閉路水泥磨工藝系統的優化改造

趙 巖

（青海水泥股份有限公司，西寧市大通 810103）

0 引 言

我公司在1998年擴建了一條新型干法回轉窯水泥生產線，配置兩臺Ф3×11m閉路水泥磨，是當時青海地區甚至整個西北地區工藝較先進的生產線之一。但隨著國家“西北大開發”和水泥工藝裝備技術的進步，省內基礎設施建設呈現跨越式發展，從2009年起，中材集團下屬多家水泥企業興建的水泥生產線，經濟技術指標更優越，市場競爭力更強。為此，促使公司技術改造和挖潛工作被提上議事日程。

1 工藝流程及問題分析

兩臺Ф3×11m閉路水泥磨的系統工藝流程為：熟料、石膏、混合材（粉煤灰）經電子皮帶秤計量后入磨，粉磨后通過提升機輸送至Ф3m離心式旋風選粉機選粉，成品經輸送設備送至水泥儲庫，不合格的粗粉重回磨機再次粉磨，收塵及系統負壓分別由氣箱脈沖袋收塵器和磨機主排風機提供。運行存在的問題主要是水泥磨產量偏低，粉磨電耗居高不下，在入磨粒度10～15mm、比表面積320 ～340 m2/kg時，粉磨P·O42.5級水泥的臺時產量僅為36t/h。因此，公司曾多次對兩臺水泥磨的倉位長度、篦板結構、襯板形式、研磨體級配等進行調整改進，但整體運行效果仍不理想，具體表現在：

（1）磨機臺時產量提升幅度不明顯，電耗偏高。據前幾年的統計：平均臺時產量37～38t/h，平均電耗42.2 kWh/t；

（2）P·O42.5級水泥的粉煤灰平均摻加量6%～8%，摻加量受到制約，熟料消耗較同行業偏高；

（3）水泥3～32μm顆粒含量僅56%，平均比表面積約320 m2/kg，細度偏低，水泥成品溫度較高，影響到早期強度的發揮和混凝土施工質量。

針對以上問題分析其原因，一是選粉機有待升級改造。由于生產線設計建成較早，采用的Ф3m離心式旋風選粉機循環負荷率高、選粉效率低，現在多被淘汰，這是制約水泥磨系統提產、提質的主要因素。二是原系統主排風機偏小，磨內通風量、風速分別僅為22000m3/h和0.7m/s，與現在新建水泥生產線的技術參數相比偏低很多，導致物料流速慢，過粉磨現象嚴重，有待更新收塵系統及風機，從風量、風速以及研磨體級配進行改進。

2 工藝系統改造

系統改造于2012年底進行，采用O-Sepa選粉機取代原離心式旋風選粉機，收塵系統改用PPC128-2×5L氣箱脈沖袋收塵器和HBY-15NO.16D型風機，以滿足磨機風量和風速的需要。改造的目標指標為：產量42 t、電耗36kWh，設備主要性能指標為：

N1500C型O-Sepa選粉機風量90000 m3/h、處理能力45～90t/h、主軸轉速90～200r/min；

PPC128-2×5L氣箱脈沖袋收塵器處理風量90000 m3/h、總過濾風速0.82m/min、入口含塵濃度≤1000g/Nm3、最大排放濃度≤50mg/Nm3、總過濾面積220m2；HBY-15NO.16D主排風機風量100000 m3/h、全壓7500Pa。

改造后的工藝流程如圖1。同時，為適應系統風量、風速增大，磨內研磨體在保持原有裝載量不變的條件下調整級配見表1。

圖1 水泥磨系統改造后的工藝流程

表1 Ф3×11m水泥磨結構參數及研磨體級配

改造后，系統于2012年3月初投入試運行，磨制P·O42.5級水泥的配比為：熟料76%、粉煤灰（Ⅱ級灰）15%、石膏4%、石灰石5%。兩臺磨的試運行參數（2012年3月10日～4月10日）見表2。

表2 磨機試運行參數

從表2可見，改造后由于磨內通風量、風速以及選粉機循環負荷率、選粉效率的改善，2臺磨機的電耗由42 kWh/t平均降低到39.5kWh/t，粉煤灰、石灰石的摻加量由原來的6%～8%提高到20%，水泥成品中3～32μm顆粒含量較以前的56%增加到63%左右，水泥3天抗折、抗壓強度也分別提高1.0MPa和2.0MPa。但臺時產量仍無明顯變化，產量、電耗較42 t和 36kWh的目標指標仍有較大距離。

針對上述不足之處，我們通過對兩臺磨進行篩析曲線分析，發現Ⅰ倉篩析曲線下降平緩，破碎能力明顯不足。同時，結合實際運行中該倉磨音低沉、發悶等現象，認為影響磨機產量的主要原因是破碎能力弱，磨內物料流速較慢。篩析曲線見圖2。

圖2 1#水泥磨磨內篩析曲線

為此，我們對磨機隔倉板和Ⅰ倉研磨體級配進行了如下調整：

（1）將Ⅰ倉隔倉板篦縫寬度由10 mm改為12 mm；Ⅱ倉隔倉板篦縫寬度由8 mm改為10 mm，以增加隔倉板的過料面積，提高磨內物料流速。

（2）加大Ⅰ倉研磨體平均球徑，將Ф70mm和Ф60mm鋼球各1t更換為等量的Ф90mm、Ф80mm鋼球，以增大破碎能力。兩項調整經連續一個月的運行，每臺磨的平均臺時產量上升到40.8t，電耗降至37.2kWh，選粉機循環負荷率、選粉效率分別達到203%和62.5%，取得了初步效果。

（3）2012年6月，我們又通過增加Ⅰ倉長度使其進一步提高破碎能力。即：Ⅰ倉由2.75m增加到3m，Ⅱ倉長度不變，Ⅲ倉由4.75m減小到4.5m。各倉研磨體裝載量相應調整見表3。

表3 磨機倉位調整后的研磨體變化

上述調整從2012年7至10月連續運行跟蹤觀察，兩臺磨機的喂料量明顯增加，運行電流由之前的108～110A下降到100～102A，Ⅰ倉磨音清脆，各項經濟技術指標（2012年7月1日～10月31日）見表4。

表4 調整后磨機運行參數

改造后，兩臺磨機磨制P·O42.5水泥均達到臺時產量42t、電耗＜36kWh/t、比表面積穩定在360m2/kg的改造目標。同時，水泥成品顆粒級配和強度、溫度等物理指標更加優化，運行效果良好。本次改造共投資460余萬元，以年產水泥50萬t計，每t水泥節電 5 kWh、抵消粉煤灰成本后噸水泥節約熟料6%，年節約成本達580萬元，一年即收回投資，經濟技術指標也達到了同類生產線的較好水平。