生料立磨系統節能降耗技術改造

黃世鴻 韋俊美 黃運敏 李芳黎

【摘 要】生料立磨在每個工藝環節有很多節能的方法，包括降低磨機主電機電耗、循環風機電耗及其他低壓用電，立磨系統的最大負荷主要是磨機主電動機和循環風機，其用電負荷達到立磨系統總電耗的70%左右[1]。文章介紹如何通過密封磨身及管道的密封、治理漏風等技術措施，有效提高磨機臺時產量，降低磨主電動機和循環風機電耗，達到生料臺時產量提高到222 t/h、生料工序電耗下降2.5 kWh/t的生產效果。

【關鍵詞】生料;噸生料電耗;料層厚度;喂料系統

【中圖分類號】TQ172.632.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）09-0093-02

0 引言

廣西魚峰水泥股份有限公司第四條生產線為2 500t/d水泥生產線，在生料制備加工過程中主要采用立磨終粉磨系統，其中主要設備配置是TLM384四輥立磨，在設計階段需要達到臺時產量為210 t/h，實際功率值是2 100 kW，電流為252 A;循環風量為420 000 m3/h，全壓是10 000 Pa，電流為188 A。自2008年建成投產以來，立磨系統運行穩定，但長期存在生料工序電耗高的問題。影響生料工序電耗的主要設備為循環風機和立磨主電機，因此公司技術人員開始摸索降低立磨主電機電流和循環風機電耗，達到進一步降低生料工序電耗的目的。

1 能耗高的原因

（1）生料立磨喂料系統采用三道鎖風閥，其液壓傳動的故障率較高，經常會出現閥板磨損、非傳動側軸承損壞等問題，漏風率較高，需要及時進行拉風，循環風機接近在額定轉速下運行，導致系統電能消耗不斷加大，情況嚴重時還會對磨機基本產量造成影響，持續擴大電能消耗。

（2）正常生產時，磨內不同部位因長期受到塊狀物料磨損和高速氣流攜帶的粉末顆粒的沖蝕磨損，磨盤、磨輥磨損嚴重，料層厚度相對提高，導致主電機電流上升。

2 技術革新

2.1 生料立磨喂料系統改造

針對現有立磨喂料系統三道鎖風閥鎖存在的弊端（如圖1所示），磨頭鎖風決定采用料封方式進行鎖風，生料立磨入料口的鎖風通過物料自身的鎖風實現，喂料設備本身不再考慮鎖風，只起到輸送物料的作用。從配料庫底輸送過來的已經搭配好的物料，先進入一個新設的20 t容量的過渡小倉，過渡小倉內的物料通過倉底新設的板式喂料機喂入生料立磨，取消原來的三道鎖風閥喂料裝置，過渡小倉倉底至立磨的入料溜子通過一個全封閉罩子連接。在立磨正常運行的過程中，過渡小倉的倉重與原料庫底的配料皮帶進行聯鎖，使過渡小倉內始終留有6～8 t的物料，通過這部分物料實現立磨入料口鎖風（如圖2所示）。

2.2 擋料圈技改

立磨主電機電流主要受研磨壓力和料層厚度的影響，而研磨壓力主要與原材料易磨性有關，相對不可控，因此考慮通過降低料層厚度減小立磨主電機電流。從以往的經驗看，每年4月大修期間進行磨盤、磨輥在線堆焊之后，立磨主電機電流為165～185 A，而運行到了中后期，立磨主電機電流上升至 190～210 A。究其原因是磨盤、磨輥堆焊后，擋料圈高度未調整，料層厚度相對降低;而到了運行末期，磨盤、磨輥的磨損嚴重，料層厚度相對提高，主電機流上升。

因此，廣西魚峰水泥股份有限公司決定通過調整立磨擋料圈高度控制料層厚度。改造前立磨擋料圈共4層，高度為130 mm，在保證立磨運行穩定的前提下，開始利用庫滿定檢時間將擋料圈高度逐步降低至120 mm、110 mm、100 mm、90 mm。調整期間，每次施工完畢開啟立磨后，觀察立磨運行狀況，以及主電機電流、料層厚度、振動值等參數的變化，據此制訂下一次調整方案和操作思路。隨著擋料圈高度降低，立磨料層厚度從95 mm逐步降低至60～65 mm，臺時產量從215 t/h上升至222 t/h，立磨主電機運行電流從205 A逐步降低至175 A，立磨振動值由1.3 mm/s上升至1.5 mm/s，但仍在可控范圍，而主電機電流降低，生料工序電耗大幅減少。

3 操作技巧

3.1 控制合理風速

立磨是風掃磨，主要靠氣流帶動物料循環和輸送，因此通風量要適當。如果風量不足，則合格的生料不能及時帶出，料層增厚，排渣量增多，設備負荷增高，導致產量降低;如果風量過大，料層過薄，則影響磨機穩定運轉，增加風機的耗電量，因此磨機通風量一定與產量相匹配。立磨風量的大小可通過風機轉速、風機擋板開度等進行調節。中控室一般根據風轉速、電流、壓差、喂料量，以及進、出口負壓、溫度等的變化趨勢了解磨機運行情況，并結合磨機振動、排渣量、產品質量等做出相應的調整。生產過程中，風環保持一定的面積，風速由風量決定，要滿足輸送物料要求，風量過小，合格的物料不能被及時帶走;風量過大，電耗又會高。控制合理的風速和風量，保持料層的穩定，能夠實現磨機長期、穩定、高效地運轉，減少停機故障。立磨排風機變頻控制在85%左右，熱風廢氣擋板全開，冷風擋板全關，根據溫度、風壓，適當調整循環風擋板開度，磨入口負壓為-500～-600 Pa，出磨負壓為5 000～5 500 pa，使入磨風壓、風量更加穩定，料氣比更加合理，立磨臺時產量提高，達到增產降耗的目的。

3.2 設定適宜的研磨壓力

立磨利用液壓缸施加給磨輥的研磨壓力對物料進行料床粉碎。研磨壓力增加，磨機產量增加，但達到某一臨界值后，將不再變化。物料在磨盤上反復、多次、循環粉磨，實際研磨壓力遠小于臨界值。研磨壓力增加，功率就增加，適宜的研磨壓力，應該兼顧產量和能耗。根據實際入磨物料的性質、粒度、喂料量等，找出研磨壓力與產量的對應關系，確定一個經濟、適宜的研磨壓力十分重要，這也是提高臺時產量的重要參數。研磨壓力一般設定為10 MPa左右適宜。

3.3 合理的料層厚度

立磨采用料床粉碎的原理工作，穩定的料床是立磨持續穩定工作的前提。料層太厚，粉磨效率降低;料層太薄，容易引起磨機振動。經過長期的數據積累和不斷摸索，研究人員總結出不同時期磨機的料層厚度，在輥套和磨盤襯板使用初期，料層厚度控制在60 mm左右，能夠形成穩定的料層，又能控制立磨主機負荷在合理的范圍內波動;當立磨輥套和襯板的使用過了磨合期，料層厚度應適當增加5～10 mm，這樣料層會更加穩定，能發揮最佳的粉磨效果，提高臺時產量;輥套和襯板磨損后期，料層厚度應控制在60～70 mm，這是因為磨損后期料層分布不均，粉磨效果較差，料層的穩定性差，還會出現撞擊機械定位銷的現象。因此，要根據立磨輥套和襯板的磨損情況及時調整擋料圈的高度，控制合理的料層厚度。中控操作中可以通過觀察壓差、主機電流、磨機振動及磨出口溫度、排渣斗提電流等參數變化判斷料層的厚薄，通過調節喂料、研磨壓力、風速等控制料床，做出相應的調整：研磨壓力增大，細粉料增多、料層變薄;研磨壓力減小，磨盤物料變粗，相應排渣料多，料層變厚;磨內風速提高，增加內循環，料層增厚;降低風速，減少內循環，料層減薄。此外，應控制入磨物料綜合水分在2%～5%，物料太干、太細，流動性好，難以形成穩定料層，此時應適當提高擋料圈高度、降低研磨壓力，或者向磨內噴水（2%～3%），降低物料流動性，穩定料層;物料太濕，又會出現配料站、皮帶秤、鎖風閥等的蓬倉、黏料、堵料等情況，影響磨機的穩定運行，從而影響臺時。綜合以上各種因素，控制穩定合理的料層，保持適當略高的磨機出口溫度和壓差，增大物料良好的流通性，是實現增產、節能的操作方法。磨機出口溫度一般控制在78～86 ℃比較穩定，壓差一般在4 500～5 000 Pa穩定且高產。

4 技改后效果

生料磨喂料系統改造完成且穩定運行后，由于入磨漏風量的減少，喂料的穩定性得以提升，在同樣通風量的情況下，生料的入磨熱風通過噴口環進入的量增多，立磨擋料圈高度從原來的130 mm下降到90 mm時，在立磨產量有較大提升的情況下，立磨主電動機電流、循環風機電流都出現了較大幅度的下降，月平均生料電耗較之前下降2.5 kWh/t以上，節能效果非常明顯。改造前后的主要運行參數見表1。

5 結語

生料立磨喂料系統中設立中間過渡小倉，通過小倉物料實現立磨的入料口鎖風，鎖風效果較好，提高了磨內風速，循環風機電流有較大幅度降低;對立磨擋料圈高度進行調整，降低料層厚度，主電機電流明顯降低，生料工序電耗降低，為公司帶來了顯著的經濟效益，節能效果顯著，是值得在水泥行業推廣的技改。

參 考 文 獻

[1]孫磊，吳漢，朱曉斌，等.生料立磨系統提產降耗的措施[J].水泥，2018（1）.

[2]孫長俊.淺談影響生料立磨產質量的幾點因素[J].水泥工程，2010（2）.

[3]朱定林.淺談生料立磨振動的原因[J].福建建材，2009（1）.