郭明全 瞿學坤 周龍剛

三門峽騰躍同力水泥有限公司（472411）

0 前言

我公司日產(chǎn)5000t新型干法水泥生產(chǎn)線于2006年6月投產(chǎn)，生料粉磨系統(tǒng)配置的主機是丹麥史密斯公司生產(chǎn)的ATOX50立式輥磨機，磨機正常運行時臺時產(chǎn)量在390～410t/h。磨機系統(tǒng)大修后產(chǎn)量較高，但隨著輥皮及磨盤襯板的磨損,產(chǎn)量逐漸下降，電耗逐步升高，一個運轉周期內生料工序電耗在19～22kWh/t波動。去年年初，隨著回轉窯系統(tǒng)各項提產(chǎn)改造項目的實施，熟料臺時產(chǎn)量由原來的220t/h提高到240t/h，因此生料磨機的產(chǎn)量必須達到420t/h才能滿足回轉窯對生料的需求，生料磨只有依靠運轉率大幅提高才能滿足回轉窯的生產(chǎn)需要。由于運行時間增加，生料磨機得不到及時維護保養(yǎng)，磨機振動開始變大，跳停次數(shù)增多。生料庫位經(jīng)常處于低位，甚至出現(xiàn)不得不增大生料細度指標保證生產(chǎn)的情況，導致回轉窯煅燒出現(xiàn)波動甚至被迫減產(chǎn)運行。

1 原因分析

公司組織相關專業(yè)技術人員就生料磨運行存在的問題進行了認真分析，通過討論大家認為當前生料磨系統(tǒng)主要存在如下問題:①磨內壓差大，磨機選粉效率低，料層厚且波動大，磨機振動大；②生料系統(tǒng)漏風嚴重，漏風點主要有回轉下料器處、液壓拉桿和磨體結合處、磨機出口管道上的軟連接處等；③生料粉磨系統(tǒng)工藝管道設計不合理，系統(tǒng)阻力大，主要表現(xiàn)為四級旋風收塵出口管道為90°直角，且四個旋風筒匯集到主管道的路徑不一致，導致風出現(xiàn)短路問題。循環(huán)風機出口風管與主管道設計角度也是90°，造成風機出口阻力大；④循環(huán)風機效率低，風機正常工作參數(shù)位于性能曲線的低效率區(qū)，風機單耗高。

針對生料粉磨系統(tǒng)存在的問題，公司制訂了提產(chǎn)降耗改造方案，通過提升選粉效率、治理系統(tǒng)漏風、降低系統(tǒng)阻力、改造循環(huán)風機等技術措施,實現(xiàn)生料臺時產(chǎn)量提高、工序電耗降低的效果。

2 采取的改造措施

2.1 提升生料磨選粉效率

改造前生料磨正常運行時磨機壓差為71 mbar，物料外循量比較少。經(jīng)過技術人員分析，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是立磨選粉機分選粉效率不高，回料中含有較多的成品顆粒。由于選粉機回粉中夾雜成品，增加磨盤上料層流動性，不利于立磨料層穩(wěn)定，磨機振動大。選粉機改造前，物料通過導向葉片的氣流與轉子外沿切向線速度偏差大，導致運行過程中轉子葉片磨損嚴重。改造前轉子葉片采用直葉片形式，進入葉片區(qū)域的細粉和葉片外沿的粗粉由于湍流旋渦的影響均可造成“返混”，因此選粉精度差，處理量也不大。

為提高選粉效率，公司對選粉機轉子進行了改造。改造后的轉子為異形葉片，采用入口后彎、出口前彎的結構。在氣流通過導向葉片后有效降低與轉子外沿切向線速度差，這樣不僅為隨氣流進入的物料顆粒提供一次選粉機會，同時被轉子產(chǎn)生的強制渦流拋撒出的粗顆粒易于進入導向葉片頭部或與葉片尾部碰撞失去動能而跌入粗粉收集灰斗，重新落到磨盤上進行粉磨。異形葉片入口后彎、出口前彎的結構形式，增大了葉片間距，這種改進有效抑制了“慣性反旋渦現(xiàn)象”，利于細粉的進入與粗粉的拋出，大大提高了生料磨的選粉效率。

2.2 治理生料磨系統(tǒng)的漏風

系統(tǒng)漏風帶來的直接后果就是循環(huán)風機、廢氣風機電耗增加，廢氣氧含量增加，影響窯尾污染物排放指標的折算系數(shù)，增大了排放量。經(jīng)過技術人員的系統(tǒng)排查發(fā)現(xiàn)，生料磨下料管溜槽上的回轉下料器長時間使用后，轉子磨損造成漏風嚴重。磨機的三根液壓拉桿和磨體結合處密封套磨損后，也會產(chǎn)生漏風。磨機出口管道的軟連接由于長時間的磨損造成磨透漏風。上述問題的存在使得生料磨開機時磨機出口的氧含量比入口高1.8%，按照空氣中21%的氧含量推算，生料磨的漏風系數(shù)為8.6%。為了減少系統(tǒng)的漏風，公司更換了磨機出口軟連接，在液壓拉桿和磨體的結合處增加一個柔性密封套，將磨損的拉桿護套進行更換，確保鎖風又鎖料。將回轉下料器改造成帶密封小倉的轉子秤，轉子秤上部設計一個小料倉，設有料位傳感器，通過倉內料位的高低控制轉子秤的轉速，調整卸料量，使料倉的料位恒定，即轉子上部的小倉始終保持一定的料柱，用穩(wěn)定料柱保證鎖風的效果[1]（如圖1、圖2所示）。

圖1 改造前的回轉下料器

圖2 改造后的鎖風轉子秤

2.3 改造循環(huán)風機出口管道、立磨旋風收塵管道降低系統(tǒng)阻力

我公司生料磨的四級旋風收塵出風管路為90°直角彎頭，系統(tǒng)阻力大，僅旋風收塵系統(tǒng)的壓差就達到2350Pa，同時四個旋風筒的風量也不匹配，導致系統(tǒng)收塵效率低，過多的生料粉進入到窯尾大布袋中，造成收塵器壓差過大。為降低系統(tǒng)阻力，將旋風筒出口的管路改為120°的圓弧彎頭，將循環(huán)風機的出風與主風管的角度由90°改為45°，改造后系統(tǒng)的阻力大大降低（如圖3、圖4所示）。

圖3 改造前的旋風筒管路

圖4 改造后的旋風筒管路

2.4 提升循環(huán)風機效率，降低風機電耗

循環(huán)風機的正常工作時需要通過調整進口閥門來適應磨況。通過對該風機的性能曲線測量，測得風機的運行效率僅有61%左右，因此公司又對循環(huán)風機進行了技術改造。將原來板式葉輪改為曲線葉輪，并對風機集流器進行改造，將風機的全壓由11500Pa修改至11000Pa，風機入口角度由135°改為90°，改造后同樣的生料產(chǎn)量，循環(huán)風機的運行效率提升至80%，功率下降約260kW/h，改造前后系統(tǒng)參數(shù)對比見表1。

表1 改造前后系統(tǒng)參數(shù)對比

3 結語

上述幾項改造項目實施后，在出磨生料細度控制指標不變的情況下，選粉機電機的轉速由1010 rpm降至910rpm，磨內的壓差由71mbar降至65 mbar，磨機出口至循環(huán)風機入口的壓差由原來的2 350Pa降至1910Pa，生料工序電耗15.5kWh/t左右。由于旋風筒收塵效率的提高、工藝管道的改造，窯尾收塵器的壓差和改造前相比降低了300Pa，窯尾廢氣風機的電耗降低了0.8kWh/t。

系統(tǒng)改造后，對生料的工藝操作也有積極的影響。改造前為了穩(wěn)定料層，立磨生產(chǎn)時磨內噴水需要8～11t/h。改造后隨著產(chǎn)量的提升，料層也比較穩(wěn)定，磨內噴水明顯減少，操作工藝的改進，提高了磨機研磨效率，系統(tǒng)改造取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。