聯(lián)合粉磨開路磨系統(tǒng)增產(chǎn)與調(diào)整
編者按本文以生產(chǎn)規(guī)模60萬噸/年水泥粉磨生產(chǎn)線配置120-50輥壓機(jī)與動態(tài)分級設(shè)備(打散分級機(jī))和Ф3.2m×13m開路三倉高細(xì)管磨機(jī)組成的單閉路粉磨工藝系統(tǒng)為例,論述總結(jié)了實際生產(chǎn)過程中粉磨系統(tǒng)存在的共性問題及其采取的改進(jìn)技術(shù)與調(diào)整措施,并進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,具有借鑒意義。
基本情況介紹
近幾年來,設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模60萬噸/年的水泥粉磨站,大多采用Ф3.2m×13m管磨機(jī)。生產(chǎn)工藝流程中,既有雙閉路粉磨工藝系統(tǒng)(輥壓機(jī)+動態(tài)或靜態(tài)分級機(jī)+管磨機(jī)+高效選粉機(jī),其中輥壓機(jī)與動態(tài)分級機(jī)或靜態(tài)分級機(jī)組成磨前閉路、管磨機(jī)與高效選粉機(jī)組成閉路);也有單閉路粉磨工藝系統(tǒng)(輥壓機(jī)+動態(tài)或靜態(tài)分級機(jī)+開路管磨機(jī));此外還有普通的一級閉路和開路粉磨系統(tǒng),在此不贅述。前兩種粉磨工藝系統(tǒng)各有特點:單閉路系統(tǒng)總裝機(jī)功率低于雙閉路系統(tǒng),且流程較簡單;從大幅度增產(chǎn)角度來看,雙閉路粉磨工藝系統(tǒng)大多采用靜態(tài)分級機(jī)(V形選粉機(jī))對輥壓機(jī)擠壓后的物料進(jìn)行風(fēng)選分級,入磨物料切割粒徑一般≤0.5mm,且顆粒較均勻,因粉磨過程中“過粉磨”現(xiàn)象減少,其系統(tǒng)產(chǎn)量潛力發(fā)揮明顯高于單閉路粉磨工藝系統(tǒng),粉磨電耗一般在28kWh/t~33kWh/t左右;當(dāng)然,若單閉路粉磨工藝系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整方法得當(dāng),其增產(chǎn)幅度也較大(>50%以上),粉磨電耗也可控制在28kWh/t~30kWh/t左右。
以國內(nèi)某單位雙閉路粉磨工藝系統(tǒng)為例,其配置的輥壓機(jī)功率+靜態(tài)分級機(jī)(V形選粉機(jī))循環(huán)風(fēng)機(jī)功率=1220kW;另一單位的單閉路粉磨工藝系統(tǒng)中輥壓機(jī)功率+靜態(tài)分級機(jī)(V形選粉機(jī))循環(huán)風(fēng)機(jī)功率=1320kW;上述兩個系統(tǒng)中Ф3.2m×13m磨機(jī)產(chǎn)量均在120t/h左右。而本文中探討的某粉磨線單閉路粉磨系統(tǒng)中輥壓機(jī)功率+動態(tài)分級機(jī)(打散分級機(jī))功率=575kW,與上述兩個系統(tǒng)的預(yù)粉磨及分級設(shè)備的裝機(jī)總功率相差較大,分別低645kW及745kW;從分級設(shè)備工藝特性分析:打散分級機(jī)系統(tǒng)總裝機(jī)功率小、分級電耗較低,由于以機(jī)械式篩分為主,故分級精度較差。經(jīng)打散分級的入磨物料切割粒徑在2.0mm左右,但其中尚有少部分大于5mm~8mm顆粒入磨,磨機(jī)一倉中仍需要配用Ф70mm鋼球;打散分級機(jī)內(nèi)篩板磨損量大,該系統(tǒng)增產(chǎn)幅度一般為磨機(jī)設(shè)計能力的30%~50%左右。而采用靜態(tài)分級機(jī)(V形選粉機(jī)),該分級設(shè)備工藝特性是在風(fēng)選中打散分級,克服了機(jī)械式篩分的缺陷,分級精度顯著提高,分級后的入磨物料切割粒徑在0.5mm左右,顆粒均齊性好;但因循環(huán)風(fēng)機(jī)功率配置較大,且風(fēng)機(jī)管道較長、轉(zhuǎn)彎較多、系統(tǒng)阻力大、風(fēng)機(jī)葉輪及管道磨損量大、分級系統(tǒng)電耗高于打散分級機(jī),V形選粉機(jī)適用于物料通過量至少為磨機(jī)最大產(chǎn)量2倍以上的輥壓機(jī)(現(xiàn)階段配置的輥壓機(jī)物料通過量已是磨機(jī)最大產(chǎn)量的5倍以上)。基于高效率的料床粉磨特性,輥壓機(jī)的電能利用率比管磨機(jī)高得多。據(jù)粉磨統(tǒng)計資料顯示,輥壓機(jī)每投入1kWh/t吸收功,后續(xù)管磨機(jī)可節(jié)省2kWh/t~3kWh/t;所以,磨前輥壓機(jī)作功越多,磨機(jī)的增產(chǎn)、節(jié)電幅度越大。根據(jù)粒度系數(shù)計算可知,入磨物料粒徑≤0.5mm時,磨機(jī)臺時能力可達(dá)到其設(shè)計產(chǎn)量的2倍甚至以上,即實現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)量翻番,這與實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)相吻合。
現(xiàn)以某粉磨站單閉路粉磨工藝系統(tǒng)為例,分析探討增產(chǎn)調(diào)整過程中遇到的共性問題及其改進(jìn)的技術(shù)措施與達(dá)到的增產(chǎn)效果。
粉磨工藝系統(tǒng)主機(jī)配置及相關(guān)技術(shù)參數(shù)
該粉磨線采用擠壓聯(lián)合粉磨單閉路工藝系統(tǒng)。配用120-50輥壓機(jī)(物料通過量150t/h~170t/h、裝機(jī)功率250kW×2);550/120打散分級機(jī)(處理能力>150t/h,裝機(jī)功率45kW+30kW);Ф3.2m×13m開路三倉高細(xì)水泥磨(設(shè)計生產(chǎn)能力60t/h、主電機(jī)功率1600kW、電壓10kV、設(shè)計裝載量125t、主減速器JDX1000、速比i=7.1);磨尾收塵器(風(fēng)機(jī)型號4-72、風(fēng)量35000m3/h~50000m3/h、風(fēng)壓1770Pa、電機(jī)功率37kW)。
采用新型干法窯熟料、粉煤灰、電廠爐渣、石灰石、石膏共同粉磨。生產(chǎn)P·C32.5級水泥(成品細(xì)度控制80μm篩余≤2.50%),產(chǎn)量75t/h;P·O42.5級水泥(成品細(xì)度80μm篩余≤1.50%),產(chǎn)量66t/h。
Ф3.2m×13m開路磨機(jī)磨內(nèi)工藝技術(shù)參數(shù)及各種物料化學(xué)成分分析結(jié)果見表1、表2。
經(jīng)取樣測定,粉煤灰80μm篩余在22.2%~36.9%之間,單獨計量配料不經(jīng)過輥壓機(jī)直接入磨。多次直接抽取入磨物料測定綜合水分一般均在1.50%以下,水分較小,料干。
通過對該單閉路粉磨工藝系統(tǒng)分析認(rèn)為,影響磨機(jī)臺時產(chǎn)量的主要因素有以下幾個方面。
輥壓機(jī)擠壓物料時工作壓力不足6.5MPa,即使入機(jī)物料粒徑與輥縫在正常范圍,運行中工作壓力也只有5.5MPa~5.8MPa,壓力偏低則擠壓效果差,經(jīng)打散分級后的入磨物料細(xì)度80μm篩余在64%左右,細(xì)粉料物少,成品率較低。
造成入磨物料細(xì)度偏粗的另一個原因是打散分級機(jī)配置的內(nèi)篩板縫偏大,原設(shè)計裝機(jī)為8mm。分級后入磨物料經(jīng)水洗烘干后觀察,其中粗顆粒(>5mm占10%左右)含量偏多,應(yīng)為輥壓機(jī)工作壓力低和打散分級機(jī)內(nèi)篩板縫偏大所致。
生產(chǎn)操作中用風(fēng)不合理,磨尾拉風(fēng)過大,在40Hz~45Hz,磨內(nèi)理論風(fēng)速達(dá)1.8m/s,導(dǎo)致磨內(nèi)物料流速過快,成品細(xì)度跑粗。為保證水泥細(xì)度合格,被迫降低磨機(jī)產(chǎn)量。
入磨粉煤灰計量穩(wěn)流措施差,時有沖料或斷料現(xiàn)象,料流不夠穩(wěn)定。
磨內(nèi)物料流速過快與研磨體級配不合理,導(dǎo)致磨機(jī)各倉功能劃分不夠清晰,不能實現(xiàn)有效的“分段粉磨”,水泥磨細(xì)程度差,3μm~32μm有效顆粒含量偏少,只有57%左右。
所用研磨體質(zhì)量差,硬度偏低、變形多、黏灰、表面光潔度不好;實際生產(chǎn)應(yīng)用的球、段磨耗量大(達(dá)200g/t~300g/t)、磨耗成本高。球、段表面黏附后,嚴(yán)重影響粉磨效率。改造與調(diào)整措施
針對存在的不良狀況,需對該粉磨系統(tǒng)進(jìn)行改造,主要采取了以下技術(shù)措施。
請輥壓機(jī)制造單位工程技術(shù)人員對輥壓機(jī)壓力設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后,輥壓機(jī)現(xiàn)場工作壓力由5.5MPa上升至6.5MPa~7.5MPa,物料擠壓效果顯著提高,料餅中細(xì)顆粒含量明顯增多,為打散分級機(jī)有效分級奠定了良好的基礎(chǔ)。
打散分級機(jī)對物料的分離特性是以機(jī)械式篩分分級為主,并與風(fēng)輪結(jié)合實現(xiàn)部分風(fēng)選細(xì)粉為輔;與V形選粉機(jī)相比,分級精度較低,入磨粒度較大。根據(jù)輥壓機(jī)循環(huán)負(fù)荷及提升機(jī)能力核算,物料循環(huán)過程中提升能力富裕較多,且入輥壓機(jī)的物料水分較小,可以適當(dāng)降低打散分級機(jī)內(nèi)篩板縫尺寸,縮小入磨物料粒徑。為此,將打散分級機(jī)內(nèi)篩板縫由8mm改為5mm,并將內(nèi)錐筒高度加高130mm,以提高打散分級效果。
經(jīng)對輥壓機(jī)和打散分級機(jī)進(jìn)行技術(shù)處理后,入磨物料粒徑明顯減小,>5mm顆粒含量降到5%以下,細(xì)粉含量增加,入磨物料80μm篩余由64%降至52%左右。
根據(jù)磨物料綜合水分小,混合材中粉煤灰較細(xì)且摻量多,其礦相中所含球形玻璃體硬度高、易磨性差、在磨內(nèi)流動性好的特點,將第一道篩分隔倉板內(nèi)篩縫寬度由4mm改為2mm,有效地抑制了料流中的粗顆粒,實現(xiàn)研磨體對物料的“分段粉磨”,在提高各倉磨細(xì)能力的同時,磨內(nèi)截面通風(fēng)狀況趨于均勻。
管磨機(jī)粉磨物料過程中,研磨體內(nèi)在質(zhì)量的優(yōu)劣要占影響產(chǎn)量因素的一半以上。為此,一倉、二倉改用機(jī)械性能優(yōu)良的高鉻含金鑄鐵(HRC≥60)研磨體,粉磨物料時具有良好的表面光潔度,避免表層黏附造成對研磨物料的緩沖;因改用后的研磨體硬度較高、磨耗降低(單倉<50g/t水泥),從而能使磨機(jī)長期保持高而穩(wěn)定的粉磨效率。
因調(diào)整后的入磨物料細(xì)粉含量增加、粗顆粒減少,將磨內(nèi)一倉、二倉研磨體級配作了相應(yīng)調(diào)整,增大其研磨能力;一倉最大球徑由Φ70mm降為Φ60mm,并引入部分Φ20mm球,以適應(yīng)粉磨摻有較多粉煤灰水泥的要求,平均球徑由44mm縮小至38mm;二倉平均段徑也由16.7mm降至13mm;并對第三倉微段進(jìn)行補充,Φ12mm×12mm、Φ10×10mm微段各補入5.0t,第三倉裝載量保持80t左右,全磨總裝載量138t。
改進(jìn)入磨粉煤灰計量與輸送,均勻穩(wěn)定粉煤灰下料。合理調(diào)整用風(fēng),通過收塵風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制磨尾拉風(fēng)量,保持磨內(nèi)風(fēng)速在0.85m/s~0.92m/s左右,一般在20Hz~25Hz左右頻率即可滿足磨內(nèi)通風(fēng)要求。
輥壓機(jī)運行操作中,穩(wěn)定稱重倉料位在60%~80%,使下料筒內(nèi)保持一定的料壓,實現(xiàn)對輥壓機(jī)的過飽和喂料,使輥壓機(jī)多作功,控制輥壓機(jī)主電機(jī)運行電流至少達(dá)到其額定電流的60%~80%之間。
輥壓機(jī)取代磨機(jī)一倉的破碎功能后,相當(dāng)于使后續(xù)的管磨機(jī)多出一個細(xì)磨倉,細(xì)磨能力和產(chǎn)量顯著提高,可實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能最大化。
通過采取以上改進(jìn)與調(diào)整技術(shù)措施,Φ3.2m×13m開路磨機(jī)生產(chǎn)P·C32.5級水泥(80μm篩余≤2.50%)產(chǎn)量從75t/h提高至91t/h左右;P·O42.5級水泥(80μm篩余≤1.50%)產(chǎn)量也由66t/h提高至75t/h。
若按實際生產(chǎn)能力60萬t/年計,與改造前相比,由于增產(chǎn)因素,全年可節(jié)電300萬kWh,節(jié)電價值達(dá)180萬元。
管磨機(jī)粉磨效率與磨內(nèi)所裝載的研磨體總表面積的0.7次方成正比,研磨體的總表面積越高,粉磨效率也越高。在采用優(yōu)質(zhì)耐磨研磨體的前提下,對輥壓機(jī)及打散分級機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行必要的改進(jìn),有效降低入磨物料粒度,提高入磨細(xì)粉比例。同時縮小一倉平均球徑和二倉平均段徑,并適當(dāng)增加第三倉微段裝載量,最終目的是通過增加研磨體的個數(shù),提高研磨體總表面積,增大其對物料粉磨過程中的“集群效應(yīng)”,以穩(wěn)定提高粉磨效率。所以,在管磨機(jī)主電機(jī)和減速器承載能力允許和不改變系統(tǒng)裝機(jī)總功率的條件下,適當(dāng)增加磨內(nèi)研磨體裝載量,提高研磨體與被磨物料之間的接觸、粉磨面積,充分挖掘管磨機(jī)的生產(chǎn)潛力、有效降低粉磨系統(tǒng)電耗。
按一般經(jīng)驗來講(以P·C32.5級水泥為例),當(dāng)入磨物料綜合水分≤1.50%,由120-50輥壓機(jī)與550/120打散分級機(jī)和Φ3.2m×13m開路管磨機(jī)組成的聯(lián)合粉磨單閉路工藝系統(tǒng),其臺時產(chǎn)量增加系數(shù)一般為磨機(jī)研磨體總裝載量的0.6~0.7倍左右,本文中的P·C32.5級水泥產(chǎn)量91t/h,其系數(shù)在0.66左右;而由輥壓機(jī)與靜態(tài)分級機(jī)(V形選粉機(jī))和Φ3.2m×13m開路管磨機(jī)組成的單閉路粉磨工藝系統(tǒng),其臺時產(chǎn)量增加系數(shù)一般與管磨機(jī)裝載量基本接近或略有富裕,大約在0.85~1.10倍左右;如某單位配置物料通過量350t/h(約為磨機(jī)臺時產(chǎn)量的3倍左右)的140-80輥壓機(jī)與靜態(tài)分級機(jī)(V形選粉機(jī))和Φ3.2m×13m雙滑履開路三倉管磨機(jī)組成的單閉路粉磨工藝系統(tǒng),磨機(jī)功率1600kW、研磨體總裝載量120t左右。生產(chǎn)P·C32.5級水泥比表面積380m2/kg,產(chǎn)量保持125t/h左右,最高達(dá)135t/h,系統(tǒng)電耗30.6kWh/t左右,產(chǎn)量增加系數(shù)為1.04~1.125;生產(chǎn)P·O42.5級水泥比表面積410m2/kg,產(chǎn)量保持105t/h左右,最高達(dá)115t/h,系統(tǒng)電耗27.0kWh/t左右,產(chǎn)量增加系數(shù)0.875~0.96。此外,該磨機(jī)配置的由不同廠家制造的1600kW(電壓10kV)主電機(jī),其額定電流值大致分為108A~119A6個左右等級,一般規(guī)律是每增加或減少1t研磨體,主電機(jī)工作運行電流上升或下降0.6A~0.8A左右,因主電機(jī)、減速器與邊緣傳動齒輪在出料端,提高磨機(jī)第三倉裝載量比增加第一倉裝載量,對磨機(jī)主電機(jī)工作運行電流上升幅度的影響要大些。
生產(chǎn)實踐證明,輥壓機(jī)與靜態(tài)分級機(jī)(V形選粉機(jī))配套的單閉路或雙閉路粉磨系統(tǒng),因前置輥壓機(jī)處理能力大,且經(jīng)風(fēng)選分級后的入磨物料切割粒徑小且均勻,可使磨內(nèi)研磨體平均直徑進(jìn)一步縮小,對物料磨細(xì)能力顯著提高,磨機(jī)增產(chǎn)系數(shù)明顯高于動態(tài)分級機(jī)(打散分級機(jī))配置的聯(lián)合粉磨工藝。
水泥聯(lián)合粉磨工藝增產(chǎn)節(jié)能是一個系統(tǒng)工程,為充分發(fā)揮系統(tǒng)生產(chǎn)潛力,大幅度提產(chǎn)降耗,應(yīng)重點做好以下各方面工作。
穩(wěn)定稱重倉料位。實現(xiàn)對輥壓機(jī)的過飽和喂料(前提是入稱重倉的物料粒度不能太小,粉狀料要少,否則輥壓機(jī)作功少)輥壓機(jī)作功越多,利用率越高,整個粉磨系統(tǒng)增產(chǎn)節(jié)電效果越顯著。
在入磨物料綜合水分小,且循環(huán)提升機(jī)輸送設(shè)備有一定富裕量時,打散分級機(jī)內(nèi)篩板縫寬度應(yīng)適當(dāng)縮?。ㄓ械钠髽I(yè)同型號打散分級機(jī)內(nèi)篩板縫采用4mm);并適當(dāng)增加內(nèi)錐筒高度,提高入磨物料細(xì)粉含量。
對篩分隔倉板及內(nèi)篩板縫寬尺寸進(jìn)行改進(jìn),使其對一倉內(nèi)細(xì)度合格物料進(jìn)行強(qiáng)制篩分分級后進(jìn)入第二倉,實現(xiàn)磨內(nèi)“分段粉磨”,充分發(fā)揮各倉的粉磨功能。
對于較大粉煤灰摻量的水泥管磨機(jī),其倉長比例分配規(guī)律類似于礦渣微粉磨機(jī),一倉有效長度不宜太長,一般取2.5m~2.75m,倉長比例20.41%~22.45%左右。第三倉有效長度不宜過短,應(yīng)占磨機(jī)總有效長度的55%以上,即第三倉的研磨體裝載量也占應(yīng)全磨總裝載量的55%以上,提高細(xì)磨能力。
在不改變系統(tǒng)裝機(jī)總功率的前提下,積極采用機(jī)械性能優(yōu)良的高硬度研磨體,并適當(dāng)增加研磨體裝載量,可穩(wěn)定提高粉磨效率。
打散分級機(jī)分選后回稱重倉的物料中仍存在一部分<3mm的顆粒物料,條件具備時,建議增加一道3mm孔的篩分設(shè)備,使<3mm的較細(xì)顆粒全部進(jìn)入磨機(jī),降低輥壓機(jī)系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷,進(jìn)一步提高擠壓效果及磨機(jī)臺時產(chǎn)量,降低粉磨電耗。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)研磨體表面由于細(xì)粉黏附而降低粉磨效率時,可以引入性能良好的助磨劑解決。
編輯:
監(jiān)督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com