劉冬

河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司（450002）

2500t/d水泥生產(chǎn)線生料烘干中卸磨改為輥壓機(jī)終粉磨設(shè)計實踐

劉冬

河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司（450002）

按照《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額（GB16780-2012）》要求：現(xiàn)有水泥企業(yè)生料工序電耗要求≤22kWh/t，新建水泥企業(yè)生料工序電耗要求≤18.5kWh/t。同時《水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件（2014年本）》中明確提出：2015年底前，環(huán)境敏感區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)有企業(yè)應(yīng)通過整改達(dá)到“水泥單位產(chǎn)品能耗先進(jìn)值（可比熟料綜合電耗≤56kWh/t、生料工序電耗≤16kWh/t）”，其他地區(qū)內(nèi)的現(xiàn)有企業(yè)應(yīng)通過整改達(dá)到“新建水泥企業(yè)水泥單位產(chǎn)品能耗準(zhǔn)入值（可比熟料綜合電耗≤60 kWh/t、生料工序電耗≤18.5kWh/t）”。河南省太陽石集團(tuán)水泥有限公司為節(jié)能降耗、滿足政策要求，擬將生料烘干中卸磨改為輥壓機(jī)終粉磨生產(chǎn)工藝。本人有幸參與了本項目工藝設(shè)計，文章主要介紹本項目技改設(shè)計過程。

2500t/d水泥生產(chǎn)線；烘干中卸磨；輥壓機(jī)終粉磨

1　項目背景

河南省太陽石集團(tuán)水泥有限公司現(xiàn)有一條2 500t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，通過設(shè)備挖潛、管理優(yōu)化，如今運轉(zhuǎn)率大幅度提升，年產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料90多萬噸。

現(xiàn)有的生料粉磨系統(tǒng)，采用烘干中卸球磨機(jī)工藝，設(shè)計能力190t/h，生產(chǎn)工藝已嚴(yán)重落后，且設(shè)備已陳舊，存在粉磨能力不足、粉磨電耗高和生產(chǎn)維護(hù)費用高等一系列問題。

相對于燒成系統(tǒng)的產(chǎn)能，生料磨產(chǎn)量基本和窯系統(tǒng)需求一致，這就造成生料均化庫的儲存及均化的作用微乎其微，這不但對入窯生料的質(zhì)量產(chǎn)生了大的影響，也造成燒成系統(tǒng)的運行受制約，影響設(shè)備正常壽命，甚至頻繁出現(xiàn)磨機(jī)故障必須停窯的情況。

現(xiàn)有生料粉磨系統(tǒng)，設(shè)備已高負(fù)荷運轉(zhuǎn)多年，一方面單位生料的電耗呈上升趨勢，另一方面其維護(hù)頻率越來越高，勢必對燒成系統(tǒng)的影響越來越大，維護(hù)的成本也在逐步增加。

該公司擬通過節(jié)能技改工程，將生料制備烘干中卸球磨機(jī)系統(tǒng)改為被業(yè)界廣泛認(rèn)可的輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)，并與我院簽訂了施工圖設(shè)計合同，于2015年4月開始施工圖設(shè)計。

2　技改前生產(chǎn)工藝

現(xiàn)有生料粉磨系統(tǒng)，采用Φ4.6×（10+3.5）m烘干中卸球磨機(jī)工藝，（工藝流程詳見圖 1）設(shè)計產(chǎn)量190t/h，生產(chǎn)中為滿足燒成系統(tǒng)需求，通過成品粒度放粗，產(chǎn)量維持在210t/h左右，系統(tǒng)電耗平均在21kWh/t。

圖1　現(xiàn)有生料粉磨系統(tǒng)工藝流程圖

表1　現(xiàn)有生料粉磨系統(tǒng)主要配置

3　輥壓機(jī)終粉磨技改工藝方案

為確保技改施工期間燒成系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，現(xiàn)有生料粉磨系統(tǒng)不停產(chǎn)，在現(xiàn)有生料磨車間東邊偏北布置新的生料輥壓機(jī)終粉磨車間。利用現(xiàn)有原料配料系統(tǒng)，自現(xiàn)有生料入磨皮帶機(jī)引出分支，作為輥壓機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)料系統(tǒng)。

來自原料配料庫的按比例配料后的混合料通過皮帶機(jī)輸送至輥壓機(jī)車間V型選粉機(jī)進(jìn)料口，物料匯同輥壓機(jī)輥壓后的物料進(jìn)入V型選粉機(jī)打散、分選、烘干，經(jīng)分選后的粗粉通過提升機(jī)返回輥壓機(jī)稱重倉，稱重倉內(nèi)物料經(jīng)輥壓機(jī)再次輥壓后，通過提升機(jī)喂入V型選粉機(jī)入口，形成一個閉路輥壓粉磨系統(tǒng)；V型選粉機(jī)細(xì)粉隨氣流進(jìn)入動態(tài)選粉機(jī)，再次被烘干懂同時，經(jīng)動態(tài)選粉機(jī)二次分選，粗粉返回輥壓機(jī)稱重倉再次粉磨，細(xì)粉則作為成品，隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)收塵器，通過旋風(fēng)收塵器收集后，通過空氣輸送斜槽輸送至入現(xiàn)有生料均化庫提升機(jī)。

V型選粉機(jī)熱風(fēng)來自于燒成系統(tǒng)增濕塔出口和本系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)。

出旋風(fēng)筒的含塵氣體通過循環(huán)風(fēng)機(jī)排出后，部分作為循環(huán)風(fēng)返回氣流分級機(jī)進(jìn)行物料分選、部分匯通廢氣進(jìn)入現(xiàn)有窯尾收塵器，經(jīng)收塵凈化后由風(fēng)機(jī)排入大氣。窯尾收塵器收集下來的粉塵利用原有輸送系統(tǒng)入生料均化庫提升機(jī)。

本系統(tǒng)采用“細(xì)料烘干”方式，烘干作業(yè)主要針對循環(huán)細(xì)料以懸浮換熱方式進(jìn)行，烘干效率優(yōu)于管磨。

整個粉磨系統(tǒng)熱風(fēng)管、循環(huán)風(fēng)管及冷風(fēng)管上均設(shè)有電動調(diào)節(jié)閥門，用于調(diào)整系統(tǒng)風(fēng)量。入V型選粉機(jī)帶式輸送機(jī)和出V型選粉機(jī)粗粉溜管上，均設(shè)有除鐵裝置，用于除去物料中含有的鐵件，防止鐵件進(jìn)入輥壓機(jī)損壞輥面。

圖2　輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)工藝流程圖

表2　輥壓機(jī)系統(tǒng)主機(jī)配置

4　設(shè)計特點

以本技改工程的特殊性，設(shè)計必須做到工期短，搭接一次成功，投料一次成功。本項目施工圖設(shè)計有以下特點：

1）可以實現(xiàn)烘干中卸球磨機(jī)系統(tǒng)和輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)的同時存在、隨時切換。

2）生料輥壓機(jī)系統(tǒng)入風(fēng)和出風(fēng)設(shè)置截止閥，本系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)時，截止閥均關(guān)閉，老系統(tǒng)可正常運轉(zhuǎn)。同時解決輥壓機(jī)系統(tǒng)停機(jī)檢修的安全問題。

3）生料入磨皮帶機(jī)保留，增加固定式卸料車，通過控制截止閥，可自由切換原料入老生料磨或新建輥壓機(jī)車間。

4）輥壓機(jī)布置于車間地面，方便巡檢及維修，輥壓機(jī)電機(jī)置于框架外，設(shè)防雨鋼棚，車間框架減小節(jié)約土建投資，同時電機(jī)檢修方便操作。

5）系統(tǒng)工藝風(fēng)機(jī)和動態(tài)選粉機(jī)，選用變頻調(diào)速裝置，并根據(jù)流量的調(diào)節(jié)范圍、電機(jī)功率的大小，選用不同的調(diào)速裝置。

5　投產(chǎn)效果

本項目于2015年4月開工建設(shè)，11月下旬利用停窯檢修空檔聯(lián)動試車，并實現(xiàn)了新老系統(tǒng)的對接、切換，一次投料達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，平均產(chǎn)量260t/h，最大產(chǎn)量280t/h，系統(tǒng)電耗14kWh/t。

本技改項目的投產(chǎn)首先滿足了燒成系統(tǒng)生料需求量和均化效果的要求，其次節(jié)電達(dá)7kWh/t，起到良好的節(jié)能降耗效果，更為可觀的是它還可以利用峰谷電價差值合理調(diào)整運轉(zhuǎn)時間，進(jìn)一步降低成本。

6　結(jié)論

生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)，已經(jīng)是業(yè)界廣泛認(rèn)可的、節(jié)能的、技術(shù)成熟的水泥廠生料粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)工藝。而本項目實施的河南省太陽石集團(tuán)水泥有限公司，其唯一的熟料生產(chǎn)線能力為2500t/d，企業(yè)若想在日益激烈市場競爭生存、發(fā)展，必須想方設(shè)法依靠技術(shù)進(jìn)步，降低生產(chǎn)成本。本項目的成功實施，為同規(guī)模生產(chǎn)線起到了示范作用。

［1］王剛.生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)在2500t/d生產(chǎn)線上的應(yīng)用［J］.水泥，2008（6）：50-51.

［2］柴星騰，石國平.生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)勢分析［J］.水泥工程，2012（2）：81-85.

［3］宋慶偉，余尚偉，謝佳.輥壓機(jī)生料終粉磨系統(tǒng)在2500t/d生產(chǎn)線的應(yīng)用與設(shè)計特點［J］.水泥，2010（1）：31-33.