王　帥，郝　亮，李　洪

小球磨配大輥壓機的問題及解決措施

Problems and Solutions for Small Ball Milling Working with Large Roller Press

王帥，郝亮，李洪

Problems and Solutions for Small Ball Milling Working with Large Roller Press

小球磨機配置大輥壓機已成為水泥粉磨系統(tǒng)優(yōu)選方案之一，不僅能大幅降低電耗，也能保證較好的水泥質(zhì)量。本文以某水泥廠為例，對該系統(tǒng)改造中遇到的問題及解決措施進行分析，以期對同類水泥粉磨系統(tǒng)的建設(shè)、管理和操作有所幫助。

球磨機；輥壓機；V型選粉機；動態(tài)選粉機

1　前言

輥壓機基于受限料床高壓擠壓原理，能量利用率相當于球磨機的兩倍，得到了廣泛應(yīng)用，特別是在水泥粉磨領(lǐng)域，輥壓機和球磨機組成的聯(lián)合粉磨（或半終粉磨系統(tǒng)）已占半壁江山，并且朝著小球磨機配大輥壓機的方向發(fā)展。本文以A廠改造中的小球磨機配大輥壓機為例，介紹該類系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題及解決措施。

2　生產(chǎn)線基本情況

A廠有一條4000t/d熟料生產(chǎn)線，水泥粉磨配置三臺球磨機，一臺KHD輥壓機，一臺Polysius輥壓機，其中KHD輥壓機與BK1、BK2號磨組成預粉磨系統(tǒng)，Polysius輥壓機與BK3號磨組成聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。由于KHD輥壓機規(guī)格較小，設(shè)備老舊，單臺磨機運行產(chǎn)量約100t/h。因此，業(yè)主采用了一臺TRP180×140輥壓機替代原KHD輥壓機，與BK2號磨組成聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。

表1為該粉磨線的設(shè)備配置，其中，TRP180-140輥壓機、TVS96/20型 V型選粉機、TESu330動態(tài)選粉機為新添加的主要設(shè)備。圖1所示為該系統(tǒng)工藝流程：物料經(jīng)斗式提升機喂入輥壓機小倉，經(jīng)輥壓機擠壓后，由斗式提升機喂入V型選粉機，選出的粗顆粒返回輥壓機進一步粉磨，細粉則進入動態(tài)選粉機，由動態(tài)選粉機選出成品，動態(tài)選粉機的粗粉經(jīng)斜槽喂入原球磨機系統(tǒng)。

表1　設(shè)備配置及工藝參數(shù)

3　設(shè)計指標

由于該現(xiàn)場改造期間正處于水泥銷售旺季，業(yè)主不允許停機對磨內(nèi)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整（包括隔倉板和襯板），因此面臨一定合同風險。生產(chǎn)的兩種水泥配料組分如表2所示，設(shè)計指標如表3所示。

圖1　設(shè)備系統(tǒng)工藝流程

4　初期運行情況

4.1初期帶球磨機運行情況

因業(yè)主不允許對磨內(nèi)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，因此設(shè)備運行初期僅是通過斜槽將動態(tài)選粉機選出的粗粉直接導入原球磨機系統(tǒng)，選出的成品則通過袋收塵器收集后與球磨機粉磨出的成品混合入庫。此時，系統(tǒng)產(chǎn)量約165～175t/h。通過測定，輥壓機部分選粉機選出的成品比表面積為2800～3100cm2/g（R40μm：8%～10%），球磨機部分成品的比表面積為3350～3450cm2/g（R40μm：8%～10%），兩者混合所得比表面積為3100～3200cm2/g（R40μm：8%～10%），折算到設(shè)計合同要求的比表面積為3600m2/g，產(chǎn)量僅138～147t/h。

表2　水泥配料組分，%

為提高比表面積，將TESu330動態(tài)選粉機轉(zhuǎn)速提高，但在循環(huán)風機拉風不變的情況下，提高轉(zhuǎn)速會導致動態(tài)選粉機回磨粗粉過多，磨機飽磨。據(jù)觀察，只要沖板流量計入磨粗粉量超過45t/h，磨機就出現(xiàn)飽磨。此時，只能降低循環(huán)風機拉風或關(guān)小循環(huán)風閥來減少風量。但是，在循環(huán)風閥開啟55%、循環(huán)風機拉風95%時，若輥壓機斜插板100%打開，運行一段時間就會出現(xiàn)輥縫不穩(wěn)定的情況，從而導致產(chǎn)量進一步降低。表4為開機初期帶球磨機運行的主要參數(shù)。

表3　設(shè)計指標*

對表4數(shù)據(jù)進行分析，此時輥壓機設(shè)定壓力10MPa，輥壓機運行功率為設(shè)計功率的51%，做功不足。入V型選粉機斗式提升機運行電流185A，為額定電流的53%，入輥壓機斗式提升機運行電流148A，為額定電流的64%，即兩處斗式提升機運行功率均偏低，說明通過量不夠，這與輥壓機做功偏低的狀況符合。而要提高輥壓機做功，應(yīng)提高輥壓機物料通過量和輥壓機工作壓力，但該現(xiàn)場輥壓機斜插板開度過大時，與減少循環(huán)風機拉風一樣，會導致輥壓機運行不穩(wěn)，而輥壓機壓力還有1MPa的提升空間，不足以在要求的產(chǎn)量條件下獲得足夠的比表面積，且從理論上講，輥壓機本身產(chǎn)生的成品比表面積較球磨機低，想通過輥壓機來獲得3600cm2/g以上的比表面積較困難，功耗也會大幅增加。

應(yīng)注意到，該系統(tǒng)必須降低循環(huán)風機拉風和減小循環(huán)風閥門才能保證磨機不飽磨，這是其他現(xiàn)場沒遇到過的。經(jīng)估算，降低循環(huán)風機拉風和減小循環(huán)風閥門后，通過V型選粉機的實際風量必然大幅降低（實際風量約為額定風量的60%），以致不能滿足V型選粉機設(shè)計風量的要求，從而導致選粉效率降低，進入輥壓機的細粉含量增加，進而破壞輥壓機的運行穩(wěn)定性。在其他現(xiàn)場，通常循環(huán)風機的閥門開度一般均能達到90%以上，磨機也能正常運行，而區(qū)別在于，之前配置的球磨機和輥壓機功率接近或略大，磨內(nèi)結(jié)構(gòu)均進行了相應(yīng)調(diào)整。因此，如何在不改變球磨機結(jié)構(gòu)的前提下進一步提高輥壓機功耗并保證輥壓機運行穩(wěn)定性，是需要解決的問題。

表4　開磨初期運行參數(shù)（帶球磨機）

表5　開磨初期運行參數(shù)（不帶球磨機）

4.2初期不帶球磨機運行情況

為進一步驗證上述分析結(jié)果，我們進行了輥壓機水泥終粉磨試驗，此時循環(huán)風機100%拉風，循環(huán)風閥全部打開，即保證V型選粉機滿足設(shè)計風量而具有較高分選效率，同時讓動態(tài)選粉機回粉全部打回輥壓機喂料小倉。表5為此狀況下運行參數(shù)。

從表5可看出，此時輥壓機壓力保持10MPa不變，通過提高循環(huán)風機拉風和斜插板開度，輥壓機運行功率明顯提高到78%左右，出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是V型選粉機的分選效率提高，從而回輥壓機細粉含量減少，盡管輥壓機仍存在小幅波動，但穩(wěn)定性較之前有較大改善，相應(yīng)做功上升。此時產(chǎn)量可穩(wěn)定控制在125～130t/h，比表面積為3200cm2/g，其運行情況比較理想。

表6　球磨磨內(nèi)結(jié)構(gòu)和球配

通過帶球磨機和不帶球磨機兩種運行狀況對比可看出，小球磨機（不對磨內(nèi)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整）對該系統(tǒng)的制約較大，在比表面積為3200cm2/ g的情況下，輥壓機可生產(chǎn)125～130t/ h的成品，而加上球磨機增產(chǎn)40～45t/ h。而根據(jù)業(yè)主提供的資料，該球磨機自身運行產(chǎn)量可達65t/h，綜合來看，增加輥壓機并未增加應(yīng)有的產(chǎn)量，正是由于上述推測的小球磨機不能滿足大輥壓機粉磨出的物料所致。因此，這也是將來輥壓機進一步大型化和球磨機進一步小規(guī)格化所必須面臨的問題。

5　球磨機情況

該球磨機為Pfeiffer公司提供，因之前BK1和BK2僅配一臺小規(guī)格的KHD輥壓機進行預粉磨，因此球配和磨內(nèi)結(jié)構(gòu)均按傳統(tǒng)的球磨機結(jié)構(gòu)設(shè)計。BK2磨裝球100%，直徑3.8m，總長13.05m，一倉為提升襯板，填充率30%，隔倉板Pfeiffer，二倉為分級襯板，填充率31%，一倉隔倉板開孔6mm，二倉卸料倉開孔8mm。具體情況如表6所示。

從表6可看出，該球磨機磨內(nèi)結(jié)構(gòu)和球配完全按照不帶輥壓機設(shè)計，不能滿足大輥壓機輸出的物料粒度要求，很容易導致球磨機“咬不住料”，物料快速通過而造成循環(huán)負荷偏大，磨機飽磨，比表面積難以提高。

6　處理措施

針對上述問題，通過與業(yè)主溝通后，決定在不對磨內(nèi)結(jié)構(gòu)（襯板、隔倉板、卸料倉、擋球圈）進行改動的情況下，進行以下幾方面調(diào)整，最大限度地發(fā)揮輥壓機和球磨機的協(xié)同能力：

（1）調(diào)整磨內(nèi)級配，倒出一倉和二倉部分大球，添加部分?20mm和? 15mm小球，降低磨內(nèi)流速，增加研磨能力。

（2）利用輥壓機終粉磨實驗時使用的溜子制作一個三通閥，通過該三通閥，可將動態(tài)選粉機的部分粗粉打回輥壓機進行粉磨，加大拉風，盡量避免因磨機研磨能力不足而造成的飽磨現(xiàn)象，同時也可有效消除因V型選粉機風量不足而造成的輥壓機過粉磨現(xiàn)象。

（3）調(diào)整V型選粉機入口調(diào)風裝置，盡量將入V型選粉機風量調(diào)整至V型選粉機下部物料打散較好的區(qū)域進行分選。

表7　運行考核結(jié)果*

（4）提高輥壓機操作壓力，調(diào)節(jié)動態(tài)選粉機與V型選粉機之間的調(diào)風閥門，精細操作，以找出輥壓機與球磨機系統(tǒng)的較佳平衡點。

7　調(diào)整后的運行效果

通過上述調(diào)整，開機后輥壓機運行穩(wěn)定性明顯改善，磨機飽磨現(xiàn)象減少，順利通過了業(yè)主考核。表7為調(diào)整后考核結(jié)果。

從表7可看出，在滿足設(shè)計產(chǎn)量要求的前提下，即使熟料配比高達90%，比表面積為3642cm2/g時（接近純硅水泥），主要設(shè)備電耗僅25.9kWh/t，系統(tǒng)綜合電耗僅28.6kWh/t，這正是大輥壓機配小球磨機具有較好節(jié)能效果的體現(xiàn)。通過測定，此時輥壓機運行功率僅為額定功率的64%，若對磨內(nèi)結(jié)構(gòu)進一步調(diào)整，系統(tǒng)還有較大的提產(chǎn)空間，電耗將進一步下降。在節(jié)能降耗要求日益緊迫的情況下，這種配置形式無疑會得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是，隨著輥壓機規(guī)格的進一步加大和球磨機規(guī)格的進一步縮小，也伴隨著更明顯的輥壓機運行穩(wěn)定性和球磨機飽磨等問題的出現(xiàn)。筆者認為要保證此類系統(tǒng)高效的運行狀態(tài)，以下幾點必須滿足：

（1）可靠的輥壓機喂料系統(tǒng)；

（2）順暢的風路，高效的料餅分散、打散功能；

（3）高效的V型選粉機分選效率；

（4）高效的動態(tài)選粉機分選效率；

（5）與輥壓機相適應(yīng)的球磨機磨內(nèi)結(jié)構(gòu)和級配；

（6）采用新型混合粉磨系統(tǒng)的工藝形式（三分離選粉機形式）。

［1］韓曉光，楊學東，柴星騰，趙怡德.輥壓機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)關(guān)鍵問題探討［J］.水泥技術(shù)，2005，（6）：12-17.

［2］衡瓊枝，李洪，李洪雙.物料特性對輥壓機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的影響［J］.水泥，2005，（4）：16-19.

TQ172.632.1

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2014-07-16；編輯：呂光