2500t/d水泥生產線生料烘干中卸磨改為輥壓機終粉磨設計實踐

劉冬

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

2500t/d水泥生產線生料烘干中卸磨改為輥壓機終粉磨設計實踐

劉冬

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

按照《水泥單位產品能源消耗限額（GB16780-2012）》要求：現有水泥企業生料工序電耗要求≤22kWh/t，新建水泥企業生料工序電耗要求≤18.5kWh/t。同時《水泥行業準入條件（2014年本）》中明確提出：2015年底前，環境敏感區域內的現有企業應通過整改達到“水泥單位產品能耗先進值（可比熟料綜合電耗≤56kWh/t、生料工序電耗≤16kWh/t）”，其他地區內的現有企業應通過整改達到“新建水泥企業水泥單位產品能耗準入值（可比熟料綜合電耗≤60 kWh/t、生料工序電耗≤18.5kWh/t）”。河南省太陽石集團水泥有限公司為節能降耗、滿足政策要求，擬將生料烘干中卸磨改為輥壓機終粉磨生產工藝。本人有幸參與了本項目工藝設計，文章主要介紹本項目技改設計過程。

2500t/d水泥生產線；烘干中卸磨；輥壓機終粉磨

1　項目背景

河南省太陽石集團水泥有限公司現有一條2 500t/d新型干法水泥熟料生產線，通過設備挖潛、管理優化，如今運轉率大幅度提升，年產硅酸鹽水泥熟料90多萬噸。

現有的生料粉磨系統，采用烘干中卸球磨機工藝，設計能力190t/h，生產工藝已嚴重落后，且設備已陳舊，存在粉磨能力不足、粉磨電耗高和生產維護費用高等一系列問題。

相對于燒成系統的產能，生料磨產量基本和窯系統需求一致，這就造成生料均化庫的儲存及均化的作用微乎其微，這不但對入窯生料的質量產生了大的影響，也造成燒成系統的運行受制約，影響設備正常壽命，甚至頻繁出現磨機故障必須停窯的情況。

現有生料粉磨系統，設備已高負荷運轉多年，一方面單位生料的電耗呈上升趨勢，另一方面其維護頻率越來越高，勢必對燒成系統的影響越來越大，維護的成本也在逐步增加。

該公司擬通過節能技改工程，將生料制備烘干中卸球磨機系統改為被業界廣泛認可的輥壓機終粉磨系統，并與我院簽訂了施工圖設計合同，于2015年4月開始施工圖設計。

2　技改前生產工藝

現有生料粉磨系統，采用Φ4.6×（10+3.5）m烘干中卸球磨機工藝，（工藝流程詳見圖 1）設計產量190t/h，生產中為滿足燒成系統需求，通過成品粒度放粗，產量維持在210t/h左右，系統電耗平均在21kWh/t。

圖1　現有生料粉磨系統工藝流程圖

表1　現有生料粉磨系統主要配置

3　輥壓機終粉磨技改工藝方案

為確保技改施工期間燒成系統的正常運轉，現有生料粉磨系統不停產，在現有生料磨車間東邊偏北布置新的生料輥壓機終粉磨車間。利用現有原料配料系統，自現有生料入磨皮帶機引出分支，作為輥壓機系統的進料系統。

來自原料配料庫的按比例配料后的混合料通過皮帶機輸送至輥壓機車間V型選粉機進料口，物料匯同輥壓機輥壓后的物料進入V型選粉機打散、分選、烘干，經分選后的粗粉通過提升機返回輥壓機稱重倉，稱重倉內物料經輥壓機再次輥壓后，通過提升機喂入V型選粉機入口，形成一個閉路輥壓粉磨系統；V型選粉機細粉隨氣流進入動態選粉機，再次被烘干懂同時，經動態選粉機二次分選，粗粉返回輥壓機稱重倉再次粉磨，細粉則作為成品，隨氣流進入旋風收塵器，通過旋風收塵器收集后，通過空氣輸送斜槽輸送至入現有生料均化庫提升機。

V型選粉機熱風來自于燒成系統增濕塔出口和本系統循環風。

出旋風筒的含塵氣體通過循環風機排出后，部分作為循環風返回氣流分級機進行物料分選、部分匯通廢氣進入現有窯尾收塵器，經收塵凈化后由風機排入大氣。窯尾收塵器收集下來的粉塵利用原有輸送系統入生料均化庫提升機。

本系統采用“細料烘干”方式，烘干作業主要針對循環細料以懸浮換熱方式進行，烘干效率優于管磨。

整個粉磨系統熱風管、循環風管及冷風管上均設有電動調節閥門，用于調整系統風量。入V型選粉機帶式輸送機和出V型選粉機粗粉溜管上，均設有除鐵裝置，用于除去物料中含有的鐵件，防止鐵件進入輥壓機損壞輥面。

圖2　輥壓機終粉磨系統工藝流程圖

表2　輥壓機系統主機配置

4　設計特點

以本技改工程的特殊性，設計必須做到工期短，搭接一次成功，投料一次成功。本項目施工圖設計有以下特點：

1）可以實現烘干中卸球磨機系統和輥壓機終粉磨系統的同時存在、隨時切換。

2）生料輥壓機系統入風和出風設置截止閥，本系統停止運轉時，截止閥均關閉，老系統可正常運轉。同時解決輥壓機系統停機檢修的安全問題。

3）生料入磨皮帶機保留，增加固定式卸料車，通過控制截止閥，可自由切換原料入老生料磨或新建輥壓機車間。

4）輥壓機布置于車間地面，方便巡檢及維修，輥壓機電機置于框架外，設防雨鋼棚，車間框架減小節約土建投資，同時電機檢修方便操作。

5）系統工藝風機和動態選粉機，選用變頻調速裝置，并根據流量的調節范圍、電機功率的大小，選用不同的調速裝置。

5　投產效果

本項目于2015年4月開工建設，11月下旬利用停窯檢修空檔聯動試車，并實現了新老系統的對接、切換，一次投料達產達標，平均產量260t/h，最大產量280t/h，系統電耗14kWh/t。

本技改項目的投產首先滿足了燒成系統生料需求量和均化效果的要求，其次節電達7kWh/t，起到良好的節能降耗效果，更為可觀的是它還可以利用峰谷電價差值合理調整運轉時間，進一步降低成本。

6　結論

生料輥壓機終粉磨系統，已經是業界廣泛認可的、節能的、技術成熟的水泥廠生料粉磨系統生產工藝。而本項目實施的河南省太陽石集團水泥有限公司，其唯一的熟料生產線能力為2500t/d，企業若想在日益激烈市場競爭生存、發展，必須想方設法依靠技術進步，降低生產成本。本項目的成功實施，為同規模生產線起到了示范作用。

［1］王剛.生料輥壓機終粉磨系統在2500t/d生產線上的應用［J］.水泥，2008（6）：50-51.

［2］柴星騰，石國平.生料輥壓機終粉磨系統節能優勢分析［J］.水泥工程，2012（2）：81-85.

［3］宋慶偉，余尚偉，謝佳.輥壓機生料終粉磨系統在2500t/d生產線的應用與設計特點［J］.水泥，2010（1）：31-33.