牛海龍,石國(guó)平,謝小云,馬秀寬,徐向升
?3.8m×13m水泥粉磨系統(tǒng)的改造
Transformation of Cement Grinding System with the Dimension of ?3.8 m×13 m
牛海龍1,石國(guó)平2,謝小云2,馬秀寬2,徐向升3
在球磨機(jī)時(shí)代,水泥粉磨主要依靠粉磨效率低的球磨機(jī)。隨著粉磨技術(shù)的發(fā)展,采用高效料床粉磨技術(shù)裝備對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)球磨水泥粉磨系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造,是大幅降低水泥生產(chǎn)電耗、提高企業(yè)效益的有效途徑。為此,天津振興水泥廠對(duì)?3.8m×13m雙倉(cāng)圈流水泥球磨系統(tǒng)進(jìn)行了提產(chǎn)節(jié)能改造,增加了一臺(tái)輥壓機(jī)與現(xiàn)有設(shè)備組成聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)半年多的生產(chǎn)調(diào)試,系統(tǒng)產(chǎn)量由65t/h提高至180~190t/h,系統(tǒng)電耗降低了8kWh/t,系統(tǒng)產(chǎn)量大幅提高,保證了水泥銷售旺季的生產(chǎn)需求,提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
輥壓機(jī);水泥粉磨;球磨機(jī);開(kāi)流粉磨
在球磨機(jī)時(shí)代,水泥粉磨主要依靠粉磨效率低的球磨機(jī),系統(tǒng)電耗為35~45kWh/t;在目前料床粉磨技術(shù)發(fā)展時(shí)代,采用料床預(yù)粉磨(保留球磨機(jī)),系統(tǒng)電耗降低到30~35kWh/t;在去球磨化時(shí)代,物料粉磨全部采用高效料床粉磨技術(shù),電耗可以降低至25kWh/t左右。由于高效料床粉磨設(shè)備(輥壓機(jī)和輥磨)的能量利用率約為球磨機(jī)的兩倍,隨著聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中輥壓機(jī)規(guī)格的增大,粉磨過(guò)程中吸收功率的增加,整個(gè)粉磨系統(tǒng)的電耗隨之降低,所以采用高效料床粉磨裝備技術(shù),改造現(xiàn)有傳統(tǒng)球磨水泥粉磨系統(tǒng),是大幅降低水泥生產(chǎn)電耗、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。
天津振興水泥廠1號(hào)2000t/d水泥熟料新型干法生產(chǎn)線系天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院于1997年設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)化2000t/d水泥熟料生產(chǎn)線。水泥粉磨系統(tǒng)采用兩套?3.8m×13m雙倉(cāng)圈流球磨系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力為2× 60t/h(P·O52.5,350m2/kg比表面積),系統(tǒng)主機(jī)配置見(jiàn)表1。
原系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)圖1。新喂物料中的熟料、石灰石和脫硫石膏等經(jīng)計(jì)量后,由皮帶從球磨機(jī)磨頭喂入,出磨物料經(jīng)提升機(jī)和斜槽送入動(dòng)態(tài)選粉機(jī)進(jìn)行風(fēng)選,合格成品由收塵器收集后入庫(kù),粗粉再返回至磨頭入磨繼續(xù)進(jìn)行粉磨。球磨機(jī)磨內(nèi)的通風(fēng)由單獨(dú)的收塵器和風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé),磨尾收塵器收集的粉塵中含有的部分粗顆粒被引至出磨提升機(jī),而礦渣粉也與出磨物料在磨尾混合。
為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)產(chǎn)量,降低系統(tǒng)電耗,綜合考慮場(chǎng)地等因素后,2012年對(duì)2號(hào)水泥粉磨系統(tǒng)進(jìn)行了提產(chǎn)改造,改造由中材裝備集團(tuán)有限公司(原天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司)采用總包形式進(jìn)行,并于2012年10月15日投入運(yùn)行,下面對(duì)該系統(tǒng)的改造情況進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,供廣大業(yè)內(nèi)同仁參考。
本次節(jié)能技術(shù)改造的主要方案為,在球磨機(jī)前端增加一臺(tái)TRP180-140輥壓機(jī),并配套相應(yīng)的V型選粉機(jī)和動(dòng)態(tài)選粉機(jī)。考慮到原配套的O-sepa選粉機(jī)投產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)且不能滿足改造后的產(chǎn)能需求,為了減少停產(chǎn)時(shí)間、減少對(duì)原有廠房及設(shè)備的改動(dòng)以降低改造投資費(fèi)用,將原有的圈流磨系統(tǒng)改為開(kāi)流磨系統(tǒng),形成了由輥壓機(jī)+開(kāi)流磨組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。主要設(shè)備變化情況見(jiàn)表2,改造后的系統(tǒng)流程見(jiàn)圖2。
表11 號(hào)、2號(hào)水泥粉磨系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備
圖1 改造前水泥粉磨系統(tǒng)工藝流程圖
表2 主要設(shè)備變化情況
新喂物料中的熟料和石灰石等含有大顆粒的物料經(jīng)計(jì)量后,由皮帶和提升機(jī)送入輥壓機(jī)上方的小倉(cāng)內(nèi),繼而被輥壓機(jī)輥壓粉磨;出輥壓機(jī)物料由循環(huán)提升機(jī)送入V型選粉機(jī)內(nèi)風(fēng)選;風(fēng)選后,粗物料落入輥壓機(jī)上面的核重小倉(cāng)內(nèi),較細(xì)物料由風(fēng)帶入動(dòng)態(tài)選粉機(jī)進(jìn)一步風(fēng)選;出動(dòng)態(tài)選粉機(jī)的細(xì)粉由旋風(fēng)筒收集后進(jìn)入后面的開(kāi)流球磨機(jī)中繼續(xù)粉磨至水泥成品,而出動(dòng)態(tài)選粉機(jī)的粗粉則返回輥壓機(jī)上面的小倉(cāng),進(jìn)而再次被輥壓機(jī)輥壓粉磨;另外,脫硫石膏計(jì)量后,由皮帶單獨(dú)從球磨機(jī)磨頭喂入,而礦渣粉則直接與出磨物料在磨尾混合后入庫(kù)。
通過(guò)對(duì)比改造前后的生產(chǎn)數(shù)據(jù)可知,由于粉磨系統(tǒng)工藝流程的變化,使得成品水泥的28d強(qiáng)度增長(zhǎng)率降低(圈流水泥粉磨系統(tǒng)和開(kāi)流水泥粉磨系統(tǒng)相比,在比表面積控制相同的情況下,后者水泥成品的細(xì)度要大于前者,換句話說(shuō),在成品比表面積相同的情況下,開(kāi)流系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥中粗熟料顆粒比例大于圈流系統(tǒng),因此,呈現(xiàn)出3d抗壓強(qiáng)度高而28d強(qiáng)度低的結(jié)果),因此,為了提高水泥的28d抗壓強(qiáng)度,熟料比例增加1%~2%。即便在混合材比例減小的情況下,系統(tǒng)產(chǎn)量提高幅度也達(dá)180%以上??偟恼f(shuō)來(lái),2號(hào)水泥粉磨系統(tǒng)的改造非常成功,輥壓機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單且調(diào)節(jié)方便,所生產(chǎn)的水泥質(zhì)量穩(wěn)定,系統(tǒng)電耗大幅度降低,實(shí)現(xiàn)了本次改造的預(yù)期效果,對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)起到了很好的促進(jìn)作用,對(duì)于同類型水泥粉磨系統(tǒng)的節(jié)能改造具有很好的推廣和借鑒作用。
(1)原有圈流系統(tǒng)的設(shè)備中,除動(dòng)態(tài)選粉機(jī)廢棄外,其他設(shè)備全部在改造后的系統(tǒng)中得到了利用,盡可能地節(jié)約了投資。
圖2 改造后水泥粉磨系統(tǒng)工藝流程
表3 改造前后水泥配比(水泥品種為P·O42.5),%
表4 改造前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)
(2)系統(tǒng)改造過(guò)程影響生產(chǎn)的時(shí)間短。因新增輥壓機(jī)部分與原有粉磨車間相互獨(dú)立,在輥壓機(jī)廠房建設(shè)期間,原有系統(tǒng)可以繼續(xù)生產(chǎn),當(dāng)輥壓機(jī)廠房的建設(shè)完成后,才需將原有球磨機(jī)系統(tǒng)停止運(yùn)行,對(duì)喂料系統(tǒng)和放風(fēng)收塵等聯(lián)結(jié)部分進(jìn)行施工,停產(chǎn)施工時(shí)間為7~10d。
該廠是第一次接觸開(kāi)流水泥粉磨系統(tǒng),缺乏對(duì)開(kāi)流水泥粉磨系統(tǒng)的操作控制經(jīng)驗(yàn),因此,該系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程成為了一個(gè)學(xué)習(xí)提高的過(guò)程。總結(jié)該系統(tǒng)的調(diào)試經(jīng)驗(yàn),主要有以下幾點(diǎn)。
4.1 脫硫石膏入磨
為了降低成本,許多水泥企業(yè)都采用脫硫石膏,但是生產(chǎn)中遇到的最大難題就是如何解決脫硫石膏水分對(duì)生產(chǎn)的影響。如果脫硫石膏直接入磨,磨頭堵料、磨內(nèi)糊磨在所難免;如果脫硫石膏同熟料等一起先入輥壓機(jī)系統(tǒng),運(yùn)行一段時(shí)間后,提升機(jī)、風(fēng)管等處必然產(chǎn)生大量結(jié)皮,一則清理困難,二則嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命和運(yùn)行安全。在調(diào)試之初,我們采用脫硫石膏直接入磨的方式,結(jié)果物料在磨頭堵料,磨內(nèi)產(chǎn)生糊磨現(xiàn)象,影響球磨機(jī)的粉磨效率。為此,我們?cè)谀ヮ^喂料溜子上加設(shè)了空氣炮,在磨內(nèi)增加物料流動(dòng)阻力,并加大磨內(nèi)通風(fēng)。運(yùn)行一段時(shí)間后,漸漸發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)剛投料時(shí),采用脫硫石膏一半入磨、一半入輥壓機(jī)的方式可以減輕糊磨現(xiàn)象,待系統(tǒng)內(nèi)氣體溫度升高后,再將所有脫硫石膏入磨,這樣既可以減輕糊磨現(xiàn)象,又可以避免系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)皮。
4.2 輥壓機(jī)操作壓力和運(yùn)行功率的關(guān)系
輥壓機(jī)的操作壓力是輥壓機(jī)的一個(gè)重要控制參數(shù),但在實(shí)際生產(chǎn)中,比較理想的操作模式應(yīng)當(dāng)是在合適的壓力下,使輥壓機(jī)在較高的功率下穩(wěn)定運(yùn)行。因?yàn)椴僮鲏毫^(guò)高,輥壓機(jī)軸的應(yīng)力大,軸承的受力大,其使用壽命必然會(huì)縮短。經(jīng)調(diào)試期間的不斷摸索,發(fā)現(xiàn)通過(guò)輥壓機(jī)操作壓力和喂料插板的配合,完全可以實(shí)現(xiàn)在較低的操作壓力下保持較高的運(yùn)行功率。
4.3 助磨劑的加入
在水泥粉磨過(guò)程中加入助磨劑,對(duì)改善球磨機(jī)內(nèi)的糊磨現(xiàn)象和物料的分散狀況效果明顯,但同時(shí)也會(huì)改善物料的流動(dòng)性,這對(duì)開(kāi)流球磨機(jī)系統(tǒng)和輥壓機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行來(lái)說(shuō),并不完全有益。首先,球磨機(jī)內(nèi)物料流速過(guò)快,出磨水泥的細(xì)度難以控制;其次,對(duì)輥壓機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),物料流動(dòng)性變好后,盡管因物料的分散效果改善后,選粉機(jī)的選粉效率會(huì)有一定的提高,但易產(chǎn)生塌倉(cāng)現(xiàn)象,影響輥壓機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。為此,在調(diào)試過(guò)程中,將助磨劑按不同的比例同時(shí)加入輥壓機(jī)和球磨機(jī),并結(jié)合系統(tǒng)操作參數(shù)的適當(dāng)調(diào)整,摸索出了最佳的助磨劑添加方案。
天津振興水泥廠?3.8m×13m雙倉(cāng)圈流水泥球磨系統(tǒng)的提產(chǎn)節(jié)能改造非常成功,產(chǎn)量提高了1.8倍,系統(tǒng)電耗降低了8kWh/t,按年產(chǎn)水泥130萬(wàn)噸計(jì)算,年節(jié)電1040萬(wàn)kWh,以0.5元/kWh計(jì)算,年節(jié)電費(fèi)520萬(wàn)元,保證了水泥銷售旺季的生產(chǎn)需求,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
TQ172.632.1
A
1001-6171(2014)03-0078-03
通訊地址:1天津振興水泥有限公司,天津300400;2中材裝備集團(tuán)有限公司,天津300400;3天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,天津300400;
2013-09-19;編輯:趙蓮