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TRMS礦渣立磨節(jié)能降耗措施

  天津仕名粉體技術(shù)裝備有限公司是天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司全控股子公司,專門負(fù)責(zé)立磨的設(shè)計(jì)開發(fā)和制造銷售工作。從2005年第一臺(tái)國產(chǎn)礦渣立磨銷售至今,TRMS礦渣立磨已經(jīng)累積銷售50多臺(tái),投入運(yùn)行的達(dá)到20多臺(tái),形成了系列產(chǎn)品,能夠滿足年產(chǎn)30~100萬t的系統(tǒng)要求。作為專業(yè)的立磨設(shè)備供應(yīng)商和服務(wù)商,粉體公司不僅提供優(yōu)良的設(shè)備,同時(shí)提供優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù),延伸自己的服務(wù)范圍,為客戶利益最大化提供幫助。本文在總結(jié)已投產(chǎn)立磨運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上,對(duì)TRMS礦渣立磨的節(jié)能降耗提出幾項(xiàng)措施分述如下。

  1 TRMS礦渣立磨系統(tǒng)介紹
  圖1為標(biāo)準(zhǔn)的礦渣粉磨工藝流程圖,礦渣粉磨系統(tǒng)主要由以下幾部分組成:原料中轉(zhuǎn)及輸送系統(tǒng)、粉磨系統(tǒng)、外循環(huán)系統(tǒng)、成品收集系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)。原料中轉(zhuǎn)及輸送系統(tǒng)由輸送皮帶、中轉(zhuǎn)倉、皮帶秤等組成,負(fù)責(zé)將原料輸送進(jìn)入磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉磨;粉磨系統(tǒng)主要指立磨,負(fù)責(zé)原料的粉磨,烘干及選粉功能;外循環(huán)系統(tǒng)由外排輸送皮帶、斗式提升機(jī)及除鐵裝置組成,負(fù)責(zé)將初步粉磨的半成品,通過機(jī)械提升,重新喂入磨機(jī)內(nèi),再次參加粉磨,能夠有效地降低磨內(nèi)壓差,同時(shí)降低風(fēng)機(jī)能耗;成品收集系統(tǒng)由收塵器、輸送斜槽、提升機(jī)和成品庫等組成,負(fù)責(zé)將立磨分選出的合格產(chǎn)品收集起來,并輸送到成品庫中;供風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、供風(fēng)管道、循環(huán)風(fēng)管、排氣煙筒等,主要為系統(tǒng)提供動(dòng)能,使得物料在系統(tǒng)中流動(dòng)起來:供熱系統(tǒng)主要指熱風(fēng)爐系統(tǒng),借助供風(fēng)系統(tǒng),將物料在磨機(jī)內(nèi)部進(jìn)行烘干。

  2 TRMS礦渣立磨系統(tǒng)優(yōu)化
  在粉磨系統(tǒng)中.評(píng)價(jià)立磨性能的指標(biāo)主要包括:產(chǎn)量、質(zhì)量、電耗、熱耗、磨耗、運(yùn)轉(zhuǎn)率及其他。下面以TRMS32.3礦渣立磨為例,從技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行指標(biāo)以及節(jié)能降耗的措施三個(gè)方面進(jìn)行闡述。
 
  2.1 技術(shù)參數(shù)
  表1為TRMS32.3礦渣立磨的技術(shù)參數(shù).設(shè)計(jì)產(chǎn)量為45t/h.年產(chǎn)量30萬t,允許的最大水分為15%,成品比表面積可以靈活調(diào)整。確保>4200cm2/g,漏風(fēng)系數(shù)<10%。

表1 礦渣立磨的技術(shù)參數(shù)

參數(shù)說明
技術(shù)參數(shù)
備注
型號(hào)規(guī)格
TRMS32.3  
 
粉碎物料
礦渣  
 
允許人磨物料粒度/mm
Max.50,95%<10mm
 
允許人磨物料水分/%
<15
 
 出磨礦粉細(xì)度/(cm2/g)
4200
 
出磨礦粉水分/%
0.5
 
 生產(chǎn)能力/(t/h)
45
干基
要求入磨的正常/最大熱風(fēng)溫度/℃
220/300
 
磨機(jī)漏風(fēng)系數(shù)/%
<5~10
 
出磨的正常/最大氣體溫度/℃
90/100
 

  2.2 運(yùn)行指標(biāo)
  對(duì)于企業(yè)來講,最重要的就是經(jīng)濟(jì)指標(biāo),即每噸礦粉的利潤,而為了將TRMS礦渣立磨用戶的利潤最大化,我們的目標(biāo)是如何降低每噸礦粉的運(yùn)行成本,即電耗、熱耗和磨耗,同時(shí)提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。2009年公司組織人員對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行的多個(gè)工廠,多臺(tái)立磨進(jìn)行了系統(tǒng)標(biāo)定,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2~6。
 
  從表2可以看出,首先各個(gè)工廠的產(chǎn)量均達(dá)到并超過了設(shè)計(jì)產(chǎn)量,工廠l的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)到了54t左右,年運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到了80%以上,超過了設(shè)計(jì)值近20%,為工廠帶來了超額利潤。工廠6通過在礦渣中添加爐渣的混合材,爐渣摻量達(dá)到了20%,投料量達(dá)到了60~70t/h.產(chǎn)品合格,有效地降低了成本。各個(gè)工廠通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù),有效地控制成品的比表面積,靈活生產(chǎn)不同品種的礦粉。
 
表2 各工廠產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表

項(xiàng)目
工廠1
工廠2
工廠3
工廠4
工廠5
工廠6
投產(chǎn)日期
2007
2008
2009
2008
2009
2008
2009
所屬地區(qū)
北方
南方
原料
礦渣
礦渣
礦渣
礦渣
礦渣
礦渣+爐渣
投料量/(t/h)
60
52
52
53
50
50
62-70
水分/%
8~10
8
8
10
10
10~13
平均產(chǎn)量/(t/h)
54
47
47
48
45
45
比表面積/(cm2/g)
4200
4200
4200
4300
4400
4700
細(xì)度0.9
噴水/(t/h)
0~1
2
3
3
0~1
0~1
0~1

表3  各工廠磨損情況統(tǒng)計(jì)

項(xiàng)目
工廠1
工廠2
工廠3
工廠4
工廠5
堆焊周期/(h或t)
1500~2000
1500~2000
1500-2000
5萬t
6萬t
每次堆焊時(shí)間/h
120
120
120
96
96
金屬磨耗/(g/t)
4.5
5
5
5~6
5~6

表4 不同原料和耐磨材質(zhì)的磨耗對(duì)比

產(chǎn)  品
比表面積/(cm2/g)
鎳硬鑄鐵/(g/t)
高鉻鑄鐵/(g/t)
堆焊材料/(g/t)
水泥
3000
4-6
3-4
1~2
水泥
3500
10-30
7-14
3~7
高爐礦渣
4000
20~30
14~20
6~10

表5 各廠全廠綜合電耗的統(tǒng)計(jì)

項(xiàng)目
工廠1
工廠2
工廠3
工廠4
工廠5
全廠電耗(kWh/t)
46
50
51
48
46

表6 各廠熱耗的統(tǒng)計(jì)
 
工廠1
工廠2
工廠3
工廠4
燃料
焦?fàn)t煤氣
高爐煤氣
無煙煤
無煙煤
熱值/kJ
4000
800
4000
5000
燃料用量/( m3/h)
1000
5700
30kg/t
25kg/t
 
  礦渣與傳統(tǒng)水泥廠原料相比,除了易磨性較差外,磨蝕性也不好。所以立磨的磨損問題曾一度限制了礦渣立磨的發(fā)展。隨著耐磨技術(shù)的進(jìn)步,以及國外耐磨材料的引進(jìn),礦渣立磨的耐磨材料問題得以解決。從表3、表4可以看出,不同耐磨材質(zhì)對(duì)應(yīng)不同原料的磨損量統(tǒng)計(jì),目前廣泛采用的堆焊材料的磨耗最低,高爐礦渣的磨耗統(tǒng)計(jì)為6~10g/t。表3為TRMS礦渣立磨的磨耗統(tǒng)計(jì),堆焊周期都達(dá)到并超過了設(shè)計(jì)值,>1500h,金屬磨耗為5g/t左右,并且通過粉體公司的排鐵技術(shù),能夠有效地降低金屬磨耗。
 
  很多礦渣磨企業(yè)全廠只有一塊總電表,沒有對(duì)磨機(jī)主電機(jī)和選粉機(jī)設(shè)單獨(dú)的電表,所以我們對(duì)全廠的綜合用電進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。從表5可以看到,各個(gè)廠的全廠電耗略有不同,和系統(tǒng)配置及操作參數(shù)等有關(guān),電耗在46~51kWh/t之間(包括生活辦公用電)。從我們的標(biāo)定數(shù)據(jù)及工廠的統(tǒng)計(jì)來看,磨機(jī)本體的電耗要<30kWh/t,已達(dá)到國外同類產(chǎn)品指標(biāo)。
 
  另外一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)就是熱耗,各個(gè)工廠的燃料有所不同,有用高爐煤氣,也有用焦?fàn)t煤氣的,還有燒煤的,當(dāng)然他們的熱值也會(huì)有所不同,表6給出了幾家工廠的熱消耗情況。由于原料的水分.成品水分及熱風(fēng)爐設(shè)備等影響因素比較多,熱值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果僅作為參考。

  2.3 節(jié)能降耗的措施
  2.3.1 降低系統(tǒng)電耗的措施
  系統(tǒng)電耗指生產(chǎn)每噸成品礦粉需要使用多少千瓦時(shí)的電。它包括磨機(jī)本體電耗、輔機(jī)電耗及其他低壓用電。磨機(jī)本體電耗主要包括主電機(jī)和選粉機(jī)電機(jī)的電耗;輔機(jī)電耗主要指主排風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等高壓輔機(jī)用電;磨機(jī)主電機(jī)、選粉機(jī)電機(jī)和主排風(fēng)機(jī)的電耗占系統(tǒng)總電耗的80%左右,所以降低系統(tǒng)電耗的關(guān)鍵就是如何降低磨機(jī)本體電耗和主排風(fēng)機(jī)電耗。
 
  降低系統(tǒng)電耗的措施有:
  (1)提高運(yùn)轉(zhuǎn)率
  提高運(yùn)轉(zhuǎn)率是保證年產(chǎn)量的關(guān)鍵,我們提倡穩(wěn)產(chǎn)而不是高產(chǎn).通過有效和科學(xué)的設(shè)備保養(yǎng)與維護(hù),來提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率,降低運(yùn)行成本,同時(shí)能夠延長設(shè)備的使用壽命。設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)不僅能使系統(tǒng)參數(shù)更加合理,同時(shí)減少了系統(tǒng)啟停帶來的用電損失。所以運(yùn)轉(zhuǎn)率高,避免無故的啟停設(shè)備,能夠降低系統(tǒng)的電耗。
 
  (2)提高產(chǎn)量
  提高產(chǎn)量與提高運(yùn)轉(zhuǎn)率其實(shí)是相輔相成的,提高產(chǎn)量并不是一味追求高產(chǎn),而是在設(shè)備允許范圍內(nèi),最大程度地發(fā)揮設(shè)備的性能。產(chǎn)量的提高,一定程度上能夠降低系統(tǒng)的電耗。
 
  (3)減少漏風(fēng)
  系統(tǒng)漏風(fēng)在粉磨系統(tǒng)中普遍存在.但是并沒有引起管理者的足夠重視。立磨和收塵器是主要的系統(tǒng)漏風(fēng)點(diǎn).TRMS礦渣立磨設(shè)計(jì)漏風(fēng)系數(shù)<10%。TRMS礦渣立磨容易漏風(fēng)的部位包括:人料鎖風(fēng)裝置、搖臂密封、外循環(huán)排料閥、連接法蘭等。在安裝時(shí)和使用過程中,尤其要注意檢查。收塵器主要的漏風(fēng)點(diǎn)包括:箱體的蓋板和連接法蘭等,尤其是箱體的蓋板,往往是漏風(fēng)最嚴(yán)重的地方。
 
  系統(tǒng)漏風(fēng)不可完全避免.應(yīng)該盡量減少。如果系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重.會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)負(fù)荷加大。直接提高風(fēng)機(jī)的電耗,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響磨機(jī)產(chǎn)量,間接提高了系統(tǒng)的電耗。所以系統(tǒng)漏風(fēng)問題看似很小,影響很大,不可輕視。
 
  (4)降低風(fēng)量
  風(fēng)機(jī)的電耗占整個(gè)系統(tǒng)電耗的20%左右,風(fēng)機(jī)的負(fù)荷是由負(fù)壓和風(fēng)量決定的,降低風(fēng)量能夠有效地降低風(fēng)機(jī)電耗。用風(fēng)過大總結(jié)起來有兩個(gè)原因,一是由于系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重.因此風(fēng)機(jī)主排風(fēng)閥開度加大,風(fēng)機(jī)電機(jī)電流上升,導(dǎo)致系統(tǒng)電耗增加;另外一個(gè)原因是磨機(jī)運(yùn)行參數(shù)不夠優(yōu)化,系統(tǒng)風(fēng)量大,選粉機(jī)轉(zhuǎn)速高,也能夠使得磨機(jī)穩(wěn)定,同時(shí)生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。但是風(fēng)機(jī)電機(jī)和選粉機(jī)電機(jī)電流偏高。第一種情況通過減少系統(tǒng)漏風(fēng)來解決:第二情況需要不斷優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù),使得風(fēng)料比達(dá)到最優(yōu)值,在系統(tǒng)各點(diǎn)風(fēng)速滿足工藝要求的基礎(chǔ)上,盡量降低風(fēng)量。
 
  (5)降低磨機(jī)振動(dòng)
  磨機(jī)振動(dòng)偏大.會(huì)導(dǎo)致磨機(jī)主電機(jī)電流波動(dòng)較大,不僅降低系統(tǒng)產(chǎn)量,同時(shí)會(huì)使得主電機(jī)的電耗偏高。造成磨機(jī)振動(dòng)的原因很多,可以通過調(diào)整擋料圈的高度、主排風(fēng)機(jī)的閥門、調(diào)節(jié)噴水量、合理的蓄能器壓力、調(diào)整油缸背壓等方法穩(wěn)定料床。
 
  2.3.2 降低系統(tǒng)熱耗的措施
  系統(tǒng)熱耗指生產(chǎn)每噸成品礦粉需要消耗多少燃料。根據(jù)燃料的不同.礦渣粉磨系統(tǒng)主要使用的熱風(fēng)爐分為:煤氣爐和沸騰爐。煤氣爐的燃料有:高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、天然氣等;沸騰爐的燃料為煤。我國作為能源消耗大國.國內(nèi)的能源價(jià)格不斷上升,同時(shí)溫室氣體的排放壓力也越來越大,從節(jié)能減排的角度,更有必要降低礦渣粉磨系統(tǒng)的熱耗。
 
  降低系統(tǒng)熱耗的措施有:
  (1)控制物料及成品水分
    首先.供熱的唯一目的就是烘干物料,使得成品的水分能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。通過表2可以看出,從磨機(jī)穩(wěn)定性的角度看.物料水分控制在8%~10%最佳,原料太干的話.物料流動(dòng)性變大,料床不容易穩(wěn)定,需要額外噴水來穩(wěn)定料床,如果原料水分太大,不僅容易堵料,同時(shí)需要提高磨機(jī)入口溫度,消耗更多的能源。成品水分在滿足客戶要求的基礎(chǔ)上,盡量降低磨機(jī)出口溫度,能夠有效降低熱耗。
 
  (2)減少噴水
  由于礦渣的流動(dòng)性強(qiáng).要求的粉磨比表面積又比水泥生料高,所以需要降低物料在磨盤上的流動(dòng)性,延長物料在磨盤上的停留時(shí)間,噴水能夠起到穩(wěn)定料床的作用,國內(nèi)外大多數(shù)礦渣立磨供應(yīng)商也都需要使用噴水來穩(wěn)定料床,TRMS礦渣立磨通過不斷優(yōu)化磨機(jī)結(jié)構(gòu).降低料床對(duì)噴水的依賴性,能夠達(dá)到盡量少噴水,甚至不噴水。從表2可以看出,不少客戶已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了不噴水就能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),這樣很大程度上節(jié)省了能源消耗。如果不能完全去掉噴水,在正常生產(chǎn)中應(yīng)該盡量減少噴水量。
 
  (3)提高運(yùn)轉(zhuǎn)率
  高運(yùn)轉(zhuǎn)率不僅能夠提高一段時(shí)期內(nèi)的總產(chǎn)量,這樣降低了單位成品的熱消耗,同時(shí)可以避免因?yàn)殚g歇生產(chǎn)帶來的熱量損失。間歇式生產(chǎn)對(duì)系統(tǒng)的熱耗影響相當(dāng)大.磨機(jī)停止運(yùn)行一段時(shí)間后重新啟動(dòng),需要重新對(duì)磨機(jī)進(jìn)行烘磨,有時(shí)短時(shí)間內(nèi)需要對(duì)爐子進(jìn)行保溫處理,這些都造成了無謂的熱量損失。所以高運(yùn)轉(zhuǎn)率能夠降低系統(tǒng)的熱耗。
 
  (4)有效使用循環(huán)風(fēng)
  從表l標(biāo)準(zhǔn)礦渣粉磨工藝流程圖中可以看出,供熱管路包括:熱風(fēng)管道、循環(huán)風(fēng)管道和冷風(fēng)補(bǔ)充閥。其中循環(huán)風(fēng)是將風(fēng)機(jī)出口排出的帶有一定溫度的氣體重新引入磨機(jī)內(nèi),一般循環(huán)風(fēng)的溫度在70℃~90℃左右,循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量能夠達(dá)到入磨風(fēng)量的50%左右,如果烘干能力夠的話.應(yīng)該盡可能地利用循環(huán)風(fēng),這樣能夠降低熱消耗。
 
  (5)燃料的充分燃燒
  不論是煤氣爐.還是沸騰爐,熱風(fēng)爐作為整個(gè)工藝系統(tǒng)的熱量來源,設(shè)備選型必須滿足工藝要求,尤其是對(duì)風(fēng)量、風(fēng)速和風(fēng)壓的要求。同時(shí)熱風(fēng)爐在使用過程中,需要調(diào)節(jié)合理的風(fēng)氣比或者風(fēng)煤比,才能夠保證燃料的充分燃燒,這樣就能防止燃料的浪費(fèi)。
 
 
來源:中國水泥

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