生料外循環(huán)輥磨技術(shù)及應(yīng)用實例

陳軍，丁再珍，趙劍波，于濤，豆海建，杜鑫，徐兵波，宋留慶，劉迪，邵青

1 引言

隨著國家環(huán)保要求的提高和水泥生產(chǎn)成本壓力的上升，精細化生產(chǎn)、高效化管理的要求也越來越高，眾多水泥生產(chǎn)線亟待技術(shù)升級改造。

2 生料外循環(huán)輥磨技術(shù)的特點

傳統(tǒng)的輥磨系統(tǒng)已經(jīng)在生料、煤、水泥等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，系統(tǒng)電耗比傳統(tǒng)球磨機低30%左右，具有系統(tǒng)簡單、運行維護方便的特點。在生料粉磨系統(tǒng)中，與輥壓機生料終粉磨系統(tǒng)相比，輥磨生料終粉磨系統(tǒng)的電耗尤其是循環(huán)風機的電耗明顯偏高。

在傳統(tǒng)輥磨的生產(chǎn)運行中，輥磨的內(nèi)循環(huán)電耗高于外循環(huán)，而且物料的提升、運輸皆為氣力提升方式。生料輥磨的磨盤名義風速一般為7～9m/s，有的甚至會更高。輥磨的阻力通常很大，生料輥磨的阻力常在7 000～9 000Pa之間，是生料輥磨系統(tǒng)中阻力最大的設(shè)備，再加上旋風筒和管道的阻力，循環(huán)風機入口的負壓基本在10 500～12 500Pa范圍內(nèi)。系統(tǒng)風量大和系統(tǒng)阻力大是導(dǎo)致傳統(tǒng)生料輥磨系統(tǒng)中循環(huán)風機的電耗明顯偏高的主要原因。

如果將輥磨與選粉機分開，全部物料通過機械提升代替原來的氣力提升，則可以顯著降低循環(huán)風機的電耗，使輥磨生料終粉磨的系統(tǒng)電耗與輥壓機生料終粉磨的系統(tǒng)電耗相當。將原有的輥磨生料終粉磨系統(tǒng)改造為外循環(huán)輥磨生料終粉磨系統(tǒng)，可以保留輥磨主機設(shè)備和基礎(chǔ)，相比新建一套輥壓機生料終粉磨系統(tǒng)可節(jié)省約一半的投資成本，同時可達到與輥壓機生料終粉磨系統(tǒng)相當?shù)哪芎闹笜恕Ｒ虼?，生料外循環(huán)輥磨技術(shù)的研究在當前形勢下顯得尤為重要。

為此，公司在2014年申請了外循環(huán)輥磨終粉磨工藝流程的專利“立式輥磨系統(tǒng)”并獲得授權(quán)（專利號ZL 201420246770.X）。

3 生料外循環(huán)輥磨技術(shù)方案

生料外循環(huán)輥磨系統(tǒng)，是將輥磨的選粉區(qū)與研磨區(qū)分開，物料不再通過氣力輸送到選粉機進行分選，而是通過提升機采用機械輸送方式運輸物料。輥磨粉磨后的所有物料都從輥磨下部的排渣口排出，然后由提升機提升至靜態(tài)選粉機的喂料口。靜態(tài)選粉機初選出的粗料和動態(tài)選粉機選出的未達到成品要求的粗顆粒，經(jīng)由提升機提升至輥磨頂部的喂料口，進入輥磨重新粉磨。

為避免大顆粒物料對動態(tài)選粉機造成影響，在粉磨后物料進入動態(tài)選粉機之前，先將物料喂進V型靜態(tài)選粉機進行初選，同時在V型靜態(tài)選粉機中通入熱風，完成原料的烘干，大顆粒物料返回輥磨再次粉磨。初選出的較細粉由風帶進與之相連的動態(tài)選粉機中，分選出滿足合格細度要求的成品，從而提高動態(tài)選粉機的選粉效率。工藝流程圖見圖1。

利用生料外循環(huán)輥磨技術(shù)對已有生料輥磨終粉磨系統(tǒng)進行改造，可以明顯降低循環(huán)風機的電耗，系統(tǒng)解決方案如下：

（1）原輥磨的粉磨部分保留，輥磨主傳動保留，輥磨基礎(chǔ)保留。

（2）拆除原輥磨的選粉機。

（3）改造磨機中殼體，增加中殼體上蓋，包括位于上蓋的喂料口和收塵口。

圖1 生料外循環(huán)輥磨系統(tǒng)的流程圖

（4）改造磨機風道，改造刮料裝置和出料口。（5）增加提升機，用于提升輥磨的出料和選粉機的粗料。

（6）增加V型靜態(tài)選粉機和動態(tài)選粉機，用于物料的烘干和分選。

（7）更換或改造循環(huán)風機。改造為外循環(huán)系統(tǒng)后，系統(tǒng)的阻力將大幅降低，原有高壓頭風機的效率會大大降低，更換或者改造原有循環(huán)風機有利于降低電耗。

（8）更換或改造旋風筒，有利于降低系統(tǒng)的阻力。

4 生料外循環(huán)輥磨技術(shù)的應(yīng)用實例

利用生料外循環(huán)輥磨技術(shù)，我公司先后對湖北JL水泥公司和貴州HL水泥公司的生料輥磨系統(tǒng)進行了改造（見圖2、圖3），均取得了顯著的改造效果。改造的兩條生產(chǎn)線均為3 200t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，由天津水泥院設(shè)計，生料磨均為TRMR38.4型生料輥磨，為中材（天津）粉體技術(shù)裝備有限公司供貨。2018年，中材（天津）粉體技術(shù)裝備有限公司依托天津水泥院將這兩條生產(chǎn)線中的生料輥磨系統(tǒng)改造為生料外循環(huán)輥磨系統(tǒng)，改造中采用了天津水泥院的最新工藝流程和天津水泥院自主研發(fā)的新一代高效組合式選粉機、新型高效低阻旋風筒等新型設(shè)備。改造完成后，產(chǎn)量提高，細度降低，生料磨的系統(tǒng)電耗大幅度降低，得到了業(yè)主的高度認可。具體改造效果見表1和表2。

圖2 湖北JL水泥公司2線生料外循環(huán)輥磨系統(tǒng)改造后現(xiàn)場圖

表1 湖北JL水泥公司2線改造生料外循環(huán)輥磨系統(tǒng)的效果

表2 貴州HL水泥公司改造生料外循環(huán)輥磨系統(tǒng)的效果

圖3 貴州HL水泥公司生料外循環(huán)輥磨系統(tǒng)改造后現(xiàn)場圖

湖北JL水泥公司2線改造后產(chǎn)量提高3.4%以上，生料R200μm細度降低0.4%，生料磨系統(tǒng)電耗降低4kWh/t，折算到熟料綜合電耗可降低6kWh/t以上，可降低運行成本3元/t熟料。

貴州HL水泥公司改造后產(chǎn)量提高14.4%，生料 R200μm細度降低 0.4%，生料磨系統(tǒng)電耗降低4kWh/t，折算到熟料綜合電耗降低6kWh/t以上，可降低運行成本3元/t熟料。

5 結(jié)語

目前國內(nèi)生料輥磨系統(tǒng)的數(shù)量仍然很多，在當前提倡節(jié)能環(huán)保綠色低碳的生產(chǎn)模式下，節(jié)能降耗是趨勢所在。生料外循環(huán)輥磨技術(shù)是輥磨系統(tǒng)發(fā)展的新階段，是對傳統(tǒng)輥磨系統(tǒng)的創(chuàng)新和突破。實踐證明，利用生料外循環(huán)輥磨技術(shù)對傳統(tǒng)生料輥磨系統(tǒng)進行節(jié)能改造的效果顯著，與新建生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)相比，具有明顯的成本優(yōu)勢?！?/p>