提高Φ4.2×14.5m水泥磨運行指標(biāo)的幾項技措

  摘要：安徽海螺集團水泥股份公司2臺Φ4.2m×14.5m水泥磨于2010年9月投產(chǎn)，生產(chǎn)初期，磨機工況不穩(wěn)定，技經(jīng)指標(biāo)不理想。經(jīng)分析各方面的影響因素，采取了一系列針對性措施，磨機工況、技經(jīng)指標(biāo)有了明顯改善和提高。

  0 前 言

  筆者公司2臺Φ4.2m×14.5m水泥磨于2010年9月投產(chǎn)，生產(chǎn)初期，磨機工況不穩(wěn)定，技經(jīng)指標(biāo)不理想。為提高磨機運行質(zhì)量，增強企業(yè)競爭力，經(jīng)認真梳理各方面影響因素，結(jié)合實際情況，擬定調(diào)整措施，并實施了系列小改革，使磨機工況、技經(jīng)指標(biāo)有了明顯改善和提高。其中水泥生產(chǎn)工序電耗由39.2kWh/t下降到37.5kWh/t，綜合臺產(chǎn)由115t/h提高到138t/h，出磨水泥比表面積合格率由75.8％上升到99.8％。現(xiàn)就這2臺Φ4.2m×14.5m水泥磨機在運行管理方面的成功經(jīng)驗和系統(tǒng)技改方面的具體措施進行總結(jié)介紹，以與同行交流。

  1 影響磨機產(chǎn)、質(zhì)量的原因分析及調(diào)整措施

  1.1 熟料易磨性的影響及其調(diào)整

  水泥熟料的物理性質(zhì)及成分波動對粉磨效果有很大影響。高溫熟料、過多粉狀熟料會造成磨機臺產(chǎn)下降，同時熟料的4種主要礦物C3S，C2S，C3A，C4AF易磨性相差很大。在相同粉磨時間內(nèi)，4種礦物的易磨性排列分別是C3S＞C3A＞C4AF＞C2S。即C3S是熟料礦物中最易磨的礦物，隨著粉磨時間的延長，其比表面積近似呈直線增加，C3A的情況與之相類似，C2S則最難粉磨。因此當(dāng)熟料中C2S成分含量增大時，磨機臺產(chǎn)下降。為減少高溫料、粉狀料入磨，首先要保持熟料庫具有適當(dāng)料位，以保證熟料有一定的冷卻時間，并有利于下料的均勻穩(wěn)定；其次，往熟料磨頭倉送料時，盡量使用熟料庫邊緣熟料，即同一個庫只開啟邊緣兩條皮帶，同一條皮帶開啟前后的下料口，盡量避免使用熟料庫中間的高溫、粉狀物料。此外，若發(fā)現(xiàn)熟料礦物組成不合理時，應(yīng)通過適當(dāng)調(diào)整生料配比來改變熟料中的4種礦物質(zhì)含量，達到改善熟料易磨性的效果。

  1.2  混合材存放及搭配情況的影響及其調(diào)整

  筆者公司使用混合材品種有：礦山自產(chǎn)石灰石、煤渣、水渣、爐渣、粒狀火山灰。使用過程中存在以下問題：一是石灰石粒度大，平均在60mm左右，且其硅含量較高，硬度大，易碎性差，導(dǎo)致耐磨件磨損快。二是部分混合材活性差，為確保水泥強度，其細度控制要求高，因而影響水泥磨臺產(chǎn)；三是水渣雖活性較好但易磨性差，一旦使用必須大幅度降低臺產(chǎn)才能保證比表面積合格。四是煤渣、水渣、脫硫石膏進廠水分大，且大部分物料露天堆放儲存，加上公司所在區(qū)域雨季長，因此入磨物料水分更大（見表1），從而導(dǎo)致頻繁飽磨甚至糊篦縫，影響磨機產(chǎn)能。為降低入磨物料水分，采取了以下措施。

  （1）堅持石灰石入磨前再次破碎，將入磨石灰石粒度控制在30mm以下，由此提高磨機產(chǎn)量，降低球耗與電耗。

  （2）調(diào)整水泥中混合材的品種和摻入比例。①采購活性好的粉煤灰替代活性較差的火山灰。生產(chǎn)實踐證明，PC32.5摻入13%的粉煤灰時，其強度高于原摻入火山灰時的，若保持原水泥強度的情況下，則可增加混合材摻量；且粉煤灰的粒狀小、易磨性好，因而降低了入磨物料粒度，大大改善了入磨物料的易磨性。②適當(dāng)減少易磨性差但活性較好的水渣摻入比例，同時適當(dāng)增加易磨性較好但活性一般的爐渣摻入量。

  （3）重新規(guī)劃堆場物料。一是減少石膏的儲量，騰出貯存空間，將易吸水的煤渣、爐渣、粉狀火山灰存放在堆棚內(nèi)；二是將水分大的煤渣與爐渣混合堆放，攪拌均勻后進磨頭倉；三是石灰石采用每天從礦山運輸?shù)姆绞剑瑴p少露天堆放的存量。通過采取這些措施，使入磨物料水分明顯下降。

  1.3 鋼球裝載量和鋼球級配的影響及調(diào)整

  由于入磨物料易磨性差造成耐磨件和研磨體磨損較大，磨耗高且鋼球補加不到位，磨內(nèi)鋼球裝載量逐漸減少，導(dǎo)致兩磨投產(chǎn)后一直在缺球狀態(tài)下運行（見表2調(diào)整前數(shù)據(jù)），鋼球級配也出現(xiàn)了偏差，影響磨機的粉磨效率和產(chǎn)能發(fā)揮，見圖1。分析圖1曲線可知，A、B兩磨一倉的破碎能力嚴(yán)重不足，A磨一倉后半部分曲線趨于直線，失去對物料的細碎作用，物料不能及時通過篩網(wǎng)，長時間停留在一倉，容易造成一倉飽磨，喂料量不能提高；B磨曲線較A磨相對合理，但是整體細度仍然偏粗，過粗的物料進入二倉后，增加二倉的研磨負荷，降低研磨效率。過低的裝載量及級配的偏差造成磨機的破碎、研磨效率下降，磨機臺產(chǎn)無法提高。

  為此，利用淡季檢修機會，對磨機兩倉進行清倉、倒球，掌握各規(guī)格鋼球的數(shù)量及球徑情況，結(jié)合物料特點完善鋼球級配，并將倉內(nèi)廢球、雜物清除，一倉中磨損過大的小球揀出加入二倉（調(diào)整后研磨體裝載情況見表2）。同時對磨機工藝系統(tǒng)進行全方位檢查，測量倉高，掌握研磨體消耗情況；做好磨機篩余曲線取樣工作，通過篩余曲線圖，掌握磨內(nèi)物料變化趨勢，及時進行磨機補球和級配調(diào)整操作。

  研磨體調(diào)整前后的磨內(nèi)篩余曲線見圖2，3。分析圖2，3可知，兩磨加球調(diào)整后，一倉曲線變化趨勢較調(diào)整前更為合理，進入二倉的物料平均細度明顯下降，二倉的研磨能力得到充分發(fā)揮，磨況穩(wěn)定，臺產(chǎn)得以提高。

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  1.4 系統(tǒng)設(shè)備運行故障較多

  運行中，系統(tǒng)設(shè)備故障較多，從而影響磨機的正常運行，影響系統(tǒng)產(chǎn)能的發(fā)揮。具體故障情況有：

  （1）隔倉板與篩網(wǎng)之間經(jīng)常進入鋼球而影響物料通過，同時進入的鋼球容易將篩網(wǎng)擠爛穿孔，造成一倉的粗顆粒直接進入二倉，對二倉鋼球的研磨能力影響較大，比表面積合格率下降；

  （2）兩臺主袋收塵故障率較高，主要存在氣缸不工作、蓋板脫落等問題，運行中有一個氣室失去作用，壓差上升-200Pa左右，選粉效率下降，出磨斗提電流上升5A，此時為了避免飽磨，必須減產(chǎn)運行；

  （3）選粉機選粉效率低，導(dǎo)致回粉篩余偏低，造成磨內(nèi)過粉磨，尤其是生產(chǎn)PC32.5水泥時容易產(chǎn)生飽磨現(xiàn)象。

  為解決上述設(shè)備運行問題，我們采取了以下調(diào)整措施：

  （1）分別在一、二倉隔倉板的中心圈處增加擋球環(huán)，阻止鋼球進入隔倉板內(nèi)部，保證雙層隔倉板篩分功能的正常發(fā)揮；

  （2）利用檢修機會解決主袋收塵存在的問題，采取調(diào)整蓋板間隙、更換氣缸密封件、減少氣室蓋板漏風(fēng)等措施，同時加強日常點檢、維護，及時排除故障，保證設(shè)備正常運行；此外，為了降低主袋收塵壓差，將主袋收塵脈沖振打時間由120s調(diào)整為60s，減少濾袋糊袋的幾率并加快了主收塵器清灰速度，增強選粉機用風(fēng)，提高成品的收集及選粉效率，改善過粉磨現(xiàn)象，提高磨機臺產(chǎn)；

  （3）在撒料盤射狀格板上增加一圈擋料環(huán)，其底邊與撒料盤面距離為400mm，距盤邊緣約200mm，擋料環(huán)高度為400mm，以控制每格的撒料量，使物料均勻撒開，提高選粉效率。調(diào)整前后的相關(guān)參數(shù)對比見表3 。

  2  系統(tǒng)技改方案及其實施效果

  2.1 磨尾PPCS128-9型袋收塵器的下料系統(tǒng)改造

  收塵器收集的物料，原是通過Φ4000mm ×906680mm螺旋輸送機（擺線針輪減速機電機為XWD5-29-5.5kW）后，再經(jīng)過卸灰閥（減速機電機3kW）下料[見圖4（a）]。運行中存在問題有：螺旋輸送機吊瓦易磨損，卸灰閥易卡，傳動鏈條銷子斷、絞刀卸灰閥測速開關(guān)動作等，從而易造成磨機系統(tǒng)跳停，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行。為解決這些生產(chǎn)問題，我們采取的技改方案是：拆除螺旋輸送機和卸灰閥，自制重錘翻板閥和下料口[見圖4（b）]。此次改造后，減少了袋收塵器下料系統(tǒng)的故障率和維修量，優(yōu)化了工藝流程。按一年280d運行，電費按0.685元/kWh計，共計節(jié)約電費[（5.5+3）×2×280×24×0.685=7.83萬元/a]，并減少了吊瓦配件成本1.04萬元（每付吊瓦成本為145元，每次需更換3付以上）。

  2.2 磨尾斜槽改造

  原磨尾是通過重錘翻板閥下料，再通過B500mm×5800mm斜槽（電機3kW）送到磨尾提升機。運行中存在問題：斜槽透氣布易磨損，一旦出現(xiàn)透氣布磨通就造成停磨，溢出的水泥灰散落在斜槽地坑內(nèi)。因作業(yè)區(qū)域狹小，積灰不易清理，現(xiàn)場檢修困難；且更換透氣布時間長，人力物力投入較多。尤其在使用轉(zhuǎn)爐渣作為混合材時，因轉(zhuǎn)爐渣內(nèi)含有大量鐵渣，使透氣布壽命縮短（設(shè)計是三個月更換一次），經(jīng)常被迫停磨搶修而影響磨機運轉(zhuǎn)率。為此，筆者將重錘翻板閥向磨機下料口方向上移800mm，將斜槽拆除并用Φ400mm×9000mm管道（即出磨溜子，角度為）輸送物料到磨尾提升機，見圖5。

  技改后，消除了原輸送斜槽的故障點，提高了系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率，減少維修量，按一年280d運行，電費按0.685元/kWh計，共節(jié)約斜槽運行電耗（3×2×280×24×0.685=2.74萬元/a），并減少了斜槽透氣布的成本開支。

  2.3 入選粉機斜槽改造

  原出磨物料經(jīng)磨尾提升機下料口到B600 mm×13.5m斜槽（斜槽風(fēng)機電機功率為5.5kW），再通過清渣器經(jīng)斜槽進入選粉機。運行中發(fā)現(xiàn)斜槽透氣布易磨損，且提升機下料口第一節(jié)斜槽透氣布不易拆卸，因此透氣布更換時間較長而影響磨機生產(chǎn)。另外清渣器雜物不及時清理或壓縮空氣量不足時都容易造成堵料。為此我們將B600mm×13.5m斜槽及清渣器到選粉機斜槽整體拆除，然后將提升機下料口對半分成二個下料口，分別接下料溜子（角度分別為45°、36°）將物料送入選粉機的進料口，見圖6。

  技改后，消除了斜槽和清渣器的故障點，提高了系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率，減少維修量；同樣節(jié)約了斜槽運行電耗（5.5×2×280×24×0.685=5.48萬元/a），并減少了透氣布成本開支。

  2.4 粉煤灰摻入系統(tǒng)改造

  改前粉煤灰摻入流程是：庫底→手動閘板閥→粉煤灰卸料器→沖板流量計→斜槽→NE50斗提斗提→斜槽入磨（見圖7）。運行中發(fā)現(xiàn)粉煤灰摻入量波動較大，脈沖給料頻繁發(fā)生故障，從而影響磨機產(chǎn)、質(zhì)量；另外NE50斗提故障率也高，且每年必須更換一次斗提鏈板。為解決這一制約生產(chǎn)的瓶頸問題，穩(wěn)定提高粉煤灰摻入量，公司利用閑置設(shè)備進行了改造。改造后的粉煤灰摻入流程是：庫底→手動閘板閥→粉煤灰卸料器→溢流絞刀→沖板流量計→斜槽→TH315膠帶斗提→斜槽入磨（見圖8）。其中溢流絞刀是公司閑置設(shè)備，主要起二次鎖風(fēng)作用，其電氣控制采用滑差調(diào)速控制；TH315膠帶斗提的膠帶是用更換來的熟料輸送帶裁剪而成（寬450mm），料斗改為TH315料斗，傳動部分改用B500膠帶輸送頭輪，下輪利用原下輪裝置在外輪齒表面套一節(jié)Ф500×550管道焊牢。

  改后投入運行，現(xiàn)場實測粉煤灰輸送量達39t/h，給料波動在0.3~0.5t/h范圍內(nèi)。由于給料穩(wěn)定，粉煤灰摻入量提高了8%，磨機產(chǎn)量增加，同時年節(jié)約配件費用1.34萬元。

  2.5 磨頭倉收塵管道改造

  充分考慮磨頭倉就近選粉機熱風(fēng)管，單系統(tǒng)制作400mm×400mm管道，分別從磨頭倉至熟料、石膏、混合材倉的收塵器出口管道中部接入，引進選粉機一次風(fēng)，并停開3臺18.5kW收塵風(fēng)機。技改后，2臺磨機年節(jié)約電量18.5×3×280×24×0.685=25.55萬元/a。

  3  結(jié) 語

  （1）通過制定實施一系列調(diào)整措施和技改方案，筆者公司2臺Φ4.2m×14.5m水泥磨機運行質(zhì)量大幅提高，排除市場因素，磨機運行周期一般可達到40d，降低了磨機運行成本，提高了企業(yè)競爭力。

  （2）技改共消除故障點8個，2臺磨機系統(tǒng)停開電機13臺，節(jié)約運行功率105kW。尤其是停開了6臺斜槽風(fēng)機，使系統(tǒng)處理風(fēng)量降低近1萬m3/h，使2臺315kW系統(tǒng)風(fēng)機運行時風(fēng)門開度下降5%以上（A磨磨尾風(fēng)機風(fēng)門開度由54%下降到48%、B磨磨尾風(fēng)機風(fēng)門開度有63%下降到53%），選粉機轉(zhuǎn)速下降55r/min，315kW風(fēng)機運行電流下降1.5A，選粉機電流下降30~35A，月節(jié)約電量超過2萬kWh，僅此一項，水泥工序電耗下降0.2 kWh/t。