水泥磨提產(chǎn)降耗的應(yīng)對(duì)措施

肖永鋒，劉銀海，張 乾，趙文禮，郭宏昌，齊會(huì)江

（滄州臨港金隅水泥有限公司，061108）

國(guó)家對(duì)水泥行業(yè)調(diào)控政策日益嚴(yán)格，以及水泥市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)激烈，各個(gè)企業(yè)要想生存發(fā)展，就必須要保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。我公司非常重視企業(yè)精細(xì)化管理，始終將創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展作為公司的生命線。通過(guò)水泥磨聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的相關(guān)改造與技術(shù)調(diào)整以達(dá)到提質(zhì)增效、降低能源消耗的目的。

1 公司及粉磨系統(tǒng)概況

1.1 公司概況

自本公司2009年建廠，2010年投入生產(chǎn)以來(lái)，水泥磨機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量見(jiàn)表1。

我公司水泥磨聯(lián)合粉磨系統(tǒng)裝機(jī)配備為1號(hào)系統(tǒng)磨機(jī)φ4.2m×13.0m、輥壓機(jī)160×140、TESU330高效雙分離選粉機(jī)，設(shè)計(jì)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量180t/h；2號(hào)系統(tǒng)磨機(jī)φ4.0m×13.0m、輥壓機(jī)140×120、TESU290高效雙分離選粉機(jī)，設(shè)計(jì)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量150t/h。自2010年投產(chǎn)以來(lái)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量一直較低，尤其是2號(hào)磨始終未能達(dá)產(chǎn)。

1.2 粉磨系統(tǒng)的工藝流程圖（見(jiàn)圖1）

水泥聯(lián)合粉磨工藝有輥壓機(jī)+V型選粉機(jī)+球磨機(jī)+高效選粉機(jī)組成的聯(lián)合型粉磨系統(tǒng)。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于各線生產(chǎn)工藝流程及設(shè)備設(shè)置、物料粉磨特性、水分等方面因素不盡相同，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)量、質(zhì)量及粉磨電耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也出現(xiàn)參差不齊的現(xiàn)象。本文針對(duì)公司水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中各段工藝技術(shù)及設(shè)備故障產(chǎn)生問(wèn)題、原因及采取的措施進(jìn)行介紹。

表1 歷年兩磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量列表（t/h）

圖1 粉磨系統(tǒng)的工藝流程圖

2 限制產(chǎn)能的主要因素

2.1 輥壓機(jī)做功不足

我公司160×140輥壓機(jī)在電流提高到60A后，輥壓機(jī)運(yùn)行波動(dòng)大，振動(dòng)增加，頻繁出現(xiàn)機(jī)架螺栓斷裂、液壓油管接頭漏油等現(xiàn)象；140×120輥壓機(jī)電流始終在35A左右，采取增大喂料閥門(mén)開(kāi)度也無(wú)法將電流提高，期間蹋倉(cāng)現(xiàn)象頻發(fā)，影響系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。因此，兩臺(tái)輥壓機(jī)不能充分發(fā)揮其設(shè)計(jì)能力，成為制約系統(tǒng)提產(chǎn)的瓶頸問(wèn)題。

2.2 磨機(jī)研磨效率低

（1）通過(guò)篩余曲線分析（見(jiàn)圖2）。

圖2 2015年兩磨篩余曲線

由圖2兩磨的篩余曲線可以看出，兩磨粗倉(cāng)特別是2號(hào)細(xì)倉(cāng)后半段曲線平緩，說(shuō)明物料細(xì)度變化不大，判斷可能是由鋼球級(jí)配不合理及襯板磨損造成。

（2）通過(guò)可視化電量分析（圖3、圖4）。

上部深色曲線代表每十分鐘的產(chǎn)量，下部淺色曲線代表每十分鐘磨主電機(jī)的耗電量。磨主電機(jī)每十分種耗電500kWh左右，磨機(jī)功率為3 550kW/h，有效做功在84.5%。

圖3 2015年1號(hào)磨系統(tǒng)可視化電量分析圖

圖4 2015年2號(hào)磨系統(tǒng)可視化電量分析圖

深色曲線（上）代表每十分鐘的產(chǎn)量，淺色曲線（下）代表每十分鐘磨主電機(jī)的耗電量。磨主電機(jī)每十分種耗電400kW/h左右，磨機(jī)功率為2 800kW/h，有效做功在85.7%。通過(guò)表3與表4可以看出磨機(jī)做功效率偏低。

2.3 高效選粉機(jī)效率低

由表2數(shù)據(jù)分析可以看出，兩臺(tái)磨的選粉效率偏低，特別是2號(hào)磨循環(huán)負(fù)荷大，選粉效率僅有50.74%。

3 措施及效果分析

3.1 提高輥壓機(jī)做功

通過(guò)在V選下部及小倉(cāng)內(nèi)多次取樣分析，發(fā)現(xiàn)V形選粉機(jī)的分選效果不理想，造成小倉(cāng)內(nèi)細(xì)粉聚集、產(chǎn)生離析，入輥壓機(jī)后產(chǎn)生輥縫偏差較大、“氣爆”等現(xiàn)象，導(dǎo)致糾偏頻繁、設(shè)備振動(dòng)及電流波動(dòng)較大。設(shè)備本身存在竄軸現(xiàn)象，導(dǎo)致兩側(cè)擋板間隙不均勻，影響輥縫差值，造成壓力及電流波動(dòng)。解決措施如下。

表2 2015年兩磨選粉效率統(tǒng)計(jì)表

表3 輥壓機(jī)電流對(duì)比表

（1）優(yōu)化配比，提高入輥壓機(jī)物料水分。

通過(guò)化驗(yàn)分析，原物料中綜合水分為0.5%左右，不影響水泥質(zhì)量的情況下，將礦渣使用量從4%提高到7%，并且對(duì)礦渣進(jìn)行淋水，將入輥壓機(jī)物料水分提高到1%，保證小倉(cāng)物料的密實(shí)度，穩(wěn)定輥壓機(jī)做功。

（2）對(duì)入V選分布進(jìn)行調(diào)整，提高選粉效率。

因V選入料溜子走向影響，導(dǎo)致入V選物料集中，只占入料口寬度的50%左右。通過(guò)在V選入料口處增加打散角鐵，提高入V選物料的打散效果和均勻程度，使V選入口全寬度進(jìn)料，提高選粉效率，在減少入輥壓機(jī)細(xì)粉含量的同時(shí)解決小倉(cāng)物料離析。（其中1號(hào)系統(tǒng)增加了7根80角鐵，2號(hào)系統(tǒng)增加了9根80角鐵。）具體布置見(jiàn)圖5。

圖5 V選入料口簡(jiǎn)易圖

（3）優(yōu)化動(dòng)輥定位裝置結(jié)構(gòu)，有利于設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

解決原內(nèi)置滑鍵磨損后無(wú)法及時(shí)調(diào)整的問(wèn)題（將定位裝置的調(diào)整時(shí)間由原來(lái)的2d縮短到2h），確保側(cè)板間隙均勻，減小輥縫差，穩(wěn)定電流。此裝置對(duì)于減小輥縫偏差效果顯著，已經(jīng)獲得實(shí)用新型專利授權(quán)，專利號(hào)：201720027512.6。

（4）輥壓機(jī)壓力調(diào)整，提高其做功。

適當(dāng)降低蓄能器的充氮壓力（大蓄能器由10MPa降到9MPa；小蓄能器由8MPa降到6.5MPa），增加高壓膠管，提高液壓系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的能力，減少壓力波動(dòng)。

通過(guò)以上措施的實(shí)施，輥壓機(jī)做功大幅提高，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。具體參數(shù)變化情況見(jiàn)表5。

3.2 提高磨機(jī)研磨效率

襯板和磨球是球磨機(jī)的易損部件，過(guò)早的開(kāi)裂、失效，消耗大量鋼材的同時(shí)也降低了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，不利于球磨機(jī)的正常運(yùn)行。根據(jù)工作面的表面形狀選擇合適的襯板也是很重要的。一般來(lái)說(shuō)，工作面的表面形狀和磨球的相互配合度決定了磨機(jī)內(nèi)研磨介質(zhì)的活躍度，并最終影響球磨機(jī)最大研磨能力的發(fā)揮。

公司利用年初水泥廠檢修機(jī)會(huì)，將2號(hào)磨細(xì)倉(cāng)出料端磨損嚴(yán)重的21排3波襯板更換為5波形式，以增加帶球高度和研磨面積，提高磨機(jī)后段的研磨能力。

技術(shù)人員根據(jù)物料變化，調(diào)整鋼球級(jí)配，粗倉(cāng)平均球徑由2015年的27.1mm提高到27.7mm；細(xì)倉(cāng)平均球徑由2015年的17.1mm提高到17.6mm，并且調(diào)整裝載量，充分發(fā)揮磨機(jī)破碎能力。

圖6、圖7為1號(hào)、2號(hào)磨兩年篩余曲線對(duì)比圖，圖8為可視化電量圖。

每十分種耗電440kWh左右，磨機(jī)功率為2 800kW，有效做功為94.2%。在磨機(jī)功率不變的情況下，有效做功增加了8.5%。

通過(guò)表4對(duì)比可以看出，技術(shù)改造后兩臺(tái)球磨機(jī)比表面積貢獻(xiàn)值2016年比2015年都有較大幅度的提高。

3.3 提高選粉機(jī)選粉效率

選粉機(jī)的綜合性能不但要看其選粉效率的高低，還要看它所分離出來(lái)的成品中3μm～30μm這部分的顆粒所占的百分比是多少。因?yàn)檫@區(qū)間段的顆粒是發(fā)揮水泥強(qiáng)度最佳部分。選粉效率的高低，不僅僅只是影響到磨機(jī)產(chǎn)量的問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量亦有較大的關(guān)系。通過(guò)對(duì)選粉機(jī)選粉效率的檢測(cè)，利用停磨避峰機(jī)會(huì)對(duì)選粉機(jī)導(dǎo)向葉片、選粉機(jī)反擊錐間隙不斷摸索調(diào)整，見(jiàn)表5。

表4 水泥比表面積對(duì)比（m2/kg）

表5 選粉機(jī)開(kāi)度、反擊錘間距表（mm）

通過(guò)表6數(shù)據(jù)可以看出，選粉機(jī)調(diào)整后，1號(hào)選粉機(jī)2016年第四季度的選粉效率較2015年平均提高了12.4%；2號(hào)選粉機(jī)2016年第四季度的選粉效率較2015年年平均選粉效率提高了12.36% 。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

通過(guò)以上措施的實(shí)施，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量得到大幅提高，見(jiàn)表7。

圖6 1號(hào)磨兩年篩余曲線對(duì)比圖

圖7 2號(hào)磨兩年篩余曲線對(duì)比圖

圖8 2號(hào)磨系統(tǒng)可視化電量分析圖

表6 選粉機(jī)選粉效率對(duì)比表（%）

表7 磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量對(duì)比表（t/h）

通過(guò)以上措施的實(shí)施，我公司160×140輥壓機(jī)電流進(jìn)一步提高，波動(dòng)及振動(dòng)減小，運(yùn)行非常穩(wěn)定。140×120輥壓機(jī)電流大幅提升，做功顯著增加。臺(tái)時(shí)平均提高25.35t/h，其中1號(hào)磨月最高臺(tái)時(shí)達(dá)到240.16t/h，2號(hào)磨月最高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)到157.76t/h。

由表8綜合創(chuàng)效對(duì)比表可以看出，累計(jì)綜合電耗42.5水泥每噸降低2.76kWh；32.5水泥每噸降低1.79kWh；根據(jù)產(chǎn)量計(jì)算累計(jì)節(jié)約電費(fèi)210.77+22.96=233.73萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)對(duì)輥壓機(jī)、磨機(jī)、選粉機(jī)采取一系列措施調(diào)整，我公司水泥磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量大幅度提升，噸電耗下降明顯，給企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

表8 兩磨年綜合效益對(duì)比表