水泥立磨增加“一鍵調(diào)參”功能

梁德合

（黃陵生態(tài)水泥有限公司 陜西省黃陵縣 727300）

我公司水泥磨采用的是德國萊歇公司生產(chǎn)的LM56.2+2C 立式磨機，兩個主輥、兩個輔輥，設計產(chǎn)量為200t/h，實際生產(chǎn)能力達到210t/h 以上。具有粉磨效率高、電耗低、產(chǎn)品細度易于調(diào)節(jié)、系統(tǒng)工藝流程簡單等優(yōu)點。是集粉磨、烘干、選粉功能于一體的粉磨設備。

工藝流程簡圖如圖1所示。

立磨的運行工藝流程依次為：

（1）一路為熟料和爐渣等輔材，通過皮帶秤、膠帶輸送機等設備按一定配比輸送至立磨。一路為粉煤灰，通過沖板流量計計量后，按一定比例經(jīng)過風動斜槽等設備輸送至立磨；

（2）電機驅動減速機帶動磨盤旋轉，物料在磨輥重力及液壓施力和磨盤、磨輥旋轉產(chǎn)生剪切力的作用下粉碎；

（3）粉磨后的物料通過磨盤邊緣向四周擴散，然后由從風環(huán)高速流過的氣流帶起。

一部分進入裝在粉磨腔上的選粉機里，一部分溢出經(jīng)外置回料提升返回磨機二次研磨。進入選粉機的物料被分離成粗粉和成品，粗粉落回磨盤繼續(xù)研磨，成品則由氣流帶入袋式收塵器，經(jīng)風動斜槽、提升機送入成品庫內(nèi)。

1 立磨主要技術參數(shù)

立磨型號：LM56.2+2C，磨盤輥道名義直徑：Φ5600mm，磨輥碾壓力：單輥2100kN；主電機型號：YRKK900-6，額定功率：4200kW，額定電壓：10kV；額定轉速：994r/min；主減速機型號：KMPS 576，輸入功率：4200kW，輸入轉速：990r/min，輸出轉速：22.12r/min，速比：40；主輥液壓站型號：HSLM 1400/54/2，油泵功率：18.5kW，油箱容積：1400L，額定壓力：15Mpa，額定流量：54L/min.

允許最大入磨粒度：85%≤60mm、Max85mm，允許入磨物料最大水分：3%，出磨物料最大水分：<0.5%，入磨風溫：220-330℃，出磨的正常/最大氣體溫度：80℃/110℃，磨機漏風率：<5%；出磨氣體含塵量：(0.25-0.3)kg/m3，磨內(nèi)噴氣環(huán)的風速：40-60m/s，磨內(nèi)進出風口壓差：3500±500Pa.

2 磨機振動的影響及處理方法

磨機的振動過大，不僅會直接造成機械破壞，并且影響產(chǎn)、質量。

產(chǎn)生振動的因素有：磨機的基礎、研磨壓力、料層的厚度、風量及風溫、蓄能器壓力、輥面或磨盤的磨損狀況等。

圖1：工藝流程簡圖

圖2：一鍵調(diào)參編程原理圖

物料對磨機振動的影響，主要表現(xiàn)在物料粒度、易磨性及水分。在立磨運行過程中，要形成穩(wěn)定的料層，就要求入磨物料具有適宜的級配，要有95%以上的粒度小于輥徑的3%。喂料粒度過大將導致易磨性變差。由于大塊物料之間空隙沒有足夠多的細顆粒物料填充，料床的緩沖性能差，物料碾碎時的沖擊力難以吸收，導致磨機的振動增加。喂料粒度過小，特別是粉狀料多時，由于小顆粒物料摩擦力小，流動性好。缺乏大塊物料構成支撐骨架，不易形成穩(wěn)定的料床。磨輥不能有效地壓料碾壓，大量的粉狀物料會使磨內(nèi)氣流粉塵濃度和通風阻力增大，當達到極限時會產(chǎn)生塌料，導致磨機振動增加。

當操作員發(fā)現(xiàn)物料過細，尤其是立磨內(nèi)壓差已明顯上升時，應及時調(diào)整喂料，降低研磨壓力和出口溫度并加大噴水量，適當降低選粉機轉速。

物料的易磨性是影響產(chǎn)量的重要因素，當物料的易磨性變差時，立磨對物料的粉磨循環(huán)次數(shù)明顯增多。由于大部分物料被碾成細粉，但又不能達到成品的要求，無法被氣流帶出磨機，隨著磨盤上細顆粒物料不斷增加又會出現(xiàn)類似于喂料粒度過細的情況，立磨壓差加大，通風不暢，外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)量都大幅度增加。這時，料層會變得極其不穩(wěn)定，選粉機負荷增大，料層增厚，磨機負荷增大，倘若不及時處理，立磨的振動會進一步加劇，同時導致主電機超電流。

物料水分對磨機振動的影響也不能忽視。如果物料水份過低，干燥的物料難以可靠地在磨盤上形成穩(wěn)定的料床，必然使磨機產(chǎn)生振動。當水份過高，磨盤上的料層過低時，容易結成料餅，使磨機振動增加。如為了滿足物料烘干要求，需提供更大的風量和更高的風溫，將使磨內(nèi)風速偏高，本應沉降下落的物料被強制懸浮，外循環(huán)減少而內(nèi)循環(huán)量增大。同時，由于高水份物料粘附力大使磨盤上料層厚度增厚，這些都增加了塌料、導致料床平衡破壞的機會。

蓄能器主要為磨輥組的升降提供緩沖。蓄能器的壓力過高或其中的氮氣囊破損時，將使其緩沖作用降低甚至完全失去，導致磨輥組與料床硬性撞擊引起磨機的劇烈振動。

立磨的噴水系統(tǒng)對于穩(wěn)定料床有重要作用，尤其在原料中粉狀物料較多或水份很低的情況下，其作用更為明顯，可以加大物料的韌性和剛性，便于物料研磨，保護輥面和磨盤。

擋料圈的高度決定了料床的較大厚度，當擋料環(huán)過低時，作為緩沖墊的物料層變薄，緩沖作用減弱，將引起磨機振動，而擋料圈過高會導致粉磨效率下降，產(chǎn)量降低和電耗上升。刮料板過度磨損，導流葉片、擋風板的不均衡磨損，都會引起風環(huán)和磨內(nèi)風量的不均勻分配，導致磨盤上的物料厚度不一，引起振動。

磨內(nèi)溫度過高或過低都會導致對料層穩(wěn)定性的破壞，尤其是溫度過高時，磨盤上的物料變得非常松散和易于流動。不但料層變薄，而且不易被磨輥有效碾壓，引起振動。如果溫度過低，物料流動性差，容易在磨盤上堆積，會導致料層增厚，粉磨效率下降。

3 增加“一鍵調(diào)參”功能前主要存在的問題

（1）原材料粉塵量特別大，特別是爐渣，比重輕、粉塵大，導致從配料站到磨機的收塵負荷特別大，同時因為收塵本身的磨損，鎖風效果變差。經(jīng)常因為收塵內(nèi)集聚的粉塵量過大出現(xiàn)塌灰現(xiàn)象，大量細粉瞬間進入磨機內(nèi)，對料層形成沖擊，使料層變薄，磨機壓差瞬間升高，即刻引起磨機劇烈振動，造成抬輥甚至跳停磨主電機。

（2）粉煤灰卸料由一個氣動弧形閥和沖板流量計組成，由于粉煤灰流動性特別好，同時又存在結塊現(xiàn)象，使得下料穩(wěn)定性差，存在沖料現(xiàn)象，當出現(xiàn)沖料量大時同樣會引起磨機壓差急速升高，使磨機瞬間劇烈振動，造成抬輥甚至跳停磨主電機。

（3）熟料質量波動大，當熟料易磨性變差時，為了保證質量，需要提高選粉機轉速，過高的轉速引起磨機壓差高，磨機內(nèi)外循環(huán)均增加，大量粉料聚集在磨內(nèi)，使得料層很不穩(wěn)定，引起磨機振動增加。

以上問題出現(xiàn)時，由于時間特別短，操作員根本來不及通過調(diào)整選粉機轉速、壓力、拉風等參數(shù)來穩(wěn)定磨機，引起磨機瞬間劇烈振動，造成抬輥甚至跳停磨主電機，嚴重影響了磨機的連續(xù)穩(wěn)定運行。

4 “一鍵調(diào)參”功能改造原理

在DCS 集散控制系統(tǒng)的操作畫面上增加一個“一鍵調(diào)參”的按鍵，編寫相應的下位程序。如圖2所示。

由于每個公司用的編程軟件不同，編程方法也有很多，這里只說一下簡單的編程原理和思路。按照梯形圖的編程模式進行說明。建立一個“一鍵調(diào)參”的變量，與上位DCS 軟件相對應，當操作員按下畫面上“一鍵調(diào)參”按鍵時，使下位軟件中“一鍵調(diào)參”的變量發(fā)出一個脈沖信號，這樣通過后面的運算功能塊，自動將相應的參數(shù)進行調(diào)節(jié)，比如：將選粉機轉速降低100 轉、反向壓力增大10Bar 等，可以根據(jù)具體情況設置需要調(diào)節(jié)的參數(shù)和調(diào)節(jié)幅度的大小。通過實驗，本廠一般通過調(diào)節(jié)選粉機轉速（降低100 轉）、增加反向壓力（10Bar）、降低正向壓力（5Bar），基本上都可以解決物料問題引起的磨機劇烈振動情況，使得磨機壓差和料層相對穩(wěn)定，振動幅度在可控的范圍內(nèi)。為了適應更多環(huán)境，還可以設置幾個不同強度等級的“一鍵調(diào)參”功能按鍵，比如：一級為增加反向壓力5Bar、降低正向壓力3Bar；二級為增加反向壓力10Bar、降低正向壓力5Bar；三級為增加反向壓力10Bar、降低正向壓力5Bar、降低選粉機轉速100 轉；四級為增加反向壓力10Bar、降低正向壓力5Bar、降低選粉機轉速100 轉、提高尾排風機拉風（入口風門開度增加5%）等。通過不同等級的“一鍵調(diào)參”功能從而適應各種不同的物料環(huán)境，達到瞬間調(diào)整磨機參數(shù)，穩(wěn)定工況，降低振動，提高磨機運轉率的目的。

實際編程中可能還需要建立中間變量，進行相應的數(shù)據(jù)格式轉換等，根據(jù)具體編程環(huán)境確定。

5 改造后的效果和產(chǎn)生的經(jīng)濟效益

運行中操作員可以通過監(jiān)控畫面、入磨膠帶輸送機電流、磨機壓差以及現(xiàn)場崗位工的反應等情況來判斷物料狀況，根據(jù)物料的不同狀況，采取相應的措施。當發(fā)現(xiàn)收塵塌灰、粉煤灰沖料等突發(fā)情況出現(xiàn)時，只需點一下畫面中相應的的“一鍵調(diào)參”按鍵，程序將會自動按事先設置好的各項參數(shù)進行調(diào)節(jié)，從而達到穩(wěn)定磨機的目的，待物料正常后再逐漸將各項參數(shù)調(diào)整到合適的值。通過改造降低了物料對磨機的影響，大大減少了磨機的抬輥和停機次數(shù)，提高了設備的運轉率。

經(jīng)過測算，改造后使得設備運轉率提高了2%，按200t/h 產(chǎn)量計算，全年可因此產(chǎn)生大約100 萬元的經(jīng)濟效益。

該方法在水泥立磨中具有普遍的推廣意義。