粉磨系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的措施及策略

  1 生料粉磨系統(tǒng)

  1.1 生料粉磨采用的主要方式

  各企業(yè)生料粉磨采用的方式主要有兩類：輥壓機(jī)與磨機(jī)組成的各類粉磨系統(tǒng)，輥式磨粉磨系統(tǒng)。目前都廣泛應(yīng)用在生料粉磨系統(tǒng)中。

  （1）生料輥壓機(jī)與磨機(jī)組成的各類粉磨系統(tǒng)工藝處理方式：利用輥壓機(jī)進(jìn)行預(yù)粉磨 ，輥壓機(jī)與磨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合粉磨，利用輥壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行半終粉磨。 雖然各系統(tǒng)因工藝處理方式不同節(jié)能效果存在 差異，但比未進(jìn)行預(yù)粉磨處理的生料粉磨系統(tǒng)，電耗有了大幅度降低。采用生料輥壓機(jī)與磨機(jī)組成的粉磨系統(tǒng)，目前電耗一般在 20~22kWh/t。

  （2）生料輥式磨粉磨系統(tǒng)。目前各大型水泥企業(yè)已廣泛采用。采用生料立磨粉磨系統(tǒng)，節(jié)能效果優(yōu)于輥壓機(jī)與磨機(jī)組成的粉磨系統(tǒng)，特別是大型立磨國產(chǎn)化以后，價(jià)格優(yōu)勢突顯，已逐步取代進(jìn)口設(shè)備，使用國產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)逐漸增多。采用生料輥式磨粉磨的終粉磨系統(tǒng)，粉磨電耗一般已達(dá)到17~19kWh/t 水平。

  1.2 輥壓機(jī)生料終粉磨系統(tǒng)

  目前有的企業(yè)已開始使用取消磨機(jī)，采用輥壓機(jī)進(jìn)行終粉磨的生料粉磨系統(tǒng)。 某廠采用 G160-140 輥壓機(jī)的生料終粉磨系統(tǒng)工藝布置見圖 1、系統(tǒng)設(shè)備配置見表1。

  系統(tǒng)流程：物料由皮帶機(jī)喂入V 型選粉機(jī)，與出輥壓機(jī)的物料混合，經(jīng)V 型選粉機(jī)進(jìn)行首次選粉，細(xì)粉被帶入動態(tài)轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)再進(jìn)行二次選粉，通過兩級分選后的細(xì)粉已滿足細(xì)度要求，經(jīng)旋風(fēng)分離器收集后入庫。選出的粗料：首次選粉的通過提升機(jī)，二次選粉的直接接入輥壓機(jī)的中間倉，經(jīng)輥壓機(jī)擠壓后由提 升機(jī)喂入V 型選粉機(jī)繼續(xù)進(jìn)行選粉。

  窯尾廢氣是 V 型選粉機(jī)的熱風(fēng)源，循環(huán)風(fēng)機(jī)的循環(huán)風(fēng)和V 型選粉機(jī)的冷風(fēng)伐，用于調(diào)節(jié)入V 型選粉機(jī)的氣體溫度。調(diào)節(jié)動態(tài)選粉機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、循環(huán)風(fēng)機(jī)的排風(fēng)和循環(huán)風(fēng)量，可調(diào)整產(chǎn)品細(xì)度。皮帶機(jī)轉(zhuǎn)接點(diǎn)的漏風(fēng)被吸入V 型選粉機(jī)，不必另設(shè)收塵器。

  該系統(tǒng)工藝簡單，運(yùn)行可靠，節(jié)能效果明顯。 生料細(xì)度控制在14%時(shí)，粉磨電耗16~17kWh/t 之間。 在NCMM 水泥公司與3 200t/d 新型干法水泥生產(chǎn)線相匹配，滿足了生產(chǎn)需要。各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)見表2。

  2  水泥粉磨系統(tǒng)

  2.1 提高半終水泥粉磨有效功利用率的措施

  用于水泥粉磨的輥壓機(jī)磨機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，已經(jīng)被眾多水泥生產(chǎn)企業(yè)采用。但是，輥壓機(jī)系統(tǒng)與后續(xù)粉磨系統(tǒng)能力的匹配，卻是非常值得關(guān)注的問題。兩者之間能否有機(jī)銜接，產(chǎn)能平衡處理的好壞，都直接關(guān)系到設(shè)備產(chǎn)能和有效功的利用率。

  2.2 水泥輥壓機(jī)半終粉磨系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

  輥壓機(jī)利用料床粉磨原理，在機(jī)輥產(chǎn)生的高壓力下，物料之間顆粒相互壓迫，產(chǎn)生晶格劈裂、破碎位移，能夠比單用磨機(jī)大幅度提高粉磨有效功利用率。 在此認(rèn)識的基礎(chǔ)上，為充分利用輥壓機(jī)的性能優(yōu)勢，現(xiàn)在有 的水泥廠大膽進(jìn)行技術(shù)改造，加大輥壓機(jī)生產(chǎn)能力，選擇恰當(dāng)?shù)姆旨壪到y(tǒng)與其相匹配，即時(shí)地將合格成品選 出，形成了利用輥壓機(jī)進(jìn)行水泥半終粉磨的粉磨系統(tǒng)，使磨機(jī)產(chǎn)量和有效功利用率得到較大幅度提高。某廠水泥生產(chǎn)粉磨系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了下進(jìn)風(fēng)組合式選粉機(jī)進(jìn)行細(xì)度控制分級見圖2。

  由圖2可見物料由喂料皮帶通過提升機(jī)（1）喂入穩(wěn)流稱重倉（2）通過輥壓機(jī)（3）擠壓后由提升機(jī)（4）喂入V 型選粉機(jī)（5）進(jìn)行第一次選粉。 由于被磨物料經(jīng)過 V 型選粉機(jī)進(jìn)行了一次分選， 粗顆粒重回輥壓機(jī)擠壓，顆粒粒度得到控制。 被循環(huán)風(fēng)機(jī)（7）帶入組合選粉機(jī)（6）的細(xì)顆粒一般都在 0.5mm 以下。 細(xì)粉帶入組合選粉機(jī)后，可根據(jù)成品細(xì)度要求調(diào)節(jié)選粉轉(zhuǎn)速，再進(jìn)行物料的第二次分選，出選粉機(jī)物料經(jīng)收塵器（8）收集后，比表面積可以控制在≥300m²/kg。 可直接作為成品與水泥磨（9）出磨水泥和磨尾收塵器（10）收集的物料混合通過提升機(jī)（11）入庫。 分選出的物料 量可以達(dá)到成品總量的近1/3。

  為彌補(bǔ)出輥壓機(jī)物料顆粒形貌和細(xì)度偏粗的缺陷，水泥粉磨采用開路形式，保證了利用輥壓機(jī)進(jìn)行 半終粉磨的水泥成品細(xì)度合格率。 由于近 1/3 的物料已被選出，在磨機(jī)負(fù)荷沒有增加的情況下，使水泥產(chǎn)量有了較大幅度提高見表3.

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  3 利用CKP立磨預(yù)粉磨水泥

  雖然利用輥壓機(jī)作為終粉磨設(shè)備粉磨生料已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，但由于顆粒粒徑、形貌和設(shè)備磨損諸原因，目前作為終粉磨設(shè)備粉磨水泥還沒有成功先例。 只是作為預(yù)粉磨設(shè)備在我國被廣泛采用。 當(dāng)前世界許多國 家雖然都在探索利用立磨作為終粉磨直接磨制水泥的可行性，但由于物料對磨損元件的苛刻要求，裝備的高成本，顆粒形貌對產(chǎn)品性能的負(fù)面影響，利用球磨機(jī)作為終粉磨設(shè)備的地位仍然不能取代。 為此，大家對開辟新型預(yù)粉磨設(shè)備的要求日臻迫切。 目前，就有一種新型 水泥預(yù)粉磨設(shè)備-CKP 立磨，已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)悄然興起。

  3.1  CKP立磨的設(shè)備構(gòu)造與基本性能

  水泥聯(lián)合粉磨的關(guān)鍵是預(yù)粉磨。目前，以日本開發(fā)的CKP立磨作為水泥預(yù)粉磨的生產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)開始使用。CKP 立磨為簡易立磨，機(jī)械卸料，沒有上部殼體的籠式選粉機(jī)。 結(jié)構(gòu)簡單見圖3。

  CKP立磨的磨輥為輪胎形，與磨盤為面接觸，接觸面積大，相對于輥壓機(jī)兩輥間的線接觸形式接觸面積為輥壓機(jī)的3~4倍，使磨輥承受的壓強(qiáng)降低為輥壓機(jī)的1/3~1/4 ，由于磨床上的物料料層厚度穩(wěn)定，具有高容重比，使磨機(jī)能夠處于大壓力低壓強(qiáng)的狀態(tài)下工作，垂直移動量小，避免了磨輥振動，從而保證了磨機(jī)能夠平穩(wěn)運(yùn)行，由于磨機(jī)沒有上部殼體的選粉機(jī)，使磨輥避免了選粉裝置所需要的高濃度高風(fēng)速物料的沖刷磨損，延長了磨損件的使用壽命。

  3.2 系統(tǒng)工藝流程

  物料經(jīng)高壓力碾壓后隨磨盤外圈的轉(zhuǎn)動離心力將細(xì)料高速拋出，不須粗細(xì)分離，經(jīng)括板收集后其中有2/3物料直接送入球磨機(jī)，1/3物料由控料閥返回立磨填實(shí)料床，料床物料容重可以從1.6t/m³上升到2.4t/m³ ，高物料容重的料床保證了磨輥在高碾壓力下平穩(wěn)運(yùn)行，出磨物料可達(dá)到具有180m²/kg 的比表面積和多晶格裂紋，見圖4。

  3.3 預(yù)粉磨設(shè)備能效轉(zhuǎn)換指數(shù)

  在同一產(chǎn)品確定的比表面積下 預(yù)粉磨單位產(chǎn)品所需要的能耗 可看作是能效轉(zhuǎn)換的可比指標(biāo)這個(gè)指標(biāo)就是預(yù)粉磨設(shè)備的能效轉(zhuǎn)換指數(shù) 采用下式表達(dá):

  預(yù)粉磨設(shè)備的能效轉(zhuǎn)換指數(shù)=預(yù)粉磨設(shè)備的比表面積/[預(yù)粉磨設(shè)備的配置功率kW /水泥成品臺時(shí)產(chǎn)量t/h ]

  由上式可見，預(yù)粉磨的物料比表面積越大，系統(tǒng)的臺時(shí)產(chǎn)量越高，預(yù)粉磨設(shè)備的能效轉(zhuǎn)換指數(shù)就越高，根據(jù)預(yù)粉磨設(shè)備的能效轉(zhuǎn)換指數(shù)，現(xiàn)以國內(nèi)四家水泥企業(yè)分別采用CKP立磨、輥壓機(jī)兩種預(yù)粉磨方式粉磨P.O42.5水泥各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)參數(shù)對比見表4。

  水泥行業(yè)是高能耗行業(yè)，廣大水泥科技工作者都在積極探索節(jié)能降耗的新途徑，以推動行業(yè)的健康發(fā)展，上述例證在設(shè)備和工藝上有的可能還不夠完善，尚需進(jìn)一步修改優(yōu)化，經(jīng)過廣大水泥科技工作者的努力，會有更新的突破。