生料粉磨系統(tǒng)的節(jié)能改造

張松立

某水泥熟料生產(chǎn)線設計產(chǎn)能5 000t/d，生料粉磨系統(tǒng)采用兩臺MLS37.26輥磨，單臺輥磨系統(tǒng)產(chǎn)量210～220t/h，成品細度80μm篩篩余為14%～17%，200μm篩篩余為1.8%～2.0%。該生產(chǎn)線生料粉磨系統(tǒng)電耗15.7kW·h/t，此電耗指標對于輥磨生料粉磨系統(tǒng)而言屬于正常范圍，但相較于目前更加節(jié)能的輥壓機生料終粉磨系統(tǒng)來說，則電耗指標略高。同時，這兩套輥磨系統(tǒng)產(chǎn)能僅能勉強滿足燒成系統(tǒng)要求，還存在運轉(zhuǎn)率高、檢修時間短、故障率高、維護成本高等問題。為此，2020年，公司采用單套輥壓機終粉磨系統(tǒng)替換了原來的兩套輥磨系統(tǒng)，實現(xiàn)了提產(chǎn)降耗、降低生產(chǎn)運行時間、降低熟料生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品競爭力的目的。

該項目采用天津水泥工業(yè)設計研究院有限公司的TRP200-160生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)，經(jīng)6個月的建設，于2020年9月16日投入運行，改造后的生料粉磨系統(tǒng)見圖1。下面對該系統(tǒng)的改造情況進行簡要介紹，供水泥業(yè)界同仁參考。

圖1 改造后的生料粉磨系統(tǒng)

1 改造前的系統(tǒng)配置及運行情況

改造前的輥磨系統(tǒng)配置見表1，改造前的輥磨生料粉磨系統(tǒng)工藝流程見圖2。生產(chǎn)運行過程中，出配料站物料經(jīng)計量后，通過膠帶輸送機送至輥磨進行粉磨，粉磨后的物料由風帶入選粉機進行分選，分選后的成品由旋風筒收集并輸送至生料均化庫。

圖2 改造前的輥磨生料粉磨系統(tǒng)工藝流程圖

表1 改造前的輥磨系統(tǒng)配置

2 改造后的系統(tǒng)流程及設備配置

改造后的輥壓機系統(tǒng)配置見表2，改造后的生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)工藝流程見圖3。為了減少生料粉磨系統(tǒng)改造對窯系統(tǒng)的影響，新的生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)建于原輥磨旁邊的空地上。新系統(tǒng)建設完成后，僅用9d時間就完成了物料和風管的對接，且一次投料成功。改造后的生料輥壓機系統(tǒng)設計產(chǎn)量＞500t/h，該系統(tǒng)利用現(xiàn)有調(diào)配庫，物料經(jīng)計量后，通過膠帶輸送機送至V型選粉機。系統(tǒng)在膠帶輸送機上設置除鐵器及探測儀，在膠帶輸送機頭部設置金屬分離器。當探測到有大塊金屬時，金屬分離器動作，將包含大塊金屬的物料排至外排小倉內(nèi)，經(jīng)除鐵處理后再回到粉磨系統(tǒng)。經(jīng)V型選粉機選粉后的細顆粒，被風帶入高效選粉機進行分選；粗顆粒由提升機送入中間倉，并進入輥壓機進行循環(huán)擠壓，擠壓后物料由另一臺提升機送入V型選粉機進行再分選。進入高效選粉機的物料經(jīng)分選后，細粉作為成品由旋風筒收集入庫；粗粉重新回到V型選粉機，進行進一步的分選或者直接返回輥壓機小倉進行循環(huán)擠壓。系統(tǒng)熱風采用原有窯尾熱風，出循環(huán)風機廢氣，一部分循環(huán)入V型選粉機，參與烘干和分選；另一部分進入原有窯尾收塵器，經(jīng)處理后排入大氣。

圖3 改造后的生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)工藝流程圖

表2 改造后的輥壓機系統(tǒng)配置

為了加強系統(tǒng)內(nèi)的除鐵，在經(jīng)過V型選粉機分選后回小倉的物料溜管處，設置除鐵裝置，以清除系統(tǒng)內(nèi)的金屬物質(zhì)，保證輥壓機運轉(zhuǎn)安全，延長輥面的使用壽命；同時設置一個外排三通，定期外排系統(tǒng)內(nèi)富集的難以粉磨的物料。

該系統(tǒng)在設計時有如下優(yōu)點：

（1）為避免漏風造成系統(tǒng)負荷的增加，在V型選粉機前增加密封喂料機，確保系統(tǒng)的漏風盡可能的少。

（2）本系統(tǒng)循環(huán)風機的選型對系統(tǒng)電耗的影響比較大，采購時應選擇高效節(jié)能風機。

（3）本系統(tǒng)收集成品的旋風筒由傳統(tǒng)的4個筒改為2個筒，一是盡可能縮短高效選粉機到旋風筒的風管長度，從而降低系統(tǒng)阻力；二是便于對稱布置，保證進出風均勻，傳統(tǒng)的4個筒容易偏風。

（4）為便于操作，輥壓機上側(cè)的氣動閘板閥改為氣動棒閥。

（5）高效選粉機采用永磁電機驅(qū)動。

3 改造前后生料粉磨系統(tǒng)的運行情況

改造前后生料粉磨系統(tǒng)的運行情況見表3。由表3可知，改造后，在生料細度降低的情況下，生料粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量從430t/h提高到500t/h以上，系統(tǒng)電耗從15.7kW·h/t降至10.8kW·h/t。如果按照1.55的生熟料折合比計算，噸熟料電耗降低7.6kW·h，節(jié)電效果顯著。

表3 改造前后生料粉磨系統(tǒng)的運行情況

若按照熟料產(chǎn)量5 000t/d，年運轉(zhuǎn)310d計算，每年可節(jié)約用電5 000×1.55×310×4.88≈1 172×104kW·h。

若電價按0.6元/kW·h計算，則每年可節(jié)約電費1 172×0.6=703.2萬元。

改造后由于系統(tǒng)產(chǎn)量大幅度增加，每天可以有8個多小時的停機時間，如果合理組織生產(chǎn)進行避峰運行，則會節(jié)約更多的電費成本。

4 結語

（1）改造后的生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)運行指標超出預期。與改造前相比，生料粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量提高18%（＞80t/h）以上，系統(tǒng)電耗降低30%（4.88kW·h/t）以上。

（2）系統(tǒng)改造過程對窯系統(tǒng)影響時間短。因新增輥壓機粉磨車間與原有粉磨車間相互獨立，在輥壓機廠房建設期間，原有系統(tǒng)可以繼續(xù)進行生產(chǎn)。當輥壓機系統(tǒng)建設完成后，才需要將原有輥磨系統(tǒng)停止運行，對喂料系統(tǒng)和熱風管道等聯(lián)結部分進行施工，施工時間僅為9d。

（3）本項目所選的輥壓機規(guī)格較大，系統(tǒng)能力較高，雖然一次性投資較大，但可利用峰谷電價，經(jīng)測算可有效縮短投資回收期。