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        φ4.2m×13.5m水泥磨系統(tǒng)的節(jié)能改造

        2021-12-31 10:03:22吳亮韓博文劉小龍
        水泥技術(shù) 2021年6期
        關(guān)鍵詞:粉機選粉收塵

        吳亮,韓博文,劉小龍

        1 改造原因

        我公司3號水泥粉磨系統(tǒng)(φ4.2m×13.5m)于2011年建成投產(chǎn),正常運行時平均產(chǎn)量為180t/h,主要存在以下問題:

        (1)選粉機為下部傳動結(jié)構(gòu),型號為O-Sepa型SX-3500,選型偏小,難以滿足水泥磨提產(chǎn)、降耗的需求,且現(xiàn)場空間布置較為狹小,檢修較為困難。

        (2)選粉機下部傳動結(jié)構(gòu)中,下錐體無三次風(fēng)進風(fēng)口,進入下錐體的物料分散不均勻,大量成品隨粗粉一起進入磨機重復(fù)粉磨,選粉效率低,僅為50%左右,磨機過粉磨現(xiàn)象嚴重,系統(tǒng)產(chǎn)量無法提高。

        (3)水泥粉磨系統(tǒng)主袋收塵器過濾面積偏小,只有3 517m2;系統(tǒng)阻力偏高,正常運行時阻力高達2 600Pa。

        2 改造目標及改造方案選擇

        2.1 改造目標

        P·O42.5水泥產(chǎn)量:≥210t/h;工序電耗:≤33kW·h/t;將選粉機下部傳動結(jié)構(gòu)改造為上部傳動結(jié)構(gòu),方便檢修。

        2.2 方案選擇

        方案一:僅對原有選粉機轉(zhuǎn)子和傳動方式進行改造,此方案無法滿足系統(tǒng)提產(chǎn)需求,故不予考慮。

        方案二:將現(xiàn)有選粉機更換為能力更大的SLK4000型選粉機,與3號水泥磨系統(tǒng)相匹配。該選粉機最大的特點為下進料方式且增加了冷風(fēng)閥,有利于新型改良轉(zhuǎn)子葉片分選物料,可有效提高物料分散度和分選效果,提高磨內(nèi)做功;可解決二倉鋼段經(jīng)回粉系統(tǒng)進入一倉,導(dǎo)致一倉破碎做功降低的問題?,F(xiàn)場實際考察發(fā)現(xiàn),SLK4000型選粉機使用效果良好,水泥磨產(chǎn)量提高及電耗下降效果明顯,設(shè)備投資僅85萬元。

        方案三:將現(xiàn)有選粉機更換為能力更大的TUS系列雙分級選粉機,但現(xiàn)場了解發(fā)現(xiàn),該選粉機提產(chǎn)降耗作用不明顯,且設(shè)備投資較高,為95萬元。

        經(jīng)綜合考慮,項目改造優(yōu)先選用方案二,技改方案的比較見表1。

        表1 技改方案比較

        3 首次改進優(yōu)化

        改造后的工藝流程見圖1,改造后產(chǎn)量、電耗與合同指標對比情況見表2。

        圖1 改造后的工藝流程

        由表2可知,在改造后的試運行期間,產(chǎn)量未達到合同約定目標,同時現(xiàn)場存在選粉機下部軸承溫度高(67℃~75℃)、選粉機下部進風(fēng)口噴料等問題。針對上述問題,進行了首次改進優(yōu)化。

        表2 改造結(jié)果與合同指標對比

        (1)將選粉機直段加長1.5m,改進進風(fēng)管路,在選粉機原有進風(fēng)口垂直段兩側(cè)開兩個進風(fēng)口,進風(fēng)管改進前后對比見圖2。

        圖2 進風(fēng)管改進前后對比圖

        (2)更換主排風(fēng)機。將原額定風(fēng)量25×104m3/h、全壓4 500Pa、電機450kW的風(fēng)機更換為額定風(fēng)量25×104m3/h、全壓6 400Pa、電機560kW的風(fēng)機。

        (3)將SLK4000選粉機更換為N4000S選粉機。

        2016年11月21日-12月21日,完成了實施整改優(yōu)化;2017年2月13日-3月7日,進行了調(diào)試及試運行。2017年2月25日-3月1日,P·O42.5水泥產(chǎn)量穩(wěn)定在210~215t/h,達到了合同約定的產(chǎn)量,也解決了軸承溫度高、選粉機下部進風(fēng)口噴料的問題,實現(xiàn)了首次改進優(yōu)化的主要目標。

        4 二次改進優(yōu)化

        4.1 現(xiàn)場運行及存在問題

        在首次改進優(yōu)化后,進行現(xiàn)場取樣分析,取樣分析數(shù)據(jù)見表3~表5,現(xiàn)場運行過程中仍存在以下問題:

        表3 2019年4月16日P·O42.5樣品分析數(shù)據(jù)

        表5 2019年5月12日P·O42.5樣品分析數(shù)據(jù)

        4.1.1 高效旋風(fēng)筒問題

        物料經(jīng)輥壓機、V型選粉機后,高效旋風(fēng)筒收集的細料中,粒徑<45μm、比表面積190~200m2/kg的細粉顆粒占比達50%左右。高效旋風(fēng)筒收集的細料全部進入球磨機粉磨,增加了球磨機的負荷,磨機重復(fù)做功,存在過粉磨現(xiàn)象,增加了能耗。

        4.1.2 O-Sepa選粉機問題

        (1)磨尾N4000S選粉機存在選粉效率差、選粉精度不高的問題?;啬ゴ址壑泻写罅亢细窦毞郏?jīng)選粉機下部錐體后,合格細粉隨粗粉一起進入磨機重復(fù)粉磨,磨機過粉磨現(xiàn)象嚴重,導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)量不高。

        (2)三次風(fēng)閥關(guān)閉,使進入下部錐體的物料無法進行粗細分離,大量成品進入下部錐體后直接進入磨機內(nèi)重復(fù)粉磨。

        (3)喂入選粉機內(nèi)的物料不均勻,導(dǎo)致選粉效率低。

        表4 2019年5月1日P·C32.5樣品分析數(shù)據(jù)

        (4)O-Sepa選粉機進風(fēng)為蝸殼進風(fēng)分風(fēng),由于分風(fēng)不均,導(dǎo)致選粉室內(nèi)風(fēng)速風(fēng)量分配不均。風(fēng)量分配不均,導(dǎo)致選粉效率低。

        4.1.3 收塵器過濾問題

        成品收塵器過濾面積3 520m2/h,面積偏小。過濾風(fēng)速較高,影響處理能力。

        4.1.4 產(chǎn)量電耗問題

        系統(tǒng)產(chǎn)量低,電耗高。

        4.2 二次改進優(yōu)化措施

        為二次精確分離V型選粉機選出的細粉,將符合成品細度要求的水泥,經(jīng)高效旋風(fēng)筒收集進水泥成品系統(tǒng),提高系統(tǒng)粉磨效率,經(jīng)討論確定,在輥壓機系統(tǒng)增設(shè)三分離選粉機;同時,增加輥壓機電機容量,提高輥壓機做功能力;增加系統(tǒng)主收塵器過濾面積,以滿足系統(tǒng)提產(chǎn)及降低電耗的要求。

        4.2.1 優(yōu)化改進輥壓機電機及系統(tǒng)主袋收塵器

        (1)對輥壓機電機進行增容改造,改造后,輥壓機電機容量由900kW增加至1 000kW。

        (2)將AFQD128-2×11主袋收塵器更換為DYMC-5200低壓脈沖袋收塵器,收塵器濾袋規(guī)格由φ130mm×3 060mm更換為φ160mm×6 000mm。改造后,處理風(fēng)量提升到≥250 000m3/h,過濾面積從3 517m2增加到5 168m2。具體實施過程如下:

        a保留原氣箱脈沖除塵器的殼體,拆除頂蓋及內(nèi)部件。

        b充分利用拆除后的空間,增加中箱體的高度,保持進出風(fēng)口位置不變、進出風(fēng)管道不變,將濾袋加長到φ130mm×5 800mm。

        c將收塵器布置成22個袋室、2 112條濾袋,并更換22件花板,更換凈氣室、檢修門等。

        d噴吹系統(tǒng)新增10件分氣包、132件脈沖閥、132件噴吹管。

        e更換原22套提升閥系統(tǒng)。為保證通風(fēng),將提升閥板改為方形提升閥板。

        f將原離線清灰方式改為在線行噴吹清灰方式,提升清灰效率,降低系統(tǒng)阻力。

        4.2.2 輥壓機系統(tǒng)增設(shè)三分離選粉機

        (1)三分離選粉機的優(yōu)點

        三分離動態(tài)選粉機既吸收了O-Sepa選粉機、軸向分離器的分級優(yōu)點,又保留了傳統(tǒng)選粉機配置簡單、投資低的特點,可與V型選粉機組合,將物料分為四個不同的檔級,大幅提高磨機產(chǎn)量。

        三分離動態(tài)選粉機結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。與傳統(tǒng)的選粉機相比,三分離動態(tài)選粉機主要具有如下優(yōu)點:

        圖3 三分離選粉機結(jié)構(gòu)示意圖

        a分選效率高。三分離動態(tài)選粉機的分選原理是利用在設(shè)備內(nèi)形成的穩(wěn)定的空氣渦流對物料進行分選,根據(jù)明確的力的平衡完成分選,其分級原理先進,分選效率高。在閉路粉磨系統(tǒng)中選用三分離動態(tài)選粉機,可極大地提高粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量,選粉效率達85%以上。

        b分選精度高。半終粉磨系統(tǒng)專用多級分級機可以將物料“一分為四”,即大顆粒d>1mm、粗粉(1mm>d>200μm)、中粗粉(200μm<d<45μm)和細粉(<45μm)。一、二級分級區(qū)域預(yù)分離出混合粉中的大顆粒和粗粉,排除了粗顆粒的干擾,分選精度高。

        c分級性能穩(wěn)定。半終粉磨系統(tǒng)專用三分離動態(tài)選粉機,與尺寸相近的離心式、旋風(fēng)式、轉(zhuǎn)子式選粉機相比,產(chǎn)量高很多,適用于大規(guī)模水泥生產(chǎn)。三分離動態(tài)選粉機先進合理的結(jié)構(gòu),允許選粉風(fēng)量、產(chǎn)量和喂料量在較大范圍內(nèi)變化而不影響選粉效率,其分級性能十分穩(wěn)定。

        d調(diào)節(jié)方便。三分離動態(tài)選粉機采用無極調(diào)速,選粉細度調(diào)節(jié)方便,靈敏可靠,且調(diào)節(jié)范圍寬。

        e使用壽命長。三分離動態(tài)選粉機易磨損部位,如旋風(fēng)筒、蝸牛角、導(dǎo)風(fēng)葉片和轉(zhuǎn)子等,均采用進口耐磨材料制造,磨損率低。選粉室內(nèi)襯采用耐磨陶瓷,有效延長了三分離動態(tài)選粉機使用壽命。

        f節(jié)能提質(zhì)。三分離動態(tài)選粉機分選效率高,回磨粗粉中所殘留的細粉極少,能避免過粉磨現(xiàn)象,減少單位產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗。同時,分選出的產(chǎn)品,其顆粒級配非常合理,對水泥強度貢獻最大的粒徑為3~30μm的顆粒的含量大大增加,可有效提高水泥產(chǎn)品的質(zhì)量等級,在保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量的同時,降低產(chǎn)品細度值。

        (2)三分離選粉機的主要技術(shù)指標

        本項目選用三分離選粉機型號:SLRX4000;選粉空氣量:240 000m3/h;電機功率132kW,矢量變頻器調(diào)速;稀油站型號:XYZ-16G;稀油站冷卻水消耗量:1.0m3/h。

        4.2.3 改造循環(huán)風(fēng)機

        (1)循環(huán)風(fēng)機現(xiàn)狀

        原設(shè)計循環(huán)風(fēng)機布置在磨機廠房14.00m平面,型號Y5-48-14NO26.7F,風(fēng)量270 000m3/h(工況,海拔2 252m),風(fēng)溫70℃,入口靜壓-3 500Pa;配套電機型號YRKK500-8,轉(zhuǎn)速745r/min,功率400kW,電壓10kV。電機實際運行(2019年12月3日中控數(shù)據(jù))電流23.5A,風(fēng)機入口壓強-2 350Pa,閥門開度50%。

        (2)循環(huán)風(fēng)機改造

        根據(jù)優(yōu)化方案,在現(xiàn)有V型選粉機和雙旋風(fēng)分離器之間,增加SLRX4000型三分離選粉機,該選粉機設(shè)備阻力1 600~2 450Pa,同時由于雙旋風(fēng)分離器布置位置的變化,系統(tǒng)阻力相應(yīng)增大。

        經(jīng)核算,配用風(fēng)機處理風(fēng)量250 000m3/h,入口靜壓-5 500Pa,相應(yīng)電機功率配置為560kW。

        (3)配套改造方案

        a磨機內(nèi)部配套改造:輥壓機系統(tǒng)輸出部分成品后,進入球磨機內(nèi)的物料顆粒的組成發(fā)生了變化,需調(diào)整倉長和研磨體級配。

        b增加的三分離選粉機成品物料輸送系統(tǒng)改造:新增空氣輸送斜槽及斜槽風(fēng)機,具體長度根據(jù)工藝布置確定。

        c增設(shè)三分離選粉機稀油站,新增冷卻水用水量2.5m3/h,利用現(xiàn)有循環(huán)水系統(tǒng)及配電系統(tǒng)供給。二次改進優(yōu)化前后的工藝流程圖見圖4、圖5。

        圖4 二次改進優(yōu)化前3號水泥磨工藝流程圖

        圖5 二次改進優(yōu)化后3號水泥磨工藝流程圖

        5 改造效果

        改造優(yōu)化后,系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)見表6。3號水泥磨2021年4~5月調(diào)試運行期間,因1號水泥磨改造未開啟,2號水泥磨生產(chǎn)特殊品種不能滿足市場供應(yīng)。為保證P·O42.5低堿水泥供應(yīng),3號水泥磨多用于生產(chǎn)低堿水泥,3、4月所生產(chǎn)的低堿水泥分別占總生產(chǎn)量的26%、25%,導(dǎo)致常規(guī)水泥品種月度臺時產(chǎn)量偏低,與改進前的可比性不強。6月份,1號水泥磨投運后,低堿水泥品種調(diào)整為由1號水泥磨生產(chǎn),3號水泥磨生產(chǎn)水泥品種與改進前同期一致,產(chǎn)量累計平均228.30t/h,工序電耗30.86kW·h/t;2021年7月產(chǎn)量累計平均230.17t/h,工序電耗29.97kW·h/t,較2020年累計平均產(chǎn)量進一步提高了18.83t/h,工序電耗降低了4.47kW·h/t。

        表6 二次改進優(yōu)化效果

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