鄒偉斌中國建材工業(yè)經(jīng)濟研究會水泥專業(yè)委員會，北京 100024

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水泥粉磨系統(tǒng)異常案例分析及解決措施(一)

鄒偉斌
中國建材工業(yè)經(jīng)濟研究會水泥專業(yè)委員會，北京 100024

摘要配置打散分級機的水泥輥壓機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，當運行中發(fā)現(xiàn)成品細度跑粗、比表面積下降及系統(tǒng)產(chǎn)量降低時，有可能是因為打散分級機出現(xiàn)了異常狀況，比如打散分級機粗粉管道磨損泄漏、下錐體扇形分級篩板磨損泄漏、打散分級機環(huán)形通道異物堵塞以及下錐體篩分分級篩板篩縫形狀變化。這些案例，運行中表現(xiàn)出共性，也有其個性，診斷中應區(qū)別對待，確診后采取相應的整改措施。

關鍵詞粉磨系統(tǒng)打散分級機磨損堵塞篩縫

編者按在“2015中國水泥粉磨系統(tǒng)優(yōu)化改造技術研討會 ”上，與會代表關注最多的是輥壓機+球磨機+選粉機所組成的水泥粉磨系統(tǒng)。就該系統(tǒng)如何降低電耗問題，水泥粉磨專家鄒偉斌先生在會上強調(diào)指出：聯(lián)合粉磨工藝系統(tǒng)屬于“分段粉磨”， 該系統(tǒng)應始終遵循“磨前處理是關鍵、磨內(nèi)磨細是根本、磨后選粉是保證”之增產(chǎn)、節(jié)電客觀規(guī)律。這一規(guī)律，無疑是我們搞好水泥聯(lián)合粉磨工藝系統(tǒng)的技術原則，但如何落實到具體實踐中，是企業(yè)管理者、一線技術人員關心的問題，也是本刊發(fā)揮媒介作用應該關注的問題。本刊擬定在2016年成立“水泥粉磨優(yōu)化改造技術咨詢服務中心”，舉辦“2016中國水泥粉磨系統(tǒng)優(yōu)化改造技術研討會 ”，同時邀請鄒偉斌先生擔任“粉磨技術”欄目的主持人，以期把落實這一技術原則的經(jīng)驗和更多的優(yōu)化改造創(chuàng)新技術分享給水泥企業(yè)。

本期推出的《水泥粉磨系統(tǒng)異常案例分析及解決措施》就是本刊將這些計劃落到實處的第一步。該文是鄒偉斌先生近幾年走訪、調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)的不同粉磨系統(tǒng)異常案例及技術分析。本刊將根據(jù)內(nèi)容獨立成篇，分六期奉獻。希望各位讀者能夠喜歡。

0　引言

據(jù)不完全統(tǒng)計，除采用“串聯(lián)粉磨”及物料“分別粉磨”（分別磨細、計量配制）工藝外，國內(nèi)無磨前預處理設備或配置不同預處理與分級設備的水泥粉磨工藝系統(tǒng)大約有20種左右，每一種粉磨系統(tǒng)均有其技術特點。生產(chǎn)過程中，粉磨系統(tǒng)會出現(xiàn)各種影響運行的異常狀況，由于各生產(chǎn)線所選擇的設備性能不同，所制備的水泥品種、強度等級以及所使用熟料的易磨性（除特種水泥熟料外，通用水泥熟料易磨性好與差和窯系統(tǒng)所配置的篦冷機性能密切相關）與混合材料、石膏理化性質(zhì)不同，所呈現(xiàn)出的異常現(xiàn)象亦不同。其中有設備方面的因素，也有工藝方面的問題，還涉及被磨物料特性與中控操作人員素質(zhì)。總之，這幾者之間既存在共性的問題，也有個性的問題。筆者受《新世紀水泥導報》之約，以連載的方式把在企業(yè)走訪、調(diào)研水泥粉磨系統(tǒng)過程中發(fā)現(xiàn)的部分異常案例與技術診斷分析和解決措施，以及實施后的技術經(jīng)濟效果進行總結。首先推出的是因打散分級機故障引起異常現(xiàn)象的幾個案例，包括： 打散分級機粗粉管道磨損泄漏、下錐體扇形分級篩板磨損泄漏、打散分級機環(huán)形通道異物堵塞以及下錐體篩分分級篩板篩縫形狀變化。

1　打散分級機粗粉管道磨損泄漏

1.1異常狀況描述

Y公司聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中的打散分級機粗粉管道磨損泄漏，與分級后的細粉短路，導致粉磨平衡失調(diào)、成品細度跑粗、比表面積下降、系統(tǒng)產(chǎn)量降低。

1.2粉磨系統(tǒng)配置

Y公司水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)采用120- 50輥壓機（物料通過量165 t/h，主電機功率250 kW×2）+550/120打散分級機（處理能力140～175 t/h，打散+分級電機總功率=45 kW+30 kW）+Ф 3.2 m×13 m三倉開路管磨機（主電機功率1 600 kW，磨機筒體工作轉速17.6 r/min）；正常生產(chǎn)時，P·O42.5級水泥（成品細度：R45篩余≤12%，比表面積≥360 m2/kg±10 m2/kg），臺時產(chǎn)量70 t/h，系統(tǒng)粉磨電耗31 kWh/t。工藝流程見圖1。

圖1　輥壓機+打散分級機+管磨機開路聯(lián)合粉磨工藝流程

1.3出現(xiàn)的異常狀況及結果

生產(chǎn)過程中，成品水泥細度跑粗，R45篩余由12%逐漸上升至19%以上，比表面積也由360 m2/kg降至310 m2/kg左右，系統(tǒng)產(chǎn)量降至60～62 t/h，粉磨電耗上升到35.6 kWh/t（增加4.6 kWh/t，增長幅度12.92%）。

1.4技術診斷分析

與離心選粉機分級原理相同，打散分級機也存在“分散、分級、收集”三大關鍵技術環(huán)節(jié)，只是進入兩種分級機的物料粒徑有所區(qū)別而已。打散分級機分為內(nèi)筒與外筒，內(nèi)筒下部錐體有物料篩分分級篩板，經(jīng)篩分分級后的粗顆粒物料隨粗粉管道回到稱重倉，與新進物料一起入輥壓機擠壓；而外筒則為細粉物料收集通道，收集由上部分級風輪分選出的細粉以及下錐體篩板分級后的細粉（其中一部分為小于分級篩孔的顆粒狀）物料，經(jīng)細粉管道進入管磨機一倉粉磨。假若這兩個管道中，由于粗粉管磨損產(chǎn)生泄漏，或者下錐體篩分分級篩板磨穿漏料，都將會導致入磨物料篩余物有明顯變化。所以，當出現(xiàn)上述異常狀況后，應從打散分級機下錐體篩分分級篩板及粗粉管是否磨損導致漏料，造成粗顆粒進入細粉管道入磨的幾個關鍵部位（監(jiān)測點）入手進行檢查、確認。打散分級機構造與工作原理見圖2。輥壓機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)正常運行過程中，經(jīng)打散分級機分級后的入磨物料篩析粒徑參數(shù)常規(guī)分析見表1。

圖2　打散分級機構造及工作原理

表1　經(jīng)輥壓機擠壓+打散分級機分級后的入磨物料粒徑常規(guī)分析

正常生產(chǎn)運行時，取入磨物料進行細度篩析檢測， R80篩余只有55%左右（＜80μ m細粉達45%），且粗顆粒較少，篩余物中基本未見5 mm或以上顆粒。當水泥細度出現(xiàn)跑粗后，重新取入磨物料樣品篩析檢驗時發(fā)現(xiàn)：R80篩余已達到85%以上，即＜80μ m細粉只有15%左右，篩余物中的5 mm以上顆粒較正常生產(chǎn)時明顯增多。

停機檢查發(fā)現(xiàn)：下錐體篩分分級篩板完好、無破損漏料現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因是粗粉管道磨損后泄漏，造成粗顆粒與細粉管道短路。本應返回到稱重倉的粗顆粒物料有一部分進入管磨機，導致一倉粗碎能力變差，對粗顆粒物料消化功能不足，在細磨能力相對穩(wěn)定的前提下，管磨機各倉粉磨平衡被打破，出磨水泥細度變粗。在中控操作過程中，被迫采取降低投料量的方式，以滿足質(zhì)量指標控制要求。

1.5采取的技術措施與效果

采用厚度12 mm復合堆焊耐磨鋼板（HRC≥60～64）及時修復破損、泄漏的粗粉管，徹底消除了輥壓機擠壓后進入打散分級機分級后的物料粗、細粉管道短路現(xiàn)象， P·O42.5級水泥產(chǎn)量、系統(tǒng)粉磨電耗恢復到正常狀態(tài)。后經(jīng)調(diào)整研磨體級配及規(guī)范操作方法，P·O42.5級水泥臺時產(chǎn)量由70 t/h提高至78.9 t/h，系統(tǒng)電耗進一步降至28.6 kWh/t。

2　下錐體扇形分級篩板磨損泄漏

2.1異常狀況描述

W公司聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中經(jīng)輥壓機擠壓后的物料進入打散分級機分級過程中，由于下錐體扇形分級篩板磨損泄漏，導致水泥細度跑粗，系統(tǒng)產(chǎn)量降低，粉磨電耗上升。

2.2粉磨系統(tǒng)配置

W公司水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)配置140- 80輥壓機（物料通過量360～380 t/h，主電機功率560 kW× 2）+600/140打散分級機（處理能力380～600 t/h，打散+分級電機總功率=55 kW+45 kW）+Ф 4.2 m× 13 m三倉開路管磨機（主電機功率3 550 kW，磨機筒體工作轉速15.6 r/min），粉磨P·O42.5級水泥，產(chǎn)量150 t/h（成品細度指標：R45篩余≤11%，比表面積≥370 m2/kg±10 m2/kg），系統(tǒng)粉磨電耗32 kWh/t。

2.3出現(xiàn)的異常狀況及結果

成品水泥細度跑粗（R45篩余由11%上升到16.2%，比表面積也降至310～320 m2/kg），P·O42.5級水泥產(chǎn)量降至120 t/h左右，系統(tǒng)粉磨電耗上升至36.6 kWh/t。

2.4技術診斷分析

在磨頭進料管處取入磨物料樣品進行篩析，與Y公司出現(xiàn)的異常狀況基本相同，入磨料粗顆粒明顯增多，說明打散分級機回稱重倉物料存在泄漏、短路現(xiàn)象。應重點查找下錐體篩板與粗粉管是否磨穿漏料，從而導致粗、細物料短路后有較多粗顆粒入磨，且返回稱重倉的物料中仍有一部分細粉，直接影響輥壓機擠壓做功能力。

停機檢查打散分級機粗粉管道及下錐體篩分分級篩板后發(fā)現(xiàn)：粗粉管道完好，無泄漏現(xiàn)象；主要是下錐體分級篩板有幾處磨穿漏料，造成入磨粗、細物料短路，比正常生產(chǎn)時入磨粗顆粒顯著增加，導致原有各倉的粉磨平衡被打破，造成水泥成品細度跑粗，系統(tǒng)產(chǎn)量下降。

2.5采取的技術措施與效果

更換破損泄漏的下錐體篩板，打散分級機處于良好的篩分分級狀態(tài)后，系統(tǒng)產(chǎn)量與粉磨電耗恢復到正常生產(chǎn)水平。年底大修過程中，對磨內(nèi)的一倉襯板、隔倉板、出磨篦板、活化環(huán)重新優(yōu)化設計，徹底消除篦縫卡、塞研磨體問題，磨內(nèi)通風、過料能力顯著改善，同時增大了細磨倉研磨體活化區(qū)域。改造后，P·O42.5級水泥產(chǎn)量由150 t/h提高至175 t/h左右（成品細度R45篩余降至10%左右，比表面積達到370～380 m2/kg），系統(tǒng)粉磨電耗進一步降至29.8 kWh/t，取得了良好的技術經(jīng)濟效果。

3　打散分級機環(huán)形通道異物堵塞

3.1異常狀況描述

Q公司打散分級機環(huán)形通道異物堵塞，影響內(nèi)部過料能力，造成分級效果變差，入磨物料粗顆粒顯著增多，細度變粗，系統(tǒng)產(chǎn)量降低，粉磨電耗提高。

3.2粉磨系統(tǒng)配置

Q公司水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)配置140- 80輥壓機（物料通過量360～380 t/h，主電機功率560 kW× 2）+600/140打散分級機（處理能力380～600 t/h，打散+分級電機總功率=55 kW+45 kW）+Ф 3.8 m× 13 m三倉開路管磨機（主電機功率2 500 kW，磨機筒體工作轉速16.6 r/min），粉磨P·O42.5級水泥產(chǎn)量100 t/h（成品細度R45篩余≤12%，比表面積≥365 m2/kg±15 m2/kg），系統(tǒng)粉磨電耗34.6 kWh/t。

3.3出現(xiàn)的異常狀況及結果

成品水泥細度跑粗（R45篩余由12%逐步上升到18%左右，比表面積也降至306 m2/kg左右），P·O42.5級水泥產(chǎn)量降至81 t/h左右，系統(tǒng)粉磨電耗上升至37.7 kWh/t。

3.4技術診斷分析

通過對入磨物料進行篩析發(fā)現(xiàn)：篩余物中有較多粗顆粒，R80篩余達到81.7%（＜80μ m細粉只有18.3%，太少），正常生產(chǎn)時入磨R80篩余為50%左右，現(xiàn)在卻增大了31.7%，說明物料分級效果差，應采用排除法查找下錐體篩分分級篩板、粗粉管幾處是否有磨損泄漏以及物料環(huán)形通道堵料等異常狀況。

停機檢查確認：物料環(huán)形通道中有大量異物堵塞，包括破手套、棉紗、鐵絲、聚丙烯帶、食品袋、毛線、麻繩、碎鐵片、瓶蓋、核桃殼……,導致分級效果變差；并隨時間推移，返回稱重倉物料增加，料餅循環(huán)提升機負荷增大，電流上升。

3.5采取的技術措施與效果

停機清理環(huán)形通道，確保入磨物料分級效果，循環(huán)提升機負荷明顯降低。首先，將P·O42.5級水泥產(chǎn)量恢復到100 t/h，后經(jīng)逐漸調(diào)整，采取剔除篦縫堵塞的研磨體，保持通風，過料順暢，一倉增補Φ 70 mm、Φ 60 mm鋼球各1 t，提高一倉破碎能力；過渡倉補充Φ 30 mm、Φ 25 mm鋼球各1.5 t，增加過渡倉粉磨能力等措施，P·O42.5級水泥產(chǎn)量提高至110～115 t/h左右，系統(tǒng)粉磨電耗進一步降至31 kWh/t。

4　打散分級機下錐體篩分分級篩板篩縫形狀變化

4.1 異常狀況描述

L公司打散分級機下錐體篩分分級篩板篩縫形狀變化導致分級效果差，輥壓機系統(tǒng)循環(huán)量大，系統(tǒng)產(chǎn)量降低，粉磨電耗上升。

4.2粉磨系統(tǒng)配置

L公司采用120- 50輥壓機（物料通過量165 t/h，主電機功率250 kW×2）+550/120打散分級機（處理能力140～175 t/h，打散+分級電機總功率=45 kW+30 kW）+Φ3.2 m×13 m三倉開路管磨機（筒體工作轉速18.1 r/min，主電機功率1 600 kW），生產(chǎn)P·O42.5級水泥（比表面積375 m2/kg±10 m2/kg），系統(tǒng)產(chǎn)量70 t/h，粉磨電耗31 kWh/t。

4.3出現(xiàn)的異常狀況及結果

更換打散分級機分級篩板后，輥壓機循環(huán)負荷大（料餅循環(huán)提升機常超電流）。生產(chǎn)P·O42.5級水泥，磨機產(chǎn)量降至62 t/h，粉磨電耗達34.6 kWh/t。

4.4技術診斷分析

停機檢查打散分級機發(fā)現(xiàn)：整體更換下錐體篩分分級篩板時，原采用90°豎縫篩板，實際應用是采購部門訂制的180°橫縫篩板（篩縫寬度4 mm），導致篩析過料能力差，對粗、細物料分離效果差。由于180°橫縫篩板的阻料作用，以至于較多細粉再次回稱重倉，導致輥壓機系統(tǒng)循環(huán)負荷增大。橫縫篩板與豎縫篩板見圖3。

圖3　180°橫縫篩板（左） 90°豎縫篩板（右）

4.5采取的技術措施與效果

打散分級機下錐體整體恢復使用篩縫寬度4 mm、90°豎縫篩板，篩縫長度方向與料流下降方向一致，物料篩析能力提高，能夠及時將細粉送入管磨機；輥壓機系統(tǒng)循環(huán)負荷與料餅循環(huán)提升機電流顯著降低。同時，根據(jù)磨機主電機運行電流，對磨內(nèi)過渡倉及細磨倉增補研磨體， P·O42.5級水泥產(chǎn)量達到78 t/h以上，電耗降至28 kWh/t，噸水泥節(jié)電3 kWh/t左右。優(yōu)化后按年產(chǎn)量60萬t計，節(jié)電180萬度，節(jié)電效益108萬元。

5　結束語

前三個案例均發(fā)生在水泥輥壓機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，分級設備均配置打散分級機，出現(xiàn)的異常狀況具有一定的代表性，即打散分級機運行過程中發(fā)生的共性問題。其中：成品細度跑粗、比表面積下降及系統(tǒng)產(chǎn)量降低均具有相似性（規(guī)律）。除上述異常案例外，各企業(yè)也存在打散錘頭、打散盤及上部分級風輪、下錐體篩分分級篩板等易損件，由于所用材質(zhì)抗磨性能較差而較快產(chǎn)生磨損，隨著時間推移最終會嚴重影響物料分級效果等問題，需要利用停機時間跟蹤檢查并及時處理，同時做好相關的維護記錄以備查。

水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)采用打散分級機，屬于該系統(tǒng)初期的設計與配置，由于該分級設備自身兩臺主電機裝機功率較低（目前使用的最大規(guī)格，處理能力≥800 t/h的650/160打散分級機兩臺主電機功率總和僅為90 kW+75 kW=165 kW，相比配置140- 65輥壓機系統(tǒng)的Vx5815選粉機的循環(huán)風機電機功率280 kW還要低115 kW；相比配置140- 80輥壓機系統(tǒng)的Vx6817選粉機的循環(huán)風機電機功率315 kW還要低150 kW；），在充分發(fā)揮粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)潛能的前提下，工序電耗也顯著降低。但打散分級機畢竟屬于粗分級設備（上部風輪+下錐體篩分分級篩板，分級篩板部分占全部分級功能的70%以上），對入機料餅打散的能力比靜態(tài)氣流（V選）分級機要好；分級后的入磨物料切割粒徑在2.0 mm～2.5 mm左右，顆粒粒徑分布范圍比V選分級后的物料相對較寬，即粗細不均。根據(jù)被磨物料易磨性不同及其它因素綜合考慮，后續(xù)管磨機一倉尚須配用直徑Φ 70 mm或Φ 60 mm鋼球（不排除因物料易磨性太差，需要在一倉少量配入Φ 80 mm鋼球），以解決入磨物料在一倉的破碎能力。一般來講，被磨物料易磨性好，一倉平均球徑可以降低，否則，就需要提高平均球徑，滿足物料粗碎要求。

現(xiàn)階段已有針對打散分級機下錐體篩分分級篩板結構形式與優(yōu)化篩孔尺寸的技術改造：一是采用不同寬度篩縫的篩板1∶1或1∶2及2∶1形式間隔排列組合安裝使用，降低入磨粗顆粒含量；二是根據(jù)入機物料水分，采用0.9 mm～1.2 mm雙篩縫篩網(wǎng)，分級后的入磨物料均在1.2 mm以下，為進一步提高系統(tǒng)產(chǎn)量，降低粉磨電耗創(chuàng)造先決條件，還有在內(nèi)錐筒上部安裝高碳鋼絲篩網(wǎng)，有效攔截粗顆粒進入細粉管道等；此外，打散分級機返回稱重倉的物料中尚含有一定比例的細粉，應充分利用收塵器將這一部分細粉收集入磨。據(jù)生產(chǎn)統(tǒng)計，以處理能力300～400 t/h的輥壓機與打散分級機配置為例，該系統(tǒng)中進入稱重倉的循環(huán)物料，采用風量≥15 000 m3/h收塵器，每小時可收集細粉物料20～30 t/h進入管磨機。上述技術改進措施均能夠減少細顆粒返回稱重倉，顯著提高輥壓機擠壓做功能力。

第四個案例出現(xiàn)相對較少，但也應引起重視。生產(chǎn)部門與采購部門的協(xié)調(diào)、溝通工作一定要細化，必須采用書面材料與圖紙形式標明篩板尺寸、篩縫形狀、采購數(shù)量等重要信息進行確認；采購部門則應嚴格按照圖紙標出的技術參數(shù)與采購數(shù)量執(zhí)行，避免影響生產(chǎn)。

（《水泥粉磨系統(tǒng)異常案例分析及解決措施（二）見2016年第二期）

中圖分類號：TQ172.632

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0473(2016)01-0045-05DOI編碼：10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.01.009

收稿日期：（2015- 12- 10）