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        水泥半終粉磨系統(tǒng)的優(yōu)化和質(zhì)量改善

        2017-10-16 06:02:05李維興
        水泥技術(shù) 2017年5期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        李維興

        水泥半終粉磨系統(tǒng)的優(yōu)化和質(zhì)量改善

        Optimization and Quality Improvement of Cement Semi-finishing Grinding System

        李維興

        水泥半終粉磨系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量偏低、電耗高、水泥需水量大等問題,通過采取一系列的工藝優(yōu)化和操作改進(jìn)措施,在系統(tǒng)提產(chǎn)降耗的同時(shí),初步解決了半終粉磨系統(tǒng)需水量偏高的問題,改善了水泥性能,滿足了客戶的使用需求。

        半終粉磨;提產(chǎn)降耗;需水量;工藝調(diào)整

        我公司水泥磨于2012年投產(chǎn)運(yùn)行,是三臺(tái)配置相同的半終粉磨系統(tǒng)。在運(yùn)行過程中出現(xiàn)磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量偏低、電耗高、水泥需水量大等問題,通過針對性的改造,取得了較好的效果,磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量大幅提升,電耗下降,水泥性能逐步改善。

        1 工藝流程及主要設(shè)備參數(shù)

        水泥粉磨系統(tǒng)供料來自配料站和粉煤灰(礦渣粉)庫,配料站有熟料、石膏、礦渣、石灰石庫,各種物料經(jīng)皮帶秤計(jì)量后,由皮帶機(jī)和提升機(jī)輸送至輥壓機(jī)穩(wěn)流倉。粉煤灰(礦渣粉)通過轉(zhuǎn)子秤后經(jīng)提升機(jī)、斜槽直接加入水泥磨磨頭溜管處。

        輥壓機(jī)擠壓出來的料餅經(jīng)循環(huán)提升機(jī)至V型選粉機(jī)進(jìn)行粗選,粗粉由V型選粉機(jī)下部出口排出,經(jīng)輥壓機(jī)穩(wěn)流倉回輥壓機(jī)繼續(xù)擠壓。出V型選粉機(jī)的含塵氣體作為組合式高效選粉機(jī)的分選風(fēng),含塵氣體中的細(xì)粉經(jīng)高效選粉機(jī)分選后進(jìn)入成品,粗粉經(jīng)選粉機(jī)分選后經(jīng)粗料管收集后進(jìn)入水泥磨。

        進(jìn)入球磨機(jī)的物料由高效選粉機(jī)分選下來的粗粉和粉煤灰(礦渣粉)組成。粗粉由兩部分組成:一部分是出磨水泥經(jīng)高效選粉機(jī)分選后的粗粉,另一部分則是由V型選粉機(jī)帶進(jìn)來的含塵氣體中的粗料。出磨物料經(jīng)提升機(jī)、斜槽輸送至高效選粉機(jī)進(jìn)行分選,成品經(jīng)主袋收塵器收集后經(jīng)輸送設(shè)備進(jìn)入水泥成品庫,粗粉則經(jīng)過翻板閥、沖擊流量計(jì)后重新回磨。主要設(shè)備及技術(shù)參數(shù)見表1,工藝流程見圖1。

        2 水泥磨系統(tǒng)的優(yōu)化

        2.1 磨尾收塵器集灰直接進(jìn)入成品

        該系統(tǒng)磨內(nèi)通風(fēng)主要是靠磨尾收塵風(fēng)機(jī)擋板開度來調(diào)節(jié)控制,收塵器回灰直接進(jìn)入出磨提升機(jī)。在回灰下料點(diǎn)安裝取樣器,在系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中,測定風(fēng)機(jī)擋板不同開度時(shí)回灰下料點(diǎn)樣品的比表面積和細(xì)度。以生產(chǎn)P·O42.5水泥為例,結(jié)果見表2。

        圖1 工藝流程圖

        表1 水泥磨系統(tǒng)主要設(shè)備及技術(shù)參數(shù)

        表2 磨尾風(fēng)機(jī)擋板不同開度回灰取樣數(shù)據(jù)

        系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),風(fēng)機(jī)擋板開度需要根據(jù)磨內(nèi)通風(fēng)和物料流速情況調(diào)整,擋板開度以30%~50%為宜。通過對以上數(shù)據(jù)和成品水泥的質(zhì)量對比分析,收塵回灰可以滿足成品的質(zhì)量要求,遂將回灰下料點(diǎn)直接改入水泥成品斜槽。改造后,磨機(jī)收塵直接進(jìn)入成品,經(jīng)計(jì)算,收塵回灰量為6~8t/h,提高了臺(tái)時(shí)產(chǎn)量,同時(shí)減少了出磨提升機(jī)的負(fù)荷。2.2 礦渣粉摻加點(diǎn)的改進(jìn)

        系統(tǒng)礦渣粉的摻加,原有工藝流程是:礦渣粉入庫后,通過庫底轉(zhuǎn)子秤計(jì)量,經(jīng)提升機(jī)和斜槽輸送,從水泥磨頭溜子加入。公司正常生產(chǎn)使用S95級(jí)礦渣粉,其比表面積≥400m2/kg,從運(yùn)行的角度綜合考慮,如此高比表面積的礦渣粉進(jìn)入磨機(jī)會(huì)加重過粉磨現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場工藝布置,增加一段斜槽,將摻加點(diǎn)改入磨尾提升機(jī),減少了磨機(jī)一部分負(fù)荷,進(jìn)入高效選粉機(jī)后直接選入成品。

        根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),礦渣粉的摻加比例和摻加量,要從成本收益角度綜合考慮,要根據(jù)配料成本和售價(jià)對比來確定最適宜摻加量。

        2.3 熟料倉離析的解決方案

        公司有2個(gè)熟料庫,每個(gè)庫底通過下料閥控制,經(jīng)皮帶和提升機(jī)輸送進(jìn)入熟料鋼倉。熟料鋼倉下三臺(tái)熟料皮帶秤上物料離析較為嚴(yán)重,運(yùn)行時(shí)可從皮帶秤上直觀看到各磨粒度相差很大,造成三臺(tái)輥壓機(jī)功效高低不均,臺(tái)時(shí)產(chǎn)量偏差很大。入鋼倉有兩個(gè)溜子,溜子入料點(diǎn)不在中心點(diǎn),進(jìn)入鋼倉的熟料自然堆積狀態(tài)下,形成大致似“M”型的堆積形態(tài),熟料中的粗顆粒向中心和鋼倉內(nèi)壁集中,在三臺(tái)磨運(yùn)行時(shí),產(chǎn)生了各熟料秤物料粗細(xì)不均的情況,造成輥壓機(jī)功效和磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量差異明顯。

        針對上述問題,對熟料鋼倉入料溜子進(jìn)行改造,將兩個(gè)溜子合并在一起,形成“V”字型,合并后進(jìn)入中心下料點(diǎn)。在內(nèi)部入料溜子口80cm處增加撒料裝置,使得熟料庫內(nèi)熟料分布有明顯改善,經(jīng)運(yùn)行觀察,物料離析改善明顯,三臺(tái)磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量趨于一致。圖2為熟料倉入料點(diǎn)及內(nèi)部改造。

        2.4 解決輥壓機(jī)功效偏低問題

        輥壓機(jī)功效的發(fā)揮是制約臺(tái)產(chǎn)提高的主要因素。運(yùn)行中輥壓機(jī)功效低,只有額定功率的50%左右,穩(wěn)流倉經(jīng)常出現(xiàn)空倉現(xiàn)象,不能形成穩(wěn)定倉壓。輥壓機(jī)擠壓效果差,輥壓機(jī)出料2mm以下顆粒不足60%,輥壓機(jī)做功有待提高。通過改善入輥壓機(jī)物料粒度、改造輥壓機(jī)稱重倉、改造V型選粉機(jī)內(nèi)部提高效率等,輥壓機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性得到提高,功效提升明顯。

        圖2 熟料倉入料點(diǎn)及內(nèi)部改造

        (1)從入輥壓機(jī)物料粒度方面考慮,一是采取上述熟料倉下料離析解決方案,對輥壓機(jī)功效提升有改善效果,二是加強(qiáng)控制混合材粒度,提高整體顆粒的均勻性。公司自有礦山生產(chǎn)石灰石,水泥磨生產(chǎn)使用石灰石堆場表面的大顆粒石灰石,最大粒徑15cm,最小5cm。由于進(jìn)入輥壓機(jī)小倉物料細(xì)料多,再加上塊狀石灰石料多,造成輥壓機(jī)系統(tǒng)物料松散,空隙率大,擠壓效果差。通過加強(qiáng)水泥生產(chǎn)用的石灰石粒度的管理,減少大塊石灰石的使用量,對水泥用石灰石采用專門場地放置,確保石灰石粒徑整體搭配均勻,有效改善了入輥壓機(jī)物料的均勻性。

        (2)V型選粉機(jī)起到承上啟下的作用,因此應(yīng)重視提高V型選粉機(jī)的分散分選效果。該系統(tǒng)輥壓機(jī)通過量大,且入V型選粉機(jī)的溜子落差大,進(jìn)入V型選粉機(jī)物料流速快,造成內(nèi)部打散板磨損不均勻,物料在V型選粉機(jī)里面分散和分選均未達(dá)到最佳效果。故此對V型選粉機(jī)入料溜子進(jìn)行改造,增加緩沖箱和導(dǎo)流板,一是減緩物流流速,二是提高物料分散效果。改造前后對比見圖3。

        (3)改造輥壓機(jī)稱重倉錐體及內(nèi)部,提高稱重倉的穩(wěn)流作用。

        圖3 入V型選粉機(jī)溜子改造及加裝導(dǎo)流板

        輥壓機(jī)稱重倉倉容40t,在運(yùn)行中稱重倉穩(wěn)流作用差,倉體、下錐體、直溜三段設(shè)計(jì)不太合理,下部直溜段高度僅1.2m,起不到穩(wěn)定倉壓的作用,對輥壓機(jī)功效的提升和穩(wěn)定運(yùn)行有很大影響。對輥壓機(jī)小倉下錐體錐度進(jìn)行收縮,將直溜段高度提升1m,有效提升了稱重倉的穩(wěn)流作用。

        輥壓機(jī)小倉物料由配料站來料和V型選粉機(jī)回料兩部分組成,但分布不均勻,離析現(xiàn)象明顯,造成輥縫偏差大,運(yùn)行穩(wěn)定性較差。對此,在稱重倉內(nèi)部增加兩層扇形撒料盤,緩沖配料站來料和V型選粉機(jī)回料,降低物料流速和提高分散效果,減少物料離析現(xiàn)象。圖4為輥壓機(jī)承重倉下錐體及溜子改造示意圖。

        圖4 輥壓機(jī)承重倉下錐體及溜子改造

        (4)輥壓機(jī)系統(tǒng)日常維護(hù)、操作調(diào)整要及時(shí)。輥壓機(jī)在日常生產(chǎn)中,應(yīng)定期檢查輥面、斜插板和側(cè)擋板的磨損,并及時(shí)補(bǔ)焊;根據(jù)物料粒度變化情況及時(shí)調(diào)整斜插板位置;對入輥壓機(jī)物料粒度變化及時(shí)跟蹤,定期取樣對比分析。

        2.5 改造高效選粉機(jī)內(nèi)部,提高選粉效率,改善水泥顆粒級(jí)配

        我公司半終粉磨系統(tǒng)配置雙分離高效選粉機(jī),但選粉機(jī)運(yùn)行過程中選粉效率低,故障率高,顆粒級(jí)配不合理,因此對三臺(tái)水泥磨逐臺(tái)進(jìn)行了改造,具體改造內(nèi)容詳見2014年2月《水泥》雜志的《雙分離式高效選粉機(jī)的改造》一文。通過選粉機(jī)改造,以上問題得到解決,選粉效率提高,水泥顆粒級(jí)配得到改善。

        水泥磨系統(tǒng)經(jīng)過上述系統(tǒng)優(yōu)化和技術(shù)改造,提產(chǎn)降耗效果明顯,生產(chǎn)P·O42.5水泥前后對比數(shù)據(jù)見表3。

        3 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量的改善和調(diào)整

        與其他粉磨系統(tǒng)相比,半終粉磨系統(tǒng)需水量大,凈漿流動(dòng)度偏小,導(dǎo)致不能滿足對混凝土坍落度的要求。我公司生產(chǎn)初期,受工藝系統(tǒng)影響,水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量在29%左右,影響水泥的使用性能。根據(jù)系統(tǒng)工藝特點(diǎn),通過逐漸摸索,從調(diào)整控制指標(biāo)、優(yōu)化操作思路、調(diào)整生料率值等幾方面進(jìn)行調(diào)整,水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量降低到27%,有了明顯降低,滿足了客戶的需要。

        3.1 水泥質(zhì)量指標(biāo)的控制

        在確保水泥質(zhì)量的前提下,采取適當(dāng)降低比表面積原則,提高45μm篩篩余,目的是減少水泥成品中3μm以下的顆粒,降低需水量。通過小磨對比試驗(yàn)和大磨運(yùn)行調(diào)整,比表面積從360~390m2/kg降低到340~370m2/kg,45μm篩篩余由原來的4%~5%提高到7%~8%,水泥需水量有所降低。

        3.2 系統(tǒng)操作思路的調(diào)整

        輥壓機(jī)中水泥成品顆粒球形度非常低,其顆粒形貌多是不規(guī)則的長條狀、多角形等。水泥顆粒級(jí)配不合理,3μm以下顆粒在15%以上,3~32μm顆粒含量62.73%,分布范圍窄,顆粒在堆積中產(chǎn)生較大的空隙,使水泥需水量增大。在通過V型選粉機(jī)和高效選粉機(jī)改造之后,操作思路也隨之調(diào)整:

        (1)在輥壓機(jī)的操作上,采用低壓大循環(huán)量的工藝調(diào)節(jié)方式,較之高壓低循環(huán)的調(diào)節(jié)方式,微粉顆粒球形度更好一些,對需水量改善有效果。

        表3 改造前后生產(chǎn)P·O42.5水泥數(shù)據(jù)對比

        (2)在磨機(jī)流速控制上,適當(dāng)加大磨尾拉風(fēng),加大磨內(nèi)物料流速,控制合理的循環(huán)負(fù)荷,減少磨內(nèi)過粉磨現(xiàn)象。

        3.3 水泥配料

        優(yōu)化水泥配料,調(diào)整混合材摻加比例,綜合實(shí)現(xiàn)水泥質(zhì)量與成本的最佳結(jié)合點(diǎn)。在滿足水泥燒失量和水泥強(qiáng)度前提下,適當(dāng)提高石灰石的摻加量,對需水量變化幅度影響不大。礦渣高溫淬冷、玻璃體含量高,活性較好,提高礦渣摻加量對水泥強(qiáng)度和需水量都有利。同時(shí)調(diào)整并降低了爐渣的摻加量。生產(chǎn)P·O42.5水泥調(diào)整前后混合材摻加比例變化如下:礦渣、爐渣、石灰石摻加比例由8%、5%、5%分別調(diào)整為9.5%、2.5%、6%,降低了水泥需水量。

        3.4 生料配料

        在生料配料方面,通過采取提高熟料硅酸率,降低鋁氧率的方案,提高硅酸鹽礦物的含量,減少C3A的含量,達(dá)到降低需水量的目的。

        在工藝后續(xù)調(diào)整方面:

        (1)率值調(diào)整后,燒成溫度控制較以前提高30℃,溫度的提高可以適應(yīng)煅燒硅酸率較高的熟料,提高硅酸鹽礦物特別是C3S的含量,減少C3A的含量。

        (2)提高熟料冷卻效果,降低入磨熟料溫度。采取部分濕礦渣搭配降低水泥溫度,避免因水泥溫度過高導(dǎo)致水泥需水量增加。率值調(diào)整范圍:硅率由2.10調(diào)整為2.16,鋁率由1.80調(diào)整為1.76;對應(yīng)礦物組成變化為:C3S由50.89%提高到53.69,C3A由10.39%降低為9.71%。

        我公司通過一系列的工藝優(yōu)化和操作改進(jìn),在系統(tǒng)提產(chǎn)降耗的同時(shí),初步解決了半終粉磨系統(tǒng)需水量偏高的問題,改善了水泥性能,滿足了客戶的使用需求,也為后續(xù)混凝土的節(jié)約成本、提高質(zhì)量帶來了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益?!?/p>

        TQ172.639

        A

        1001-6171(2017)05-0056-05

        2017-04-24; 編輯:趙 蓮

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