5 000t/d熟料生產(chǎn)線生料粉磨系統(tǒng)改造

張峰亮

5 000t/d熟料生產(chǎn)線生料粉磨系統(tǒng)改造

Raw Mill Modification for 5 000t/d Clinker Production Line

張峰亮

本文從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、主機(jī)設(shè)備及實(shí)際運(yùn)行情況等方面，詳細(xì)介紹了我廠生料粉磨系統(tǒng)改造項(xiàng)目。采用輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)替換中卸球磨系統(tǒng)后，節(jié)電效果顯著，生料質(zhì)量改善，同時(shí)，對(duì)其相鄰的燒成系統(tǒng)、余熱發(fā)電系統(tǒng)以及廢氣處理系統(tǒng)等，也有正面的影響，值得推廣。

輥壓機(jī)；中卸磨；生料粉磨；終粉磨；節(jié)能

1 概述

生料粉磨技術(shù)隨著粉磨裝備技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展[1]，經(jīng)歷了從球磨到輥磨和輥壓機(jī)的發(fā)展過(guò)程，各種裝備技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，總體是朝著提高粉磨效率、降低粉磨電耗的方向發(fā)展。隨著液壓系統(tǒng)、自動(dòng)化控制以及材料科學(xué)等方面技術(shù)的進(jìn)步，生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)已成為生料粉磨系統(tǒng)的首要選擇。

與輥磨相比，輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)是通過(guò)提升機(jī)將輥壓后的物料提升至選粉機(jī)進(jìn)行風(fēng)選。而輥磨因粉磨后的物料是由風(fēng)帶入選粉機(jī)的，并且因其擠壓力比輥壓機(jī)小，其內(nèi)循環(huán)次數(shù)將達(dá)到5～8次，甚至更高，故而造成了循環(huán)風(fēng)機(jī)的高電耗。

采用球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)、輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)和輥磨終粉磨系統(tǒng)粉磨水泥原料時(shí)的綜合比較見(jiàn)表1。

生料粉磨系統(tǒng)的電耗在生產(chǎn)用電中所占比例較高，如將現(xiàn)有的球磨機(jī)生料粉磨系統(tǒng)改為輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)，生料電耗將降低10kWh/t，折算至熟料電耗，大約可以降低15kWh/t。為了進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，2015年我公司采用中材裝備集團(tuán)（天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院）的生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)取代了原有的中卸圈流球磨系統(tǒng)。

表1 生料粉磨系統(tǒng)綜合比較

表2 原料情況

2 改造方案

改造前，我公司生料粉磨系統(tǒng)采用兩臺(tái)φ 4.6m×10m+3.5m中卸球磨，每臺(tái)球磨機(jī)裝機(jī)功率為3 550kW。當(dāng)入磨物料粒度≤25mm（85%），水分≤5%，出磨生料細(xì)度＜12%（80μm方孔篩篩余）時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)量為190t/h。但由于窯產(chǎn)量一直維持在6 000t/d以上，高時(shí)可達(dá)6 300t/d，為了滿足燒成系統(tǒng)對(duì)生料的需求，不得不將生料的細(xì)度放大至20%左右，系統(tǒng)產(chǎn)量為230t/h。但由于生料細(xì)度粗，＞200μm的顆粒占到3%以上，已經(jīng)對(duì)生料的易燒性產(chǎn)生了不利的影響。

在項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初，由中國(guó)水泥發(fā)展中心物化檢測(cè)所對(duì)原料進(jìn)行了工藝性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，大冶尖峰原料的易磨性屬中等偏差水平，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

根據(jù)原料的易磨性試驗(yàn)結(jié)果及原球磨系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，通過(guò)理論計(jì)算，決定采用中材裝備集團(tuán)的TRP220-160生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)（表3），并且輥壓機(jī)的裝機(jī)功率設(shè)計(jì)為2×2 240kW。在生料細(xì)度＜16%（80μm方孔篩篩余），成品水分＜0.5%的情況下，系統(tǒng)產(chǎn)量＞480t/h，系統(tǒng)電耗≤14kWh/t。

表3 TRP220-160生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)情況

新建輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)布置于原生料球磨附近空地，包括輥壓機(jī)、V型選粉機(jī)、動(dòng)態(tài)選粉機(jī)、旋風(fēng)筒、循環(huán)風(fēng)機(jī)及斗式提升機(jī)等輔助設(shè)備，主要設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表4。生料配料及成品輸送皆利用原有系統(tǒng)，只是因新的輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)產(chǎn)能遠(yuǎn)大于原球磨系統(tǒng)產(chǎn)能，所以對(duì)相應(yīng)計(jì)量和輸送設(shè)備進(jìn)行了改造或更換。新的輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)投產(chǎn)之后，原有的中卸烘干球磨系統(tǒng)沒(méi)有其他用途，為了不讓其完全廢棄，將其作為備用。

為了減少對(duì)正常生產(chǎn)的影響，在新建輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)主廠房施工過(guò)程中，盡可能地不影響原生料粉磨系統(tǒng)正常運(yùn)行，只有當(dāng)設(shè)備安裝完成后，需要停機(jī)兩周左右時(shí)間，用于完成喂料和廢氣處理系統(tǒng)的對(duì)接。

表4 輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)

3 工藝布置

新喂物料由皮帶直接喂入V型選粉機(jī)，出輥壓機(jī)物料也由提升機(jī)送入V型選粉機(jī)內(nèi)，物料在V型選粉機(jī)內(nèi)分選和烘干后，粗物料由另一臺(tái)提升機(jī)送入輥壓機(jī)上面的荷重小倉(cāng)，繼而被輥壓機(jī)輥壓粉磨；較細(xì)物料由風(fēng)帶入高效選粉機(jī)再次被風(fēng)選，經(jīng)高效選粉機(jī)分選后，合格的成品由風(fēng)帶入后面的旋風(fēng)除塵器收集送入成品庫(kù)，未達(dá)到成品要求的粗粉經(jīng)溜子進(jìn)入輥壓機(jī)上面的荷重小倉(cāng)。工藝流程見(jiàn)圖1。

該系統(tǒng)工藝流程的特點(diǎn)為采用雙提升機(jī)方案，輥壓機(jī)布置在地面上，出輥壓機(jī)和出V型選粉機(jī)各設(shè)一臺(tái)提升機(jī)，可以降低廠房高度，降低提升機(jī)的要求，方便設(shè)備檢修。同時(shí)，系統(tǒng)采用了專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的TVSu型動(dòng)態(tài)選粉機(jī)，其特點(diǎn)為：

（1）可以更加方便有效地控制成品細(xì)度，尤其是粗顆粒的含量（R200μm＜1.5%），從而改善生料的易燒性。

圖1 生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)工藝流程

（2）選粉機(jī)的通風(fēng)量和設(shè)備的烘干容積與同規(guī)格的輥磨相當(dāng)，因此，系統(tǒng)的烘干能力與輥磨相當(dāng)。

（3）采用先進(jìn)的耐磨材料和技術(shù)，確保達(dá)到理想的使用壽命。

4 運(yùn)行情況

4.1 系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)

新建的生料輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)與原兩套球磨系統(tǒng)屬于并聯(lián)關(guān)系，完整保留原球磨粉磨系統(tǒng)，在輥壓機(jī)生料終粉磨系統(tǒng)檢修期間作為備用，從而保證窯的運(yùn)轉(zhuǎn)不受影響。通過(guò)節(jié)能改造，生料粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量從460t/h提升至530t/h，單位生料系統(tǒng)電耗降低約10kWh/t。改造前后系統(tǒng)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表5。

4.2 主機(jī)運(yùn)行情況

本次改造采用的中材裝備輥壓機(jī)為目前國(guó)內(nèi)用于水泥行業(yè)最大規(guī)格輥壓機(jī)，屬于高壓受限擠壓，可以有效降低粗級(jí)別物料中脆硬物料（如石英顆粒）的比例，從而改善燃燒特性。

輥壓機(jī)結(jié)構(gòu)上采用的是多排圓柱滾子軸承，多列圓柱滾子軸承受徑向力，通過(guò)圓柱滑鍵使軸承座沿機(jī)架外部導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)，在粉磨過(guò)程中所產(chǎn)生的軸向力通過(guò)雙作用止推軸承從輥?zhàn)咏?jīng)軸承座和滑鍵傳到機(jī)架上。溫度波動(dòng)所產(chǎn)生的輥?zhàn)优蛎浛梢栽谳S承軸向移動(dòng)中得到補(bǔ)償，而不會(huì)產(chǎn)生反作用力。輥?zhàn)雍洼S承座之間不會(huì)相對(duì)移動(dòng)，唇型密封總是保持固定位置,輥?zhàn)悠茣r(shí)不會(huì)產(chǎn)生空隙，因此不會(huì)有灰塵進(jìn)入軸承內(nèi)。軸承壽命比雙列調(diào)心滾子軸承提高兩倍以上。此結(jié)構(gòu)有效地保證了輥壓機(jī)的出力，提高了系統(tǒng)產(chǎn)量，有效降低了系統(tǒng)電耗。

表5 改造前后大冶尖峰生料粉磨系統(tǒng)指標(biāo)對(duì)比*

喂料系統(tǒng)裝有防止物料離析的校偏裝置及膨脹室，針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中喂料粒度時(shí)有不均、大顆粒（＞50mm）偏多、輥縫偏差波動(dòng)大造成輥壓機(jī)振動(dòng)的特點(diǎn)，在喂料裝置上增加設(shè)計(jì)了喂料校偏裝置（專(zhuān)有技術(shù)），很好地解決了上述問(wèn)題。使輥壓機(jī)對(duì)不同的工況條件有很強(qiáng)的適應(yīng)力。采用大的膨脹室能確保空氣從輥間順利排出并改善輥間物料的咬合條件，使輥壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)扭震（也稱(chēng)為氣震）大大降低，生產(chǎn)中減速機(jī)的震動(dòng)值＞3mm/s。兩側(cè)的喂料夾板可以單獨(dú)取出進(jìn)行補(bǔ)焊，便于維修。

5 其他

生料粉磨系統(tǒng)改造以后，除系統(tǒng)電耗大幅下降以外，整條熟料生產(chǎn)線還有一些其他變化。

（1）生料的易燒性有一定的改善，窯產(chǎn)量得到一定提高，熟料游離氧化鈣含量降低。

（2）改造前球磨機(jī)系統(tǒng)時(shí)，因中卸球磨機(jī)漏風(fēng)量大，入球磨機(jī)熱風(fēng)量少，在窯尾排風(fēng)機(jī)全開(kāi)的情況下有時(shí)也不能滿足系統(tǒng)放風(fēng)要求，高溫風(fēng)機(jī)后經(jīng)常出現(xiàn)正壓。改造完成后，窯尾熱風(fēng)幾乎可以全部從V型選粉機(jī)進(jìn)入生料粉磨系統(tǒng)，進(jìn)入窯尾收塵的風(fēng)量減少，系統(tǒng)正壓消失，而且高溫風(fēng)機(jī)和尾排風(fēng)機(jī)電流都有所降低。

（3）由于進(jìn)入生料粉磨系統(tǒng)的熱風(fēng)量增加，在保證生料烘干的情況下，出余熱鍋爐廢氣溫度可繼續(xù)降低，同時(shí)，因絕大多數(shù)窯尾廢氣進(jìn)入生料粉磨系統(tǒng)，所以，入窯生料溫度提高，最終表現(xiàn)為余熱發(fā)電量也比改造前增加2kWh/t熟料。

[1]柴星騰，石國(guó)平.生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)技術(shù)方案介紹[J].水泥技術(shù)，2012（2）：81-85.

[2]白波，高文，肖秋菊，等.石英砂巖細(xì)度對(duì)熟料煅燒產(chǎn)生的影響[J].水泥技術(shù)，2007（4）：67-68.

[3]石國(guó)平,李洪雙，等.大型生料輥壓機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐[J].水泥，2016（8）：37-41.■

TQ172.639

A

1001-6171（2017）04-0089-04

大冶尖峰水泥有限公司，湖北大冶435115；

2017-05-31；編輯：趙星環(huán)