HRM立式磨半終粉磨系統(tǒng)提高產質量改造實踐

  在立磨預粉磨+雙倉球磨機系統(tǒng)中，由于立磨產生的微細粉比輥壓機多，采用“多級分選、分段粉磨”工藝，將由立磨產生的微粉（≤45um，大部分≤30um）分離出來直接進入成品庫，系統(tǒng)產量大幅度提高。生產P·O42.5水泥產量由改造前的150~170t/h提高到目前的190~200t/h，水泥成品比表面積由350m2/kg提高到390m2/kg以上，粉磨系統(tǒng)電耗由35kWh/t降至30kWh/t以內，同時水泥的性能得到很大提高。

  引言

  立磨半終粉磨即選出大部分立磨所產生的微粉（主要為30um以下微粉）直接進入成品，一方面穩(wěn)定了立磨料床，極大減輕了磨機的振動，提高了粉磨的效率；另一方面，大幅度減少了球磨機內的 “過粉磨”現象，提高了球磨機的粉磨效率，成品質量提高的同時，產量大幅度提高，經濟效益十分顯著。

  江蘇某廠有一條年產120萬噸水泥粉磨站，粉磨系統(tǒng)采用HRM3400P立式磨做預粉磨，配備PS雙分級篩+HES型選粉機+Φ3.8X13米球磨機組成的聯合粉磨系統(tǒng)。于2015年底進行了水泥半終粉磨工藝改造，取得了很好的增產節(jié)能效果。

  1、改造前基本情況

  工藝流程圖見圖1，主機設備見表1。

表1  改造前主機設備

  物料經中心下料管進入由減速機驅動的磨盤上，由于離心力的作用，物料向磨盤周邊移動，進入粉磨輥道。在磨輥壓力的作用下，物料受到擠壓、研磨和剪切作用而被粉碎后，全部進入磨機的排料槽排出磨外，通過外循環(huán)提升系統(tǒng)進入PS分級篩進行篩分，＞3mm的物料重新返回立磨繼續(xù)粉磨，≤3mm的物料進入HES型選粉機進行分級，入球磨機粒度要求R0。08≤20%或比表面積：220～260m²/kg。

  2、改造前存在的主要問題

  在系統(tǒng)改造前運行的兩年時間里，暴露出了很多的問題，包括工藝、設備、原材料等方面。

  2.1缺少磨頭倉。當配料秤一臺或多臺出現故障或入磨物料波動時，會破壞磨盤上穩(wěn)定的料床，導致磨機振動，同時增加了操作者的難度。球磨機同樣沒有磨頭倉，一方面入磨物料由高速沖擊到球磨一倉，造成物料在磨內流速很快，未受到合理的粉磨就進入二倉；另一方面，很細的物料如粉煤灰無法直接加到球磨機內，而像這種細物料就沒必要經過立磨預粉磨。

  2.2 選粉效率低，循環(huán)負荷大。PS分級篩為設計角度30°的自流篩，篩網篦縫為3mm，投產初期篩分效果很好，系統(tǒng)產量能夠達到180t/h，不過很快篩網篦縫就堵塞嚴重，篩分效果極差（＜3mm含量在50%，＜0.08mm含量在10%），大量的回料造成立磨運行的不穩(wěn)定，循環(huán)提升機電流接近額定值，循環(huán)量達到5倍之多。同時大量的循環(huán)加速了分級篩的磨損，大量的粗顆粒進入選粉機，增加了選粉機的負荷，降低了選粉效率。

  2.3 球磨機粉磨效率差，立磨預磨系統(tǒng)產生的大量細粉經篩分、選粉、布袋收塵器后全部入球磨，細度80um篩余18%左右，比表面積達250~270 m²/kg，而出球磨機細度80um篩余在2.0%左右，比表只有350m²/kg左右，入球磨粒度分布見表2。

表2  入球磨機粒度分布

  從表2中可以看出入球磨機的物料中存在有50%以上的32μm及以下的合格品，在球磨內產生“過粉磨”現象，降低了球磨機的粉磨效率。

  2.4 球磨機隔倉板蓖板蓖縫及出料蓖板蓖縫經常堵塞，減少了球磨機的通風面積，在風量一定的情況下，篦縫風速較高，造成大量未經充分研磨的粗顆粒物料進入后倉， 降低球磨機粉磨效率的同時出磨水泥細度還會出現“跑粗”現象。

  2.5 P·O425水泥性能較差，表現為標準稠度需水量高、早期強度高、后期強度偏低、預拌混凝土性能較差。對比試驗數據見表3。

  3、改造措施

  3.1 調整生產工藝

  采取半終粉磨工藝，將立磨預粉磨系統(tǒng)中的部分合格細粉通過選粉機分選出來，直接通過斜槽輸送入水泥庫。

  3.2 改造后的工藝流程

  改造后的工藝流程圖見圖2。

  3.3具體實施措施

  3.3.1、拆除PS16090型分級篩，新增一臺V4000型選粉機：處理能力1200t/h；處理風量220000~250000m³/h。

  3.3.2、拆除HES—N3000型選粉機，新增一臺組合式選粉機：選粉風量240000m³/h；系統(tǒng)產量200~260t/h（比表:370~410m²/kg）；電機功率75 kW；選粉機主軸轉速100～200r/min。

  3.3.3、循環(huán)風機利用原預粉磨系統(tǒng)風機。原系統(tǒng)風機處理風量：220000 m³/h、全壓:51000Pa、電機功率500kw。經計算，風機的風量、風壓能夠滿足需要。

  3.3.4、增加一臺尾排風機，風量：65000m³/h，壓力：4700Pa，電機160kW（利用原HES—N3000型選粉機電機）。

  3.3.5、增加空氣輸送斜槽，將選出的成品水泥匯入原有斜槽，經提升機進入水泥庫。

  3.3.6、改聯合粉磨為選擇性半終粉磨，將立磨粉磨出的物料經V型選粉機分級機打散分級后，大于200um的物料返回立磨粉磨。小于200um的物料經ZH4000型高效分級機將45um以下（主要32um）的從預粉磨系統(tǒng)中分離出來進入旋風收塵器收集進成品斜槽與球磨機出來的物料混合后入水泥庫；45-200um的物料進入球磨機系統(tǒng)繼續(xù)粉磨至成品。如球磨機消化不了，亦可將部分45-200um的物料返回立磨繼續(xù)粉磨。

  3.3.7、對立磨粉磨系統(tǒng)進行優(yōu)化

  1)、增加立磨磨頭倉和定量給料料稱，穩(wěn)定入立磨機的物料流量。

  2)、增加磨內擋料裝置，防止未經粉磨的大顆粒“逃逸”。

  3)、增加磨內通風系統(tǒng)，將立磨粉磨產生的微粉及時通過收塵器收集進入成品斜槽。

  4)、V型選粉機物料入口增加撒料裝置，提高V型選粉機分級效率。

  3.3.8、對球磨機進行優(yōu)化調整

  1)、將傳統(tǒng)的雙層隔倉板的盲板改為防堵塞篦板，有效增加了隔倉板的通風面積，降低了磨內物料通過隔倉板時的流速。

  2)、二倉增加了兩道活化環(huán)裝置。

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  4、改造后效果

  改造完成后，系統(tǒng)產量由160~170t/h穩(wěn)步提高到190~200t/h，系統(tǒng)粉磨電耗由35kwh/t降低到29kwh/h左右，水泥在拌制混凝土過程中與外加劑的適應性問題策底解決，甚至超過了老線輥壓機聯合粉磨水泥。P·O425水泥熟料配比由82%降低到79%，水泥早期強度比改造前降低2MPa左右，但后期強度提高了6MPa左右，需水量較改造前降低了2個點左右，水泥性能得到大大的提高。達到了改造目標。

  4.1改造前后技術經濟指標對比見表4。

表4: 改造前后技術經濟指標對比

  4.2改造后新系統(tǒng)與輥壓機聯合粉磨系統(tǒng)對比，對比試驗數據見表5。

  4.3立磨半終粉磨水泥與輥壓機聯合粉磨水泥粒度分布比較

立磨半終粉磨水泥

輥壓機聯合粉磨水泥

  4.4水泥電鏡分析比較

立磨半終粉磨水泥

輥壓機聯合粉磨水泥

  總結：

  通過此次改造解決了球磨機過粉磨現象，球磨機的粉磨效率顯著得到提高，入球磨細度80um篩余由20%以內放寬到40%左右；出球磨機細度80um篩余由2.3%降低到1%以內，充分說明微粉進球磨機對球磨機做功起阻礙作用。

  立磨預粉磨穩(wěn)定運行對原料的顆粒級配很敏感，改造后增加了磨內通風系統(tǒng)和調節(jié)磨盤的轉速措施，對立磨預粉磨的穩(wěn)定運行有十分重要的作用。另一方面增加了磨頭倉對磨機的穩(wěn)定運行也有著十分重要的的作用，立磨預粉磨的循環(huán)量大大降低，循環(huán)提升機電流由改造前180~200A降低到100~110A。成品質量提高的同時，產量大幅度提高，經濟效益十分顯著。

  特別說明的是由于市場等方面的因素，該廠每天只生產8小時，如能連續(xù)生產粉磨系統(tǒng)電耗應該更低。