閉路水泥磨工藝系統(tǒng)的優(yōu)化改造

趙 巖

（青海水泥股份有限公司，西寧市大通 810103）

0 引 言

我公司在1998年擴(kuò)建了一條新型干法回轉(zhuǎn)窯水泥生產(chǎn)線(xiàn)，配置兩臺(tái)Ф3×11m閉路水泥磨，是當(dāng)時(shí)青海地區(qū)甚至整個(gè)西北地區(qū)工藝較先進(jìn)的生產(chǎn)線(xiàn)之一。但隨著國(guó)家“西北大開(kāi)發(fā)”和水泥工藝裝備技術(shù)的進(jìn)步，省內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)呈現(xiàn)跨越式發(fā)展，從2009年起，中材集團(tuán)下屬多家水泥企業(yè)興建的水泥生產(chǎn)線(xiàn)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)更優(yōu)越，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)。為此，促使公司技術(shù)改造和挖潛工作被提上議事日程。

1 工藝流程及問(wèn)題分析

兩臺(tái)Ф3×11m閉路水泥磨的系統(tǒng)工藝流程為：熟料、石膏、混合材（粉煤灰）經(jīng)電子皮帶秤計(jì)量后入磨，粉磨后通過(guò)提升機(jī)輸送至Ф3m離心式旋風(fēng)選粉機(jī)選粉，成品經(jīng)輸送設(shè)備送至水泥儲(chǔ)庫(kù)，不合格的粗粉重回磨機(jī)再次粉磨，收塵及系統(tǒng)負(fù)壓分別由氣箱脈沖袋收塵器和磨機(jī)主排風(fēng)機(jī)提供。運(yùn)行存在的問(wèn)題主要是水泥磨產(chǎn)量偏低，粉磨電耗居高不下，在入磨粒度10～15mm、比表面積320 ～340 m2/kg時(shí)，粉磨P·O42.5級(jí)水泥的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量?jī)H為36t/h。因此，公司曾多次對(duì)兩臺(tái)水泥磨的倉(cāng)位長(zhǎng)度、篦板結(jié)構(gòu)、襯板形式、研磨體級(jí)配等進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)，但整體運(yùn)行效果仍不理想，具體表現(xiàn)在：

（1）磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提升幅度不明顯，電耗偏高。據(jù)前幾年的統(tǒng)計(jì)：平均臺(tái)時(shí)產(chǎn)量37～38t/h，平均電耗42.2 kWh/t；

（2）P·O42.5級(jí)水泥的粉煤灰平均摻加量6%～8%，摻加量受到制約，熟料消耗較同行業(yè)偏高；

（3）水泥3～32μm顆粒含量?jī)H56%，平均比表面積約320 m2/kg，細(xì)度偏低，水泥成品溫度較高，影響到早期強(qiáng)度的發(fā)揮和混凝土施工質(zhì)量。

針對(duì)以上問(wèn)題分析其原因，一是選粉機(jī)有待升級(jí)改造。由于生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)建成較早，采用的Ф3m離心式旋風(fēng)選粉機(jī)循環(huán)負(fù)荷率高、選粉效率低，現(xiàn)在多被淘汰，這是制約水泥磨系統(tǒng)提產(chǎn)、提質(zhì)的主要因素。二是原系統(tǒng)主排風(fēng)機(jī)偏小，磨內(nèi)通風(fēng)量、風(fēng)速分別僅為22000m3/h和0.7m/s，與現(xiàn)在新建水泥生產(chǎn)線(xiàn)的技術(shù)參數(shù)相比偏低很多，導(dǎo)致物料流速慢，過(guò)粉磨現(xiàn)象嚴(yán)重，有待更新收塵系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)，從風(fēng)量、風(fēng)速以及研磨體級(jí)配進(jìn)行改進(jìn)。

2 工藝系統(tǒng)改造

系統(tǒng)改造于2012年底進(jìn)行，采用O-Sepa選粉機(jī)取代原離心式旋風(fēng)選粉機(jī)，收塵系統(tǒng)改用PPC128-2×5L氣箱脈沖袋收塵器和HBY-15NO.16D型風(fēng)機(jī)，以滿(mǎn)足磨機(jī)風(fēng)量和風(fēng)速的需要。改造的目標(biāo)指標(biāo)為：產(chǎn)量42 t、電耗36kWh，設(shè)備主要性能指標(biāo)為：

N1500C型O-Sepa選粉機(jī)風(fēng)量90000 m3/h、處理能力45～90t/h、主軸轉(zhuǎn)速90～200r/min；

PPC128-2×5L氣箱脈沖袋收塵器處理風(fēng)量90000 m3/h、總過(guò)濾風(fēng)速0.82m/min、入口含塵濃度≤1000g/Nm3、最大排放濃度≤50mg/Nm3、總過(guò)濾面積220m2；HBY-15NO.16D主排風(fēng)機(jī)風(fēng)量100000 m3/h、全壓7500Pa。

改造后的工藝流程如圖1。同時(shí)，為適應(yīng)系統(tǒng)風(fēng)量、風(fēng)速增大，磨內(nèi)研磨體在保持原有裝載量不變的條件下調(diào)整級(jí)配見(jiàn)表1。

圖1 水泥磨系統(tǒng)改造后的工藝流程

表1 Ф3×11m水泥磨結(jié)構(gòu)參數(shù)及研磨體級(jí)配

改造后，系統(tǒng)于2012年3月初投入試運(yùn)行，磨制P·O42.5級(jí)水泥的配比為：熟料76%、粉煤灰（Ⅱ級(jí)灰）15%、石膏4%、石灰石5%。兩臺(tái)磨的試運(yùn)行參數(shù)（2012年3月10日～4月10日）見(jiàn)表2。

表2 磨機(jī)試運(yùn)行參數(shù)

從表2可見(jiàn)，改造后由于磨內(nèi)通風(fēng)量、風(fēng)速以及選粉機(jī)循環(huán)負(fù)荷率、選粉效率的改善，2臺(tái)磨機(jī)的電耗由42 kWh/t平均降低到39.5kWh/t，粉煤灰、石灰石的摻加量由原來(lái)的6%～8%提高到20%，水泥成品中3～32μm顆粒含量較以前的56%增加到63%左右，水泥3天抗折、抗壓強(qiáng)度也分別提高1.0MPa和2.0MPa。但臺(tái)時(shí)產(chǎn)量仍無(wú)明顯變化，產(chǎn)量、電耗較42 t和 36kWh的目標(biāo)指標(biāo)仍有較大距離。

針對(duì)上述不足之處，我們通過(guò)對(duì)兩臺(tái)磨進(jìn)行篩析曲線(xiàn)分析，發(fā)現(xiàn)Ⅰ倉(cāng)篩析曲線(xiàn)下降平緩，破碎能力明顯不足。同時(shí)，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行中該倉(cāng)磨音低沉、發(fā)悶等現(xiàn)象，認(rèn)為影響磨機(jī)產(chǎn)量的主要原因是破碎能力弱，磨內(nèi)物料流速較慢。篩析曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。

圖2 1#水泥磨磨內(nèi)篩析曲線(xiàn)

為此，我們對(duì)磨機(jī)隔倉(cāng)板和Ⅰ倉(cāng)研磨體級(jí)配進(jìn)行了如下調(diào)整：

（1）將Ⅰ倉(cāng)隔倉(cāng)板篦縫寬度由10 mm改為12 mm；Ⅱ倉(cāng)隔倉(cāng)板篦縫寬度由8 mm改為10 mm，以增加隔倉(cāng)板的過(guò)料面積，提高磨內(nèi)物料流速。

（2）加大Ⅰ倉(cāng)研磨體平均球徑，將Ф70mm和Ф60mm鋼球各1t更換為等量的Ф90mm、Ф80mm鋼球，以增大破碎能力。兩項(xiàng)調(diào)整經(jīng)連續(xù)一個(gè)月的運(yùn)行，每臺(tái)磨的平均臺(tái)時(shí)產(chǎn)量上升到40.8t，電耗降至37.2kWh，選粉機(jī)循環(huán)負(fù)荷率、選粉效率分別達(dá)到203%和62.5%，取得了初步效果。

（3）2012年6月，我們又通過(guò)增加Ⅰ倉(cāng)長(zhǎng)度使其進(jìn)一步提高破碎能力。即：Ⅰ倉(cāng)由2.75m增加到3m，Ⅱ倉(cāng)長(zhǎng)度不變，Ⅲ倉(cāng)由4.75m減小到4.5m。各倉(cāng)研磨體裝載量相應(yīng)調(diào)整見(jiàn)表3。

表3 磨機(jī)倉(cāng)位調(diào)整后的研磨體變化

上述調(diào)整從2012年7至10月連續(xù)運(yùn)行跟蹤觀察，兩臺(tái)磨機(jī)的喂料量明顯增加，運(yùn)行電流由之前的108～110A下降到100～102A，Ⅰ倉(cāng)磨音清脆，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（2012年7月1日～10月31日）見(jiàn)表4。

表4 調(diào)整后磨機(jī)運(yùn)行參數(shù)

改造后，兩臺(tái)磨機(jī)磨制P·O42.5水泥均達(dá)到臺(tái)時(shí)產(chǎn)量42t、電耗＜36kWh/t、比表面積穩(wěn)定在360m2/kg的改造目標(biāo)。同時(shí)，水泥成品顆粒級(jí)配和強(qiáng)度、溫度等物理指標(biāo)更加優(yōu)化，運(yùn)行效果良好。本次改造共投資460余萬(wàn)元，以年產(chǎn)水泥50萬(wàn)t計(jì)，每t水泥節(jié)電 5 kWh、抵消粉煤灰成本后噸水泥節(jié)約熟料6%，年節(jié)約成本達(dá)580萬(wàn)元，一年即收回投資，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)也達(dá)到了同類(lèi)生產(chǎn)線(xiàn)的較好水平。