王飛，鐘根，康宇，崔恒波（1.南京凱盛國際工程有限公司，江蘇 南京 210036；2.南京市水泥工業(yè)綠色制造工程技術研究中心，江蘇 南京 210036）

0 前言

水泥粉磨電耗占水泥生產(chǎn)總電耗的60%～70%左右。因此，提高粉磨技術水平、降低粉磨電耗在水泥生產(chǎn)中具有十分重要的意義。長期以來，承擔水泥粉磨任務的設備主要是球磨機[1]，它們的粉磨效率極低，能耗很高（一般小于3%），其余多以噪音、熱量消耗掉。而內(nèi)循環(huán)立磨集粉磨、烘干、選粉于一體，系統(tǒng)簡單，粉磨效率高，但是由于本身的帶料、選粉機理等因素，內(nèi)循環(huán)立磨的選粉裝置一般置于磨機殼體內(nèi)，物料主要通過噴嘴環(huán)設計及氣力輸送的方式將細粉與小顆粒送至內(nèi)置選粉機進行成品分選，經(jīng)分選后的細粉作為成品被帶出立磨，粗顆粒物料在磨機本體內(nèi)進行循環(huán)，由于噴嘴環(huán)需要控制一定的風速才能實現(xiàn)風將料帶入選粉區(qū)，使得立磨本體阻力較大，后置原料磨風機消耗的能耗偏高[2]。

近些年輥壓機原料終粉磨技術得以廣泛推廣與發(fā)展，由于采用外循環(huán)選粉的方式，輥壓機終粉磨系統(tǒng)的節(jié)能效果明顯優(yōu)于內(nèi)循環(huán)立磨系統(tǒng)，但輥壓機對原料粒度有較為嚴格的限制，對水分也有一定的要求。

依托選粉系統(tǒng)外置降低系統(tǒng)氣流阻力的理念與立磨高效料床粉磨的優(yōu)勢，我公司開發(fā)了用于原料終粉磨系統(tǒng)的高效外循環(huán)立磨、具有高物料濃度與較強烘干能力的選粉系統(tǒng)、料層穩(wěn)定控制等技術，在外循環(huán)立磨裝置、物料粉磨系統(tǒng)、內(nèi)循環(huán)立磨改外循環(huán)方法等方面申請并授權3項發(fā)明專利，為內(nèi)循環(huán)原料立磨終粉磨系統(tǒng)的節(jié)能改造奠定了基礎。

1 外循環(huán)立磨原料終粉磨系統(tǒng)介紹

與傳統(tǒng)內(nèi)循環(huán)生料立磨相比，外循環(huán)立磨原料終粉磨系統(tǒng)在磨盤、刮料裝置、支撐、進料口、殼體密封等多個方面均進行了結構創(chuàng)新與針對性設計。在工藝系統(tǒng)方面，采用高濃度選粉兼顧烘干功能的外置選粉系統(tǒng)，與內(nèi)循環(huán)立磨系統(tǒng)相比，大幅度降低了系統(tǒng)分選阻力，進而大幅降低原料磨風機的壓頭，實現(xiàn)系統(tǒng)粉磨電耗的降低。

主要工藝流程見圖1。來自配料站的物料首先喂入立磨，經(jīng)立磨研磨過的物料經(jīng)V型選粉機分選，細粉由烘干熱風帶入精細選粉機進行進一步粉體分選，粗粉返回立磨進行循環(huán)粉磨，選出的細粉作為水泥生料成品；精選粗粉與V選粗粉一道返回立磨進行循環(huán)粉磨；分選出的生料成品由旋風收塵器收集后送入生料均化庫。若物料水分偏大，來自配料站的物料可以先喂入V型選粉機，進行先烘干選粉，再進入外循環(huán)立磨進行研磨。

圖1 外循環(huán)立磨原料終粉磨系統(tǒng)工藝流程圖

本系統(tǒng)的選粉系統(tǒng)采用外循環(huán)的形式，不帶選粉機的立磨主要承擔料床粉磨的功能，將高阻氣流立磨內(nèi)部選粉系統(tǒng)更換為低阻力外置選粉系統(tǒng)，大幅降低系統(tǒng)的選粉阻力，進而大幅降低原料磨風機的壓頭，適當提高外置選粉系統(tǒng)選粉濃度，進而降低一些選粉風量。另外，外置式選粉系統(tǒng)設備選型不受限制，布置靈活，可以兼顧高效選粉與高效烘干功能，提高系統(tǒng)對不同水分含量原料的適應性。

2 原料外循環(huán)立磨粉磨技術的應用實踐

某水泥廠原有一套內(nèi)循環(huán)立磨系統(tǒng)，立磨為沈重3626立磨，加壓系統(tǒng)為壓力框架結構，采用石灰石、砂巖、頁巖、銅渣為原料，原料綜合水分為2.2%～2.5%，烘干熱源為經(jīng)過余熱發(fā)電后的水泥窯尾廢氣，系統(tǒng)產(chǎn)量200～210t/h，系統(tǒng)粉磨電耗約20kWh/t，系統(tǒng)氣流阻力約11000Pa，其中立磨本體阻力約7500Pa。

采用外循環(huán)立磨技術對系統(tǒng)進行改造，主要改造內(nèi)容為：

（1）立磨本體的改造：去掉內(nèi)置選粉機，去掉噴嘴環(huán)，增加刮料裝置與下出料口；

（2）系統(tǒng)改造：增加V型選粉機、精細選粉機、循環(huán)斗提機、出磨物料斗提機，將高溫風機至立磨進風口熱風管改為入V型選粉機熱風管，改造后的工藝流程見圖1。

（3）立磨出風口至旋風筒風管改為精細選粉機出風口至旋風筒風管。

（4）對原料磨風機進行改造，改為低壓頭風機。

本次改造沒有改變立磨原有的加壓結構，即保留原立磨加壓結構和液壓系統(tǒng)。

改造后，由于原料綜合水分不高，來自配料站的物料直接入立磨，立磨研磨后經(jīng)過斗提機喂入外置的選粉系統(tǒng)，選粉系統(tǒng)由V型選粉機、精細選粉機組成。選粉氣流來自經(jīng)余熱發(fā)電后的窯尾廢氣，選粉氣流由高溫風機接入V型選粉機進風口，依次通過V型選粉機、精細選粉機、旋風筒進入原料磨風機，選粉系統(tǒng)阻力與原內(nèi)循環(huán)立磨系統(tǒng)相比大幅降低，系統(tǒng)阻力由11000Pa降低至7000Pa以下，從而使得風機電耗降低，進而降低生料磨系統(tǒng)電耗。

內(nèi)循環(huán)立磨改外循環(huán)系統(tǒng)的前后指標對比見表1，改為外循環(huán)立磨系統(tǒng)后產(chǎn)量基本沒有變化，細度略有降低，系統(tǒng)粉磨電耗降低4kWh/t，生料水分略有降低，滿足≤0.5%的生料水分要求。

表1 改造前后系統(tǒng)主要技術指標對比

由于內(nèi)循環(huán)立磨系統(tǒng)改造為外循環(huán)系統(tǒng)，立磨碾磨部件——磨輥與磨盤沒有優(yōu)化改變，只是為了穩(wěn)定料層將擋料環(huán)略作調(diào)整，系統(tǒng)產(chǎn)量與改造前基本一致；若將原立磨壓力框架改為更為高效的獨立加壓的結構形式，適當調(diào)整立磨的碾磨曲線，使得立磨做功更加高效，預計系統(tǒng)產(chǎn)量會得到一定的增加。由于外置選粉系統(tǒng)的氣流阻力遠低于原內(nèi)循環(huán)立磨系統(tǒng)，使得系統(tǒng)原料磨風機電耗下降，進而降低了系統(tǒng)粉磨電耗。

3 結論與展望

通過將內(nèi)循環(huán)立磨系統(tǒng)改造為外循環(huán)立磨系統(tǒng)的實踐，使得系統(tǒng)選粉氣流阻力降低4000Pa以上，系統(tǒng)粉磨電耗降低約4 kWh/t，有效降低了生料制備成本。折算為綜合熟料電耗約6kWh/t(熟料料耗按照1.5kg/kg計算)。

內(nèi)循環(huán)立磨系統(tǒng)改為外循環(huán)系統(tǒng)，能有效降低系統(tǒng)選粉氣流阻力，可有效降低生料粉磨電耗，是立磨改造的一個較為理想的方案之一。

通過本次改造實踐嘗試，為內(nèi)循環(huán)立磨的節(jié)能降耗提供了一種可行的技術路線，后續(xù)改造建議對加壓系統(tǒng)、研磨曲線與選粉系統(tǒng)外置一道考慮，預計提產(chǎn)節(jié)能效果會更加理想。