原料粉磨系統(tǒng)的操作和優(yōu)化

張德強(qiáng)

1 簡介

冀東水泥灤縣有限責(zé)任公司是唐山冀東水泥股份有限公司控股的有限責(zé)任公司，公司于2002年9月注冊成立，現(xiàn)有兩條生產(chǎn)線，一期2004年3月投入試生產(chǎn)，建有一條5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線，一條年產(chǎn)80萬噸水泥生產(chǎn)線，并附帶一座15MW余熱綜合利用發(fā)電廠，是目前我國北方水泥熟料單產(chǎn)最高的生產(chǎn)線之一；二期2011年1月投入試生產(chǎn)，建有一條5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線，兩套160t/h水泥粉磨系統(tǒng)，并附帶一座12MW純余熱發(fā)電廠。

公司擁有兩座石灰石礦山，石灰石儲(chǔ)量達(dá)一億噸，可滿足50年的開采，同時(shí)，唐山地區(qū)擁有豐富的廢渣廢料資源，為企業(yè)挖潛降耗、資源綜合利用、實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)提供了得天獨(dú)厚的條件。

2 原料粉磨系統(tǒng)

一期輥磨是由日本宇部公司生產(chǎn)的UB46.4型輥磨，主機(jī)功率:2600kW；磨盤直徑：4.6m，4個(gè)磨輥；配套的循環(huán)機(jī)：2500kW；處理風(fēng)量：600000m3/h；全壓（入口靜壓）：10900Pa；選粉機(jī)：120kW。正常運(yùn)行時(shí)，主電機(jī)電流250～260A左右，磨入口負(fù)壓：-500～-600Pa，磨出口溫度一般控制在95～100℃比較穩(wěn)定，壓差一般控制在6000～6200Pa左右穩(wěn)定且高產(chǎn)。

二期輥磨是由冀東水泥盾石機(jī)械生產(chǎn)的JLM3-46.4型輥磨，主機(jī)功率：2600kW；磨盤直徑：4.6m，4個(gè)磨輥；配套的循環(huán)機(jī)：2200kW；處理風(fēng)量：600000m3/h；全壓（入口靜壓）：10000Pa；選粉機(jī)：132kW。正常運(yùn)行時(shí)，主機(jī)電流270～280A，磨入口負(fù)壓：-600～-700Pa，磨出口溫度一般控制在78～86℃左右比較穩(wěn)定（由于二期預(yù)熱器采用五級(jí)預(yù)熱器，煤磨、輥磨和純余熱發(fā)電都從窯尾取熱風(fēng)，所以溫度偏低，尤其是雙磨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度更低），壓差一般在6800～7200Pa左右，穩(wěn)定且高產(chǎn)。

料層厚度不同時(shí)期有不同的要求，在磨輥和磨盤使用初期，一般料層厚度控制在130mm左右，能夠形成穩(wěn)定的料層又能控制輥磨主機(jī)負(fù)荷在合理的范圍內(nèi)波動(dòng)；當(dāng)輥磨輥套和襯板的使用過了磨合期，料層厚度應(yīng)適度增加10mm左右，這樣料層會(huì)更加穩(wěn)定，能達(dá)到最佳的粉磨效果；輥套和襯板磨損后期，料層厚度應(yīng)控制在150～160mm，因?yàn)槟p后期料層分布不均勻，粉磨效果較差，料層的穩(wěn)定性差，因此，要根據(jù)輥磨輥套和襯板的磨損情況及時(shí)調(diào)整擋料圈的高度來控制合理的料層厚度。宇部輥磨和盾石機(jī)械研發(fā)的輥磨沒有料層厚度顯示，中控操作時(shí)可以通過觀察壓差、主電機(jī)電流、磨機(jī)振動(dòng)及出口溫度等控制穩(wěn)定的料層，做出相應(yīng)的調(diào)整。

一期窯尾EP風(fēng)機(jī)的功率：1000kW；處理風(fēng)量：1160000m3/h；全壓：2000Pa。二期EP風(fēng)機(jī)的功率：1600kW；處理風(fēng)量：989500m3/h；全壓：4000Pa。輥磨是風(fēng)掃磨，主要靠氣流帶動(dòng)物料循環(huán)和輸送，通風(fēng)量要適當(dāng)。風(fēng)量不足，合格的生料不能及時(shí)被帶出，料層增厚，排渣增多，設(shè)備負(fù)荷高，產(chǎn)量低；風(fēng)量過大，料層漸薄，影響磨機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，增加風(fēng)機(jī)的耗電量，因此磨機(jī)風(fēng)量一定要與產(chǎn)量匹配。

輥磨是利用液壓缸對(duì)磨輥施加研磨壓力對(duì)物料進(jìn)行料床粉碎的，研磨壓力增加，磨機(jī)產(chǎn)量增加，但達(dá)到一定的臨界值后不再變化，因此研磨壓力的給定要兼顧產(chǎn)量和能耗兩方面的因素，根據(jù)實(shí)際入磨物料的性質(zhì)、粒度、喂料量等找出研磨壓力與產(chǎn)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定一個(gè)經(jīng)濟(jì)、適宜的研磨壓力。一般一期研磨壓力設(shè)定5500kPa，二期研磨壓力設(shè)定6000kPa，后來二期減速機(jī)出現(xiàn)問題后研磨壓力降至5500kPa，有意降低加載負(fù)荷，保護(hù)減速機(jī)。

原料系統(tǒng)從建廠之初一直處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，通過對(duì)系統(tǒng)的診斷與優(yōu)化，對(duì)輥磨指標(biāo)性參數(shù)全盤考慮，合理匹配風(fēng)、水、料，合理施加研磨壓力，增產(chǎn)節(jié)能效果明顯，運(yùn)行穩(wěn)定。2011年，二期項(xiàng)目也順利完成了生產(chǎn)調(diào)試，生產(chǎn)逐漸向好。自2011年灤縣二期項(xiàng)目建成試車，在電力緊缺的情況下，利用均化庫高料位間歇合理安排一二期輥磨的運(yùn)轉(zhuǎn)，克服了電力不足的影響，在電力緊張的情況下如期完成二期調(diào)試工作，先后完成達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，目前運(yùn)行態(tài)勢良好。

3 制約生產(chǎn)的問題

（1）一期窯尾電收塵器收塵效果不好，粉塵排放嚴(yán)重超標(biāo)。

（2）二期輥磨磨輥軸承漏油比較嚴(yán)重，目前已經(jīng)處理了部分輥軸漏油，還有一個(gè)輥軸軸承處漏油，三個(gè)輥軸尾部漏油。

（3）配料站砂巖、煤矸石倉冬季棚倉問題。一期磨頭倉下料口倉壁粘料非常嚴(yán)重，磨頭倉料位一有較大波動(dòng)就容易造成下料口斷料，影響輥磨穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）二期窯尾EP風(fēng)機(jī)液耦反饋、轉(zhuǎn)速及主機(jī)電流頻繁大幅波動(dòng)，導(dǎo)致原料系統(tǒng)和窯系統(tǒng)壓力大幅波動(dòng)，容易造成系統(tǒng)塌料、設(shè)備跳停等，影響生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)

（5）輥磨鎖風(fēng)下料閥跳停故障率高，影響輥磨的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，降低了臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，增加了電耗。

（6）二期窯尾大布袋壓差高，出現(xiàn)系統(tǒng)壓力小甚至正壓的現(xiàn)象。

（7）輥磨減速機(jī)接連出現(xiàn)問題。二期輥磨減速機(jī)為重齒公司產(chǎn)品，今年9～11月先后出現(xiàn)行星輪軸承損壞的事故。一期A磨減速機(jī)是日本宇部減速機(jī)，最近檢查發(fā)現(xiàn)減速機(jī)內(nèi)部鐵屑較多，減速機(jī)一二級(jí)嚙合情況不好，特別是二級(jí)平行級(jí)嚙合面不到40%，存在較大的隱患。

（8）二期石灰石取料機(jī)常出現(xiàn)假信號(hào)報(bào)警、極限位報(bào)警及綜合故障報(bào)警，石灰石上料皮帶易出現(xiàn)打滑，故障停機(jī)非常頻繁。

（9）石灰石取料機(jī)耙齒經(jīng)常掉落，刮板側(cè)向受力嚴(yán)重，刮板和滑道損壞頻繁。

（10）一期B磨循環(huán)風(fēng)擋板動(dòng)作不靈敏。

4 出現(xiàn)問題的原因

（1）有個(gè)別高壓電場工作狀態(tài)不好，電收塵器入口溫度高。由于窯尾SP爐改PH爐，SP爐已經(jīng)拆除，而PH爐還需進(jìn)一步作接口，因此窯尾熱風(fēng)溫度很高。入電收塵器溫度在150℃以上，粉塵的比電阻很大，收塵效果很差，增濕塔噴水已經(jīng)達(dá)到最大用水量，仍不能達(dá)到良好的增濕降溫的效果，尤其是原料單磨運(yùn)行時(shí)電收塵器入口溫度達(dá)到180℃以上，嚴(yán)重影響電收塵器的收塵效果。

（2）磨輥軸承處漏油的原因是磨輥尾部風(fēng)腔設(shè)計(jì)間隙較小，風(fēng)腔與輥軸摩擦發(fā)熱導(dǎo)致油封老化漏油。輥軸尾部漏油原因是磨輥供油管和呼吸器鐵管壁較薄，鐵管與輥軸內(nèi)腔連接螺紋銹蝕嚴(yán)重，安裝時(shí)不能擰緊，隨磨機(jī)長期振動(dòng)后斷裂，潤滑油部分回流至空腔內(nèi)從尾部流出。

（3）砂巖和煤矸石中大塊較多且物料水分較大，尤其是砂巖，是粘濕性物料，雨季或冬季粘濕粘接特別嚴(yán)重，日積月累各倉倉壁粘料越來越多，下料通道直徑越來越小，經(jīng)常造成棚倉、堵料現(xiàn)象；一期磨頭倉下料口倉壁粘料嚴(yán)重，使磨頭倉下料通道直徑變小，極易棚倉斷料。

（4）液力耦合器或電動(dòng)執(zhí)行器勺桿松動(dòng)，經(jīng)常出現(xiàn)波動(dòng)。

（5）鎖風(fēng)閥側(cè)壁環(huán)縫處容易卡鐵塊，翻板閥中間處容易被大塊物料卡住等造成跳停。

（6）窯尾大布袋進(jìn)風(fēng)口設(shè)計(jì)不合理，清灰振打電機(jī)功率小，振打效果不理想不徹底，積灰非常嚴(yán)重。

（7）一期輥磨減速機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重的偏載現(xiàn)象，致使一二級(jí)嚙合情況不好，特別是二級(jí)平行級(jí)嚙合面不到40%，二期減速機(jī)在設(shè)計(jì)和制作過程中存在缺陷，使用中加載壓力高，加速了這種損壞。

（8）電氣信號(hào)紊亂，下滑道滑線故障或者耙車闖極限位，自動(dòng)糾偏限位裝置設(shè)計(jì)不合理，自動(dòng)糾偏功能失效，造成取料機(jī)頻繁跑偏；3號(hào)輸送長皮帶機(jī)尾沒有配重，而是絲杠拉緊，運(yùn)行一段時(shí)間后皮帶機(jī)頭螺紋磨損嚴(yán)重，皮帶張緊度變大，包角小，摩擦系數(shù)變小，容易造成皮帶打滑。

（9）水洗砂巖和脫硫石膏使用車輛直接倒運(yùn)進(jìn)石灰石堆場，鋪蓋在石灰石堆底，為了清理物料中的大塊，水洗砂巖被車輛反復(fù)碾壓，特別密實(shí)，個(gè)別未發(fā)現(xiàn)的大塊，造成石灰石取料機(jī)耙齒經(jīng)常掉落，刮板側(cè)向受力嚴(yán)重，刮板和滑道損壞頻繁。

（10）由于熱風(fēng)擋板設(shè)計(jì)缺陷，中空軸受熱膨脹與外套抱緊，執(zhí)行器不能開關(guān)擋板。

5 解決措施

（1）2月份中修時(shí)對(duì)電收塵器電場做了相應(yīng)處理，已經(jīng)恢復(fù)電場的運(yùn)行狀況，現(xiàn)灤縣公司正在進(jìn)行PH爐管道對(duì)接，PH爐投入運(yùn)行后溫度就會(huì)大幅降低，收塵效果應(yīng)該會(huì)有明顯的改觀。目前公司已經(jīng)著手推進(jìn)電改袋技改項(xiàng)目，仔細(xì)檢查增濕塔噴水系統(tǒng)，確保增濕塔能夠高效穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）增加油封，更換較厚的油管，保持清潔，加強(qiáng)緊固，必要時(shí)定做備件，更換軸承座。

（3）督促當(dāng)班崗位時(shí)刻在輸送皮帶處和下料小倉（二期直接用裙板機(jī)）清理大塊及粘料。上料也要少量多次，既要保證原料不斷料，又不能上得太多，以免造成大倉頻繁棚倉甚至堵料。在崗位巡檢或處理設(shè)備問題時(shí)，難免有大塊輸送至倉里，造成下料口棚倉堵料。針對(duì)這種情況，原料車間在配料站制作了兩個(gè)火爐烘烤倉錐體，對(duì)砂巖倉外側(cè)砌墻作保溫效果較好，減少了棚倉問題的頻繁出現(xiàn)。但是增加了燃煤，增加了成本，并且配料站燃煤還容易造成因空氣流通不好，CO富集使人中毒，因此還得進(jìn)一步優(yōu)化處理。建議雨季和冬季的時(shí)候盡量少用含水量大、顆粒又大的物料，或者對(duì)配料站做保溫，或者引用窯尾廢氣的預(yù)熱對(duì)濕度大的物料進(jìn)行烘干加熱處理，避免粘濕的物料粘接積累造成棚倉堵料。一期磨頭倉粘料只能在均化庫料位高兩臺(tái)磨停下來清倉處理，保持磨頭倉適當(dāng)高的料位，避免料位的大幅波動(dòng)。

（4）檢查液力耦合器及電動(dòng)執(zhí)行器，確認(rèn)問題的根源，建議跟蹤檢查，及時(shí)排查解決。

（5）現(xiàn)場倒反轉(zhuǎn)或盤車就可以開起來，但每次都會(huì)造成輥磨空轉(zhuǎn)，甚至停機(jī)。車間已經(jīng)制定了改造鎖風(fēng)閥的方案并聯(lián)系了廠家準(zhǔn)備處理。

（6）對(duì)收塵器進(jìn)行了改造，增加一組振打清灰電機(jī)，解決了管道的積灰問題，壓差也大幅度減小，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)明顯改善。

（7）一期A磨已經(jīng)減料運(yùn)行，減小負(fù)荷對(duì)減速機(jī)的損壞，目前檢修方案已經(jīng)確定，等備件到后停機(jī)檢修。二期目前減速機(jī)已經(jīng)更換完畢，更換備件為豐潤三期修復(fù)備件，使用效果存在很大的不可控因素，另外從操作上進(jìn)行減料操作，減少負(fù)荷對(duì)減速機(jī)的損壞，從負(fù)荷和振動(dòng)上有意地保護(hù)減速機(jī)。但減料運(yùn)行直接影響到生料產(chǎn)量和臺(tái)時(shí)電耗指標(biāo)的完成，只是權(quán)宜之計(jì)，建議在檢修時(shí)對(duì)減速機(jī)偏載情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整和恢復(fù)，增大齒輪的嚙合度，對(duì)二期減速機(jī)，應(yīng)聯(lián)合廠家進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)與制作，增加減速機(jī)的使用壽命。

（8）加強(qiáng)電氣管理，增加信號(hào)的靈敏度，重點(diǎn)加強(qiáng)極限位，下滑道等處的巡檢，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理；更換皮帶機(jī)頭滾筒，增加摩擦系數(shù)，或者改絲杠拉緊為配重拉緊，增加皮帶的張緊度，避免皮帶因過松包角小引起打滑壓死。

（9）盡量不在石灰石堆底鋪蓋水洗砂巖和脫硫石膏等，保證石灰石顆粒級(jí)配均勻合理，但如果為了找正石灰石質(zhì)量，或者為了減少因水洗砂巖中水分過大引起的上料、配料站的粘料堵料及棚倉斷料等，需要在石灰石堆底鋪蓋的，要先對(duì)大塊物料進(jìn)行破碎處理，減少大塊，加大對(duì)倒運(yùn)水洗砂巖和脫硫石膏大塊清理的考核，減少大塊造成石灰石耙車耙齒斷裂或者堵死下料口等故障的發(fā)生。

（10）由于擋板不能動(dòng)作，導(dǎo)致停磨時(shí)擋板也長期處于開啟狀態(tài)，輥磨進(jìn)口管道傾角較小，積灰嚴(yán)重，輥磨地坑塌料非常多。為避免開磨前清料時(shí)間長耽誤開磨，停磨狀態(tài)下輥磨排渣系統(tǒng)也不得不頻繁開啟，定時(shí)進(jìn)行清料。清理工作量大，地坑環(huán)境也較差，在開停磨和生產(chǎn)中需要?jiǎng)语L(fēng)時(shí)。聯(lián)系崗位現(xiàn)場盤車調(diào)節(jié)擋板的開度，建議對(duì)該擋板進(jìn)行更換修復(fù)。

6 結(jié)語

通過對(duì)原料粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)中所遇到問題的總結(jié)摸索，積累了一定的操作和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，從而確保了UM46.4型輥磨和JLM3-46.4型輥磨能夠持續(xù)、穩(wěn)定、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，為窯系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)打下基礎(chǔ)。對(duì)系統(tǒng)的正確診斷及合理優(yōu)化，能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行狀態(tài)增強(qiáng)預(yù)見性，能夠更好地掌握設(shè)備運(yùn)行規(guī)律，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃性操控，減少故障停機(jī)的幾率，保證原料系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，從而為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗提供了有力保證。