某公司有一條2500t/d生產(chǎn)線，由GLF140-65輥壓機(jī)+Φ3.8m×13m球磨機(jī)組成雙閉路聯(lián)合水泥粉磨系統(tǒng)。該公司于2014年2月將水泥磨聯(lián)合粉磨工藝改為水泥磨半終粉磨工藝，取得了較好的增產(chǎn)節(jié)能效果。
1 技改前的基本情況
1.1 工藝流程及主機(jī)設(shè)備參數(shù)
改造前粉磨系統(tǒng)工藝流程見圖1，主機(jī)設(shè)備參數(shù)見表1。
圖1 改造前雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)工藝流程示意
表1 技改前主機(jī)設(shè)備參數(shù)
1.2 存在的主要問題
1）細(xì)粉分離器入磨物料中存在20%～30%的≤30μm的合格品，在磨內(nèi)產(chǎn)生過粉磨現(xiàn)象，降低了磨機(jī)的粉磨效率。
2）物料0.08mm篩篩余從磨頭的20.98%到磨尾的8.12%，只降低了13%;比表面積從磨頭的135m2/kg到磨尾的156m2/kg，只增加了21m2/kg，顯然粉磨效率比較低。
2 改造過程
2.1 基本思路
在保證水泥質(zhì)量的前提下，將預(yù)粉磨系統(tǒng)中的部分合格細(xì)粉通過選粉機(jī)分選出來，直接通過斜槽輸送入水泥庫，即改為半終粉磨工藝。根據(jù)其他廠家的經(jīng)驗(yàn)，采取半終粉磨工藝時(shí)，輥壓機(jī)的裝機(jī)功率與磨機(jī)裝機(jī)功率之比＞0.6，而該系統(tǒng)中輥壓機(jī)的裝機(jī)功率與磨機(jī)裝機(jī)功率之比只有0.357。因此，采取半終粉磨工藝的困難是比較大的。經(jīng)過考察磨內(nèi)改造成功案例，確定通過提高磨機(jī)的粉磨效率來彌補(bǔ)系統(tǒng)中輥壓機(jī)的裝機(jī)功率與磨機(jī)裝機(jī)功率比偏低的問題。
2.2 具體措施
2.2.1 在V型選粉機(jī)出口增加高效選粉機(jī)
1)新增的TS2500型高效選粉機(jī)：處理風(fēng)量150000m3/h，最大處理量270t/h，產(chǎn)量30～90t/h，電動(dòng)機(jī)功率45kW，主軸轉(zhuǎn)速120～230r/min。
2)將輥壓機(jī)擠壓出的物料經(jīng)V型選粉機(jī)分級(jí)打散后，＞200μm的物料返回輥壓機(jī)重新擠壓，＜200μm的物料經(jīng)TS2500型高效選粉機(jī)將＜32μm的物料從預(yù)粉磨系統(tǒng)中分離出來，進(jìn)入細(xì)粉分離器，收集下來的成品通過斜槽與磨機(jī)出來的成品混合后入水泥庫；32～200μm的物料進(jìn)入球磨系統(tǒng)繼續(xù)粉磨至成品。
2.2.2 對(duì)輥壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化
1)輥壓機(jī)進(jìn)料增加雙板自動(dòng)喂料裝置，穩(wěn)定入輥壓機(jī)物料流量。
2)V型選粉機(jī)物料入口增加均料板，提高V型選粉機(jī)分級(jí)效率。
3)更換原粉磨系統(tǒng)的循環(huán)風(fēng)機(jī)。原有循環(huán)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓不能滿足需要，遂改為處理風(fēng)量170000m3/h、全壓5000Pa、電動(dòng)機(jī)功率315kW的風(fēng)機(jī)。
4)增加空氣輸送斜槽，將細(xì)粉分離器選出的水泥成品匯入該斜槽，經(jīng)提升機(jī)入水泥庫。
2.2.3 對(duì)水泥磨磨內(nèi)進(jìn)行改造
經(jīng)調(diào)查，粉磨系統(tǒng)進(jìn)行半終粉磨工藝改造后，入磨物料0.045mm篩篩余由改造前的30%～40%增大到70%左右，無疑就要增大磨機(jī)粉磨的壓力，如果不能有效提高磨機(jī)的粉磨效率就會(huì)“對(duì)沖”半終粉磨的增產(chǎn)效果。改造前磨內(nèi)結(jié)構(gòu)主要存在以下問題：
1）隔倉板篦板篦縫及出料篦板篦縫堵塞，嚴(yán)重影響磨機(jī)的通風(fēng)過料。
2）同等風(fēng)量時(shí)，隔倉板中心部位風(fēng)速較高，造成大量未經(jīng)充分研磨的粗顆粒物料進(jìn)入后倉，同時(shí)在隔倉板附近形成“低效研磨區(qū)”, 降低磨機(jī)粉磨效率。
3）由于隔倉板過料能力不均衡，造成球料比不合理，降低了磨機(jī)的粉磨效率。
4）Ⅱ倉研磨體分布不合理，微細(xì)粉磨效率低。
為此，我們采用FST高產(chǎn)微細(xì)水泥磨技術(shù)對(duì)磨內(nèi)進(jìn)行改造，將二倉磨改為三倉磨機(jī),進(jìn)一步細(xì)化研磨體的粉磨功能，提高粉磨效率。
采取的措施：
1）采用FST防堵塞篦板。該篦板由粗篩板和細(xì)篩板組合而成。粗篩板篦縫的寬度和細(xì)篩板篩縫寬度根據(jù)磨機(jī)工藝條件及研磨體尺寸確定，見圖 2。
圖2 FST防堵塞篦板結(jié)構(gòu)示意
2）采用FST均風(fēng)穩(wěn)流隔倉板，見圖3。
圖3 FST型均風(fēng)穩(wěn)流隔倉板示意
該隔倉板是在進(jìn)料端篦板與隔倉板骨架間設(shè)置均風(fēng)穩(wěn)流板和均風(fēng)穩(wěn)流器，這樣在磨機(jī)中通過隔倉板的物料量大量增加的情況下，前后隔倉板的物料流速達(dá)到均衡，利于保持合理的球料比。在骨架中導(dǎo)料錐的作用下，物料沿導(dǎo)料錐隨磨機(jī)的旋轉(zhuǎn)以遠(yuǎn)低于風(fēng)速的速度流入后倉，消除隔倉板附近的“低效研磨區(qū)”。
2.2.4 調(diào)整研磨體級(jí)配
改造后磨機(jī)Ⅰ倉和Ⅱ倉仍然使用鋼球，Ⅲ倉使用微段。改造前后研磨體級(jí)配見表2。
表2 改造前后磨內(nèi)研磨體級(jí)配
2.3 改造后的工藝流程
改造后半終粉磨工藝流程見圖4。
圖4 改造后半終粉磨系統(tǒng)工藝流程示意
2.4 調(diào)試過程中發(fā)生的問題及解決措施
1)優(yōu)化操作工藝參數(shù)。改造后的操作參數(shù)必須按照新工藝條件進(jìn)行優(yōu)化探索。為此，對(duì)輥壓機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流、新選粉機(jī)轉(zhuǎn)速、磨機(jī)主機(jī)電流、磨尾風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、磨尾提升機(jī)電流和研磨體裝載量等工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
2)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物料進(jìn)行大量的取樣分析。原本磨尾袋除塵器收下的細(xì)粉是直接入庫，但改造后磨尾風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，出磨水泥細(xì)度急劇變粗，對(duì)系統(tǒng)綜合樣影響嚴(yán)重，為此，將此部分物料改入出磨提升機(jī)再進(jìn)磨機(jī)進(jìn)行粉磨，從而降低了選粉機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，穩(wěn)定了成品水泥的質(zhì)量。新增的TS2500高效選粉機(jī)在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)堵料事故，尤其是當(dāng)混合材水分偏高時(shí)，這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重。經(jīng)綜合考察決定，將選粉機(jī)錐部管道角度由原來的50°改大為55°；選粉機(jī)粗粉入磨管道的簾式鎖風(fēng)閥由原來的兩只改為一只并放在匯總管上；在旋風(fēng)筒收集下來的斜槽上增加一個(gè)斜槽風(fēng)機(jī)。改后徹底解決了堵料問題，減少了停機(jī)的次數(shù)，保證了磨機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
3 技改效果
技改完成后，經(jīng)過3～5月份的調(diào)試和調(diào)整，磨機(jī)系統(tǒng)逐步穩(wěn)定提高，經(jīng)6月全月考核實(shí)現(xiàn)水泥磨機(jī)生產(chǎn)P·O42.5水泥臺(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)到141.38t/h、工序電耗29.87kWh/t，實(shí)現(xiàn)了技改目標(biāo)，見表3。
表3 改造前后技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比
改造前后磨機(jī)的粉磨效率有了較大的提高，其篩余曲線見圖5，比表面積曲線見圖6。
圖5 磨機(jī)改造前后磨內(nèi)物料篩余對(duì)比
圖6 磨機(jī)改造前后磨內(nèi)物料比表面積對(duì)比
4 體會(huì)和認(rèn)識(shí)
1）新增的高效選粉機(jī)及循環(huán)風(fēng)機(jī)的選型、技術(shù)參數(shù)要合理。
2）提高磨內(nèi)粉磨效率至關(guān)重要。否則會(huì)“對(duì)沖”改為半終粉磨工藝所增加的產(chǎn)能。
3）要探索在新的工藝條件下設(shè)備的合理工藝技術(shù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量最優(yōu)化。
4）在輥壓機(jī)裝機(jī)功率與磨機(jī)裝機(jī)功率之比＜0.6，特別是像該公司的比值只有0.357的情況下，通過磨內(nèi)改造提高粉磨效率，改為半終粉磨工藝是可以實(shí)現(xiàn)較好的增產(chǎn)節(jié)能效果的。
5）P·O42.5水泥質(zhì)量除標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量有所增加外，強(qiáng)度等指標(biāo)基本沒有變化。下一步還需要進(jìn)行在半終粉磨工藝條件下降低P·O42.5水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的探索和研究。
作者單位：浙江南方水泥有限公司
