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最新的輥式磨技術(shù)

現(xiàn)代化的水泥粉磨車間必須具備較高的運行效率和產(chǎn)能、較低的電耗和裝備事故率、較低的投資和維修費用、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品以及良好的環(huán)保效應(yīng)等，近年來，輥式磨的工藝裝備及設(shè)計、生產(chǎn)控制的技術(shù)進(jìn)展已符合上述發(fā)展趨勢。

1　現(xiàn)代化粉磨車間

1.1大型裝備

水泥工業(yè)發(fā)展趨勢是大型水泥窯，最大產(chǎn)量13 000t/d，所需的水泥、原料和煤磨是一磨還是二磨，一直備受爭議。一是可靠性。一窯二磨可靠，但從粉磨車間投資來看，一磨較二磨投資低約20%～30%，維修費用和操作員工也少些，爭議中一窯一磨方案占優(yōu)勢，但磨機需大型化。二是窯磨之間的關(guān)系。尤其是生料磨和煤磨，若出現(xiàn)事故，勢必要停窯。因而粉磨裝備必須長期安全運轉(zhuǎn)，不僅主機需要安全運轉(zhuǎn)，而且輔機也需要安全運行。三是產(chǎn)能配套。為保證窯的安全運行，粉磨能力必須大于燒成能力，富余能力約60%～80%。此外，設(shè)計中還需考慮，當(dāng)磨機的個別部件出現(xiàn)故障時，磨機仍然可保持窯在常規(guī)產(chǎn)能下運行。近年來，投入生產(chǎn)的具備最新技術(shù)的輥式磨能滿足上述需求，不僅產(chǎn)能高，而且當(dāng)個別磨輥出現(xiàn)故障后，可以抬起，其余磨輥照常運行，保證所需產(chǎn)品的產(chǎn)能及質(zhì)量。

為滿足上述需求，萊歇公司于2006年開發(fā)了6輥生料磨（LM69.6）和4輥煤磨（LM43.4）。2014年又開發(fā)了（4+4）輥式水泥磨，滿足水泥市場大型產(chǎn)能需求的輥式水泥磨LM70.4+4CS，功率9 600kW（表1），將于2016年投入運行。

圖1　緊湊式行星電動傳動（COPE）

表1　萊歇LM70.4+4CS水泥磨技術(shù)數(shù)據(jù)

圖3　萊歇水泥磨產(chǎn)能與規(guī)格的關(guān)系

圖4　LDC選粉機

圖5　LSK和LDC選粉機

萊歇公司所有輥式磨的傳動，均采用與RENK公司共同開發(fā)的緊湊行星式電動（COPE）傳動系統(tǒng)，確保裝備運行可靠和產(chǎn)能儲備量。該系統(tǒng)是一臺2級多傳動型帶8臺單獨傳動單元的減速箱和一臺3 000kW電機的組合。垂直安裝的減速機通過螺旋齒輪與減速箱連接（圖1）。在運行過程中，即使一半的傳動裝置出現(xiàn)事故，磨機和傳動裝置仍能運行。減速箱可安裝或不安裝調(diào)頻轉(zhuǎn)換器，適合各種水泥質(zhì)量和粉磨細(xì)度的需求。

萊歇公司所設(shè)計的4+4系統(tǒng)輥式水泥磨，是由4個用于粉磨的主軸和4個用于料床制備的支撐輥子組成，能將輥子中的兩個懸掛形成獨立的液壓系統(tǒng)。當(dāng)磨輥在生產(chǎn)運行中出現(xiàn)故障，可將其懸吊，此時輥磨剩余產(chǎn)能60%～80%的2個輥子仍然運行，仍能滿足生產(chǎn)需求。為便于生產(chǎn)管理，水泥磨和生料磨裝備設(shè)計共用許多一般的備件。水泥、生料磨均采用相同的減速箱輥子、標(biāo)準(zhǔn)輥子以及搖臂和液壓氣動彈簧系統(tǒng)部件，這些部件均適用于不同產(chǎn)能的生產(chǎn)線以及不同物理性能原料的生產(chǎn)需求。

萊歇公司生產(chǎn)的生料磨、水泥磨產(chǎn)能與規(guī)格的關(guān)系見圖2、圖3。

1.2LDC選粉機

輥式磨和選粉機設(shè)計為一體，產(chǎn)能高，電耗低，烘干能力優(yōu)良。選粉機對產(chǎn)品的顆粒分布及產(chǎn)品在機內(nèi)循環(huán)起到關(guān)鍵影響。機內(nèi)氣流循環(huán)的壓降和風(fēng)機電耗以及粉磨電耗均有關(guān)。

萊歇公司2008年以前使用LSK型選粉機，而后使用新一代具有Vortex Rectifier專利的LDC動態(tài)選粉機（圖4）。至2015年，在各種類型的輥式磨上已銷售35臺。

在粉磨細(xì)度相同的礦渣水泥和普通硅酸鹽水泥時，兩種選粉機的壓降見圖5。顆粒分布（PSD）已從LSK 的0.90提至LDC動態(tài)選粉機的1.05。

圖6　緊湊的輥式磨車間

圖7　緊湊輥式磨車間和LM53.3+3水泥磨外形尺寸比較

圖8　LM主控程序系統(tǒng)

LSK和LDC型選粉機在粉磨相同細(xì)度礦渣和普通水泥時，LSK選粉機壓降高些，LDC選粉機電耗低些（圖5），且顆粒分布曲線值高些，水泥產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)些，為此一些帶LSK的選粉機，改造為LDC選粉機?？紤]到LSK選粉機較方便改為LDC型選粉機，外型尺寸與入選粉機管道、喂料斜槽、磨機法蘭等連接界面原有的部件均可利用。

2　緊湊的車間設(shè)計

粉磨車間全部投資不僅包括磨機本身，而且包括全系統(tǒng)裝備的機械、電氣和土建等全部費用，必須盡最大努力在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，節(jié)省投資，建立緊湊且效能高的車間。

在車間設(shè)計時，還需統(tǒng)籌考慮環(huán)保以及地域性的建筑需求，此外在工程中還需考慮各車間之間的連接，熟料、水泥庫位置布置、移動的維修起吊裝備利用情況、熟料喂料系統(tǒng)的利用空間等。此外，還需盡量減少安裝時間等（圖6、7）。

3　LM-主控程序系統(tǒng)

LM-主控程序系統(tǒng)和常用的PLC（可編程控制）的結(jié)合，其目的是增加平均產(chǎn)量且保持最佳性能。為滿足上述需求，LM-主控程序系統(tǒng)的控制參數(shù)主要為磨壓、噴水量、氣體量和選粉機速度。系統(tǒng)結(jié)合理想的工藝參數(shù)，以保持高產(chǎn)時的最高利用率，此外，LM控制程序系統(tǒng)還能做到高產(chǎn)時降低能耗，控制振動量和吸收主電機功率，使之保持在給定的限值以內(nèi)（圖8）。

陳友德編譯自

No.2/2015Cement International