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)皮。

4.2 輥壓機(jī)操作壓力和運(yùn)行功率的關(guān)系

輥壓機(jī)的操作壓力是輥壓機(jī)的一個(gè)重要控制參數(shù)，但在實(shí)際生產(chǎn)中，比較理想的操作模式應(yīng)當(dāng)是在合適的壓力下，使輥壓機(jī)在較高的功率下穩(wěn)定運(yùn)行。因?yàn)椴僮鲏毫^高，輥壓機(jī)軸的應(yīng)力大，軸承的受力大，其使用壽命必然會(huì)縮短。經(jīng)調(diào)試期間的不斷摸索，發(fā)現(xiàn)通過輥壓機(jī)操作壓力和喂料插板的配合，完全可以實(shí)現(xiàn)在較低的操作壓力下保持較高的運(yùn)行功率。

4.3 助磨劑的加入

在水泥粉磨過程中加入助磨劑，對改善球磨機(jī)內(nèi)的糊磨現(xiàn)象和物料的分散狀況效果明顯，但同時(shí)也會(huì)改善物料的流動(dòng)性，這對開流球磨機(jī)系統(tǒng)和輥壓機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行來說，并不完全有益。首先，球磨機(jī)內(nèi)物料流速過快，出磨水泥的細(xì)度難以控制；其次，對輥壓機(jī)系統(tǒng)來說，物料流動(dòng)性變好后，盡管因物料的分散效果改善后，選粉機(jī)的選粉效率會(huì)有一定的提高，但易產(chǎn)生塌倉現(xiàn)象，影響輥壓機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。為此，在調(diào)試過程中，將助磨劑按不同的比例同時(shí)加入輥壓機(jī)和球磨機(jī)，并結(jié)合系統(tǒng)操作參數(shù)的適當(dāng)調(diào)整，摸索出了最佳的助磨劑添加方案。

天津振興水泥廠?3.8m×13m雙倉圈流水泥球磨系統(tǒng)的提產(chǎn)節(jié)能改造非常成功，產(chǎn)量提高了1.8倍，系統(tǒng)電耗降低了8kWh/t，按年產(chǎn)水泥130萬噸計(jì)算，年節(jié)電1040萬kWh，以0.5元/kWh計(jì)算，年節(jié)電費(fèi)520萬元，保證了水泥銷售旺季的生產(chǎn)需求，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

TQ172.632.1

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1001-6171（2014）03-0078-03

通訊地址：1天津振興水泥有限公司，天津300400；2中材裝備集團(tuán)有限公司，天津300400；3天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津300400；

2013-09-19；編輯：趙蓮