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        水泥輥磨技術(shù)的新進展

        2018-08-03 13:23:38柴星騰聶文海秦中華杜鑫
        水泥技術(shù) 2018年4期
        關(guān)鍵詞:輥磨傳動裝置磨輥

        柴星騰,聶文海,秦中華,杜鑫

        1 輥磨規(guī)格大型化

        近年來,水泥輥磨的大型化是輥磨技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志之一。水泥廠粉磨系統(tǒng)配置選型的主要依據(jù)是燒成系統(tǒng)的能力、料/熱耗、易磨性和運轉(zhuǎn)率等。水泥粉磨主機的配置還應(yīng)考慮水泥的品種、比表面積、市場情況等因素,因為水泥品種影響熟料配比,水泥的比表面積影響單位產(chǎn)品電耗,市場情況決定生產(chǎn)的淡旺季。

        1.1 德國萊歇公司水泥輥磨

        德國萊歇公司最大規(guī)格的LM70.4+4水泥輥磨于2016年9月在尼日利亞Unicem水泥公司的Maf?mosing工廠投產(chǎn),配套6 250t/d熟料生產(chǎn)線,2016年11月系統(tǒng)產(chǎn)量達(dá)到合同指標(biāo),2017年1月系統(tǒng)電耗達(dá)到合同指標(biāo),系統(tǒng)配置見表1。

        表1 LM70.4+4水泥輥磨系統(tǒng)配置

        從調(diào)試到考核和正常生產(chǎn),以生產(chǎn)CEMⅡ/BL 32.5R水泥為主。合同約定該品種水泥的配比為:熟料+石膏+高鈣石灰石=73%+5%+22%,但實際配比與合同并不一致。由于熟料強度比較高,其熟料配比不斷降低,考核時為70%左右,正常生產(chǎn)時為65%左右,技術(shù)指標(biāo)見表2。

        表2 LM70.4+4水泥輥磨運行情況

        從表2可以看出,盡管系統(tǒng)產(chǎn)量、比表面積、系統(tǒng)電耗達(dá)到或優(yōu)于合同指標(biāo),但是風(fēng)機電耗和噴水量沒有達(dá)到要求。

        1.2 德國非凡公司水泥輥磨

        阿爾及利亞Biskra水泥公司的6 000t/d項目水泥磨系統(tǒng)采用德國非凡公司供貨的MVR6700C-6輥磨,系統(tǒng)于2016年4月開始帶料試車,歷經(jīng)半年時間,于11月完成了IPT和15d可靠性測試。MVR6700C-6水泥輥磨系統(tǒng)配置見表3。

        表3 MVR6700C-6水泥輥磨系統(tǒng)配置

        系統(tǒng)保證產(chǎn)量為OPC1水泥342t/h(3 700cm2/g,熟料:石膏=96%:4%)和 OPC2水泥 231t/h(4 800cm2/g,熟料:石膏=96%:4%),OPC2水泥系統(tǒng)電耗≤56.2kWh/t,噴水量≤2%。2017年5月系統(tǒng)通過了性能考核,產(chǎn)量、細(xì)度、電耗指標(biāo)均達(dá)到保證值,但噴水量超過保證值。運行情況及考核結(jié)果見表4。

        表4 MVR6700C-6水泥輥磨運行及考核情況

        該磨機是非凡公司提供的最大規(guī)格的新型結(jié)構(gòu)水泥輥磨,即由“碗型磨盤—輪胎輥”、壓力框架統(tǒng)一加壓改為“水平磨盤—圓柱輥”、搖臂單一施壓,并采用模塊化多組傳動替代了單傳動。

        1.3 其他公司水泥輥磨

        另外,德國伯利休斯公司和丹麥?zhǔn)访芩构疽蚕蚴袌鎏峁┝顺笮突乃噍伳?,各公司具有代表性的水泥輥磨產(chǎn)品列于表5。

        表5 大型水泥輥磨比較

        2 磨機傳動多元化

        輥磨大型化對傳動裝置提出了新的要求。裝機功率達(dá)到10MW左右,包括減速機的制造、運輸、安裝和維護管理難度大增,特別是運行的可靠性存在較大風(fēng)險。為解決輥磨大型化傳動裝置的配套問題,各大輥磨制造商聯(lián)合減速機制造商提出了各自的解決方案。

        2.1 COPE傳動裝置

        萊歇公司與倫克公司合作開發(fā)了內(nèi)置多電機的COPE傳動裝置,該裝置適用功率為4 000~12 000kW。作為第四代驅(qū)動裝置,COPE傳動裝置具有如下特點:

        (1)采用兩級傳動,減少了運動部件,有利于提高傳動效率。

        (2)驅(qū)動系統(tǒng)中有6個(生料磨)或8個(水泥磨)水冷卻的立式低壓電機,無需使用高壓設(shè)備。

        (3)可以選擇變頻。

        (4)當(dāng)某幾個電機運行故障時,能在低產(chǎn)量條件下運行。

        (5)新型COPE傳動裝置成本接近第三代傳動裝置成本。

        (6)可快速方便地對傳動裝置進行脫離、拆卸、更換,允許在不拆卸傳動裝置的情況下對其進行維護和維修。

        萊歇公司新型COPE驅(qū)動系統(tǒng)見圖1。

        圖1 萊歇公司新型COPE驅(qū)動系統(tǒng)

        2.2 MultiDrive組合式傳動

        非凡公司與弗蘭德公司合作開發(fā)了MultiDrive組合式傳動,主要特點有:

        (1)最多由六個單獨驅(qū)動模塊組成。

        (2)單個驅(qū)動模塊可移出進行維修,磨機可繼續(xù)運轉(zhuǎn),減小磨機停機和生產(chǎn)停工時間。

        (3)具有更高的可靠性和成本優(yōu)勢,最大驅(qū)動功率可達(dá)16 500kW。

        非凡公司MultiDrive多組合傳動方式見圖2。

        2.3 其他傳動系統(tǒng)

        史密斯公司的大型輥磨則采用旗下公司馬格(MAAG)的Max驅(qū)動系統(tǒng),最大驅(qū)動功率可達(dá)15 000kW。另外,還可采用配套永磁電機的半直驅(qū)CEM傳動系統(tǒng)。史密斯公司的MAAG Max驅(qū)動系統(tǒng)見圖3。史密斯公司的CEM驅(qū)動系統(tǒng)見圖4。

        圖2 非凡公司MultiDrive多組合傳動方式

        圖3 史密斯公司的MAAG Max驅(qū)動系統(tǒng)

        圖4 史密斯公司的CEM驅(qū)動系統(tǒng)

        伯利休斯公司于2012年推出了工業(yè)化應(yīng)用的磨輥驅(qū)動的水泥輥磨,應(yīng)用于墨西哥的Lagunas工廠,取得了滿意效果,磨機規(guī)格為QMC 51/25-3RD,裝機功率為3×1 500kW。與磨盤驅(qū)動輥磨相比:該磨機更適合粉磨高比表面積的復(fù)合水泥,可通過調(diào)整磨輥轉(zhuǎn)速以適應(yīng)生產(chǎn)不同比表面積產(chǎn)品的需要;電機和減速機單元更小,減少了驅(qū)動扭矩;驅(qū)動系統(tǒng)可快速分拆;提高了系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率。伯利休斯公司的磨輥驅(qū)動系統(tǒng)見圖5。

        圖5 伯利休斯公司的磨輥驅(qū)動系統(tǒng)

        3 磨輥設(shè)計模塊化

        輥磨粉磨能力的大小主要決定于磨機規(guī)格,即磨盤直徑的大小及配套磨輥數(shù)量和尺寸。不同類型的輥磨磨盤與磨輥之間的尺寸關(guān)系不盡相同,表6是早期的水泥輥磨的結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系。

        表6 不同水泥輥磨的尺寸比例關(guān)系

        但隨著輥磨規(guī)格的大型化,磨輥直徑并沒有隨著磨盤直徑的加大而加大,而是通過增加磨輥數(shù)量滿足配套要求。表7是萊歇水泥輥磨的配置關(guān)系。

        表7 萊歇水泥輥磨的尺寸比例關(guān)系

        表8 非凡水泥輥磨的尺寸比例關(guān)系

        表9 水泥輥磨主機電耗報價指標(biāo)

        萊歇輥磨的磨輥模塊化設(shè)計越來越清晰,不同規(guī)格的輥磨磨輥大小變化不大,僅改變磨輥個數(shù),即根據(jù)磨盤直徑的大小設(shè)置2~4個主輥。LM70.4+4磨機的主輥、輔輥、搖臂、機架的設(shè)計充分體現(xiàn)了模塊化設(shè)計思想。

        非凡公司的水泥輥磨亦采用了模塊化設(shè)計思想,并未遵循固定的尺寸比例關(guān)系,可能會根據(jù)配置需要采用不同寬徑比的磨輥。表8為非凡水泥輥磨的尺寸比例關(guān)系。

        史密斯公司的OK水泥輥磨也是通過增加磨輥數(shù)量的辦法解決大型化配置問題,根據(jù)磨盤直徑的大小,可配置3個、4個或6個磨輥。

        4 技術(shù)指標(biāo)市場化

        我們根據(jù)實驗室輥磨試驗數(shù)據(jù)和工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析得出,輥磨粉磨純硅水泥(熟料:石膏=95:5)至3 200cm2/g的主機電耗約為20kWh/t,而球磨機的電耗為33.5kWh/t,相當(dāng)于輥磨的增效系數(shù)近1.7,這可作為輥磨選型的基準(zhǔn)。如果比表面積不同、混合材品種和摻量不同,則需進行校正。在當(dāng)前激烈的國際市場競爭的環(huán)境下,各大水泥輥磨供貨商的技術(shù)指標(biāo)頗具挑戰(zhàn)性,這一方面體現(xiàn)了水泥終粉磨輥磨技術(shù)的進步,另一方面也增加了國產(chǎn)裝備進入國際市場的難度。表9為水泥輥磨主機電耗報價指標(biāo)。

        輥磨主機或系統(tǒng)電耗是水泥輥磨系統(tǒng)的重要指標(biāo),也是粉磨技術(shù)先進性的主要表現(xiàn)。在國際EPC項目中,多采用水泥輥磨終粉磨系統(tǒng),大部分水泥輥磨產(chǎn)品確有卓越表現(xiàn),但也有少部分沒有達(dá)到預(yù)期效果,造成履約困難。

        5 結(jié)語

        水泥輥磨終粉磨系統(tǒng)已得到國外用戶的普遍認(rèn)可和采用,與其他系統(tǒng)相比,各項技術(shù)指標(biāo)具有競爭優(yōu)勢,水泥性能亦能完全滿足用戶需要,輥磨裝備在規(guī)格大型化、傳動裝置、耐磨技術(shù)等方面仍在不斷進步。但在國內(nèi),水泥輥磨的采用率遠(yuǎn)低于輥壓機預(yù)粉磨系統(tǒng),對技術(shù)指標(biāo)、水泥性能等問題仍存爭議。這種現(xiàn)象既說明國產(chǎn)裝備技術(shù)與國際高端產(chǎn)品相比存在較大差距,也指明了我們的研究方向?!?/p>

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