鄒偉斌:水泥粉磨系統(tǒng)異常案例分析與節(jié)能改造

中國(guó)水泥網(wǎng)信息中心 · 2020-11-13 13:27 留言

10月29日,在中國(guó)水泥網(wǎng)舉辦的“2020中國(guó)水泥智能化高峰論壇暨第十二屆國(guó)際粉磨峰會(huì)”上,中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問(wèn)鄒偉斌帶來(lái)了以《水泥粉磨系統(tǒng)異常案例分析與節(jié)能改造》為主題的精彩報(bào)告。

據(jù)了解,GB16780《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》報(bào)批稿已將水泥粉磨電耗等級(jí)定額做了修改,(以P.O42.5級(jí)水泥計(jì)):粉磨工段電耗3級(jí)定額指標(biāo)為≤32kWh/t;粉磨工段電耗2級(jí)定額指標(biāo)為≤28kWh/t;粉磨工段電耗1級(jí)定額指標(biāo)為≤26kWh/t。鄒偉斌表示這給企業(yè)未來(lái)的努力提供了方向和依據(jù)。

對(duì)于當(dāng)前的水泥粉磨系統(tǒng)節(jié)能改造,鄒偉斌指出,目前國(guó)內(nèi)不同預(yù)粉磨設(shè)備、不同分級(jí)設(shè)備、不同管磨機(jī)系統(tǒng)組成的粉磨工藝,至少有二十種以上,每一種粉磨工藝都有其技術(shù)特點(diǎn),應(yīng)針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況,持續(xù)改進(jìn)、提高,降低粉磨電耗。

以下是其對(duì)比分析的8種粉磨系統(tǒng)的電耗情況:

1、管磨機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)(粉磨電耗>36kWh/t);單純使用管磨機(jī)電耗使用相對(duì)較高。

2、立磨水泥終粉磨系統(tǒng)(粉磨電耗25kWh/t—— 34kWh/t)。

3、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)(粉磨電耗20kWh/t —— 26kWh/t);在國(guó)內(nèi)使用的較少,具有溫度較低等特點(diǎn)。

4、輥壓機(jī)+管磨機(jī)聯(lián)合(半終)粉磨系統(tǒng)(粉磨電耗22kWh/t —— 33kWh/t)。

5、外循環(huán)立磨+管磨機(jī)聯(lián)合(半終)粉磨系統(tǒng)(粉磨電耗≤27kWh/t——28kWh/t)。

6、筒輥磨水泥終粉磨系統(tǒng)(粉磨電耗24kWh/t —— 26kWh/t)。

7、外循環(huán)立磨水泥終粉磨系統(tǒng)(粉磨電耗<26kWh/t)。由于立磨細(xì)粉含量相對(duì)輥壓機(jī)較多一些,他認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)可以作為未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向。

8、BETA磨水泥終粉磨系統(tǒng)(粉磨電耗<16kWh/t)。

隨后,鄒偉斌對(duì)水泥聯(lián)合(半終)粉磨系統(tǒng)的未來(lái)優(yōu)化發(fā)展給出了自己的看法:

1、根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和水泥、冶金行業(yè)調(diào)查,他認(rèn)為“分段粉磨”能耗低于一段粉磨,以破碎為例,三段破碎使用電耗一定是低于二段破碎使用電耗的。

2、增大并充分發(fā)揮預(yù)粉磨段處理能力(即增大預(yù)粉磨設(shè)備規(guī)格與管磨機(jī)的裝機(jī)功率比。

3、充分發(fā)揮高效率料床粉磨技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

4、預(yù)粉磨系統(tǒng)優(yōu)選配置動(dòng)、靜兩級(jí)分級(jí)設(shè)備。

5、充分發(fā)揮管磨機(jī)段顆粒磨細(xì)與整形優(yōu)勢(shì)。

鄒偉斌認(rèn)為,在這些系統(tǒng)中每一段都具有特點(diǎn),需要差異性優(yōu)化,將每一段的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。他總結(jié)了水泥聯(lián)合(半終)粉磨系統(tǒng)“三段論”:磨前處理是關(guān)鍵、磨內(nèi)磨細(xì)是根本、系統(tǒng)選粉是保證。

以下為其列舉的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)異常案例及節(jié)能改造方法和效果:

案例:

M公司水泥制成工序配置150-100輥壓機(jī)(物料處理能力500t/h,主電機(jī)功率710kW-10kV-(額定電流52A)×2,磨輥運(yùn)行線速度1.60m/s)+ V8820靜態(tài)氣流分級(jí)機(jī)(循環(huán)風(fēng)機(jī)風(fēng)量180000——280000m3/h,風(fēng)壓3500Pa,風(fēng)機(jī)電機(jī)功率400kW)+Φ3.8m×13m雙倉(cāng)管磨機(jī)(主電機(jī)功率2500kW-10kV-額定電流174A,采用中心傳動(dòng)方式,雙分流主減速器型號(hào)JS130C,速比i=44.588:1,筒體工作轉(zhuǎn)速n=16.7r/min,設(shè)計(jì)研磨體最大裝載量175t,實(shí)際研磨體裝載量為170t)+O-sepa N-3000水平進(jìn)風(fēng)渦流選粉機(jī)(喂料能力540t/h、選粉能力180t/h、主軸電機(jī)功率132kW,系統(tǒng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量210000 m3/h,風(fēng)壓5600Pa,風(fēng)機(jī)電機(jī)功率500kW-10kV-額定電流35.2A)+磨尾收塵風(fēng)機(jī)(風(fēng)量50000m3/h,風(fēng)壓4000Pa,風(fēng)機(jī)電機(jī)功率110kW)組成的雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。

生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥,在成品比表面積控制指標(biāo)350±15m2/kg前提下,系統(tǒng)產(chǎn)量只有120t/h,粉磨電耗在34kWh/t左右。

V型靜態(tài)氣流分級(jí)機(jī)分級(jí)后的入磨物料粒徑

Φ3.8m×13m雙倉(cāng)管磨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)

Φ3.8m×13m雙倉(cāng)管磨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)

磨內(nèi)一倉(cāng)到二倉(cāng)之間采用雙層篩分隔倉(cāng)板,隔倉(cāng)板一倉(cāng)端與二倉(cāng)端均為同心圓狀篦縫,寬度10.0mm;內(nèi)篩分篦板篦縫寬度2.5mm;磨尾出料篦板為同心圓篦縫,寬度6.0mm。

Φ3.8m×13m管磨機(jī)一倉(cāng)研磨體級(jí)配

Φ3.8m×13m管磨機(jī)二倉(cāng)研磨體級(jí)配

Φ3.8m×13m雙倉(cāng)管磨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)

Φ3.8m×13m雙倉(cāng)管磨機(jī)設(shè)計(jì)研磨體裝載量175t,磨內(nèi)研磨體實(shí)際裝載量170t,系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,管磨機(jī)主電機(jī)進(jìn)項(xiàng)后運(yùn)行電流在168A左右。

管磨機(jī)出磨物料細(xì)度

與入磨物料細(xì)度參數(shù)相比,出磨物料R80μm篩余降低了28.6%,R45μm篩余僅降低20.8%。入磨與出磨比表面積差值41 m2/kg,平均每米研磨體僅創(chuàng)造3.28 m2/kg。

案例分析與節(jié)能改造:

1、磨前處理是關(guān)鍵

1)聯(lián)合(半終)粉磨系統(tǒng)中,預(yù)粉磨段做功能力決定了該系統(tǒng)產(chǎn)量與電耗80%以上因素,必須高度重視發(fā)揮預(yù)粉磨段的有效擠壓做功能力。預(yù)粉磨段做功越多,系統(tǒng)生產(chǎn)能力提高幅度和系統(tǒng)節(jié)電幅度越大。

2)V型靜態(tài)氣流分級(jí)機(jī)的物料分散問(wèn)題,由單通道進(jìn)料裝置改為多通道方式進(jìn)料。

3)在分級(jí)機(jī)內(nèi)部增加了“機(jī)內(nèi)物料二次分散裝置(已申報(bào)專(zhuān)利)”,確保物料能夠?qū)崿F(xiàn)更均勻分散,有效延長(zhǎng)物料在分級(jí)機(jī)內(nèi)的停留與分級(jí)時(shí)間,由此提高靜態(tài)氣流分級(jí)機(jī)的分級(jí)效率。

改進(jìn)后的V型靜態(tài)氣流分級(jí)機(jī)分級(jí)的入磨物料粒徑

2、磨內(nèi)磨細(xì)是根本

1)采用其設(shè)計(jì),由徐州市恒越粉磨機(jī)械科技有限公司制造,以高強(qiáng)度耐磨鋼板材質(zhì)(洛氏硬度HRC50)切割的專(zhuān)利型“單層復(fù)合便更換篩片高效隔倉(cāng)板”(實(shí)用新型專(zhuān)利號(hào)ZL 2019 2 1684815.0),提高磨內(nèi)通風(fēng)與過(guò)料能力,有利于提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量。

該系統(tǒng)應(yīng)用的專(zhuān)利型單層復(fù)合便更換篩片高效隔倉(cāng)板為同心圓狀篦縫,(該隔倉(cāng)板篦縫形狀也可采用多種不同寬度參數(shù)組合),通孔率達(dá)到25%以上,以確保磨內(nèi)良好的通風(fēng)與過(guò)料能力。

2)采用其設(shè)計(jì),由徐州市恒越粉磨機(jī)械科技有限公司制造的專(zhuān)利型“細(xì)磨倉(cāng)襯板表面活化裝置”(實(shí)用新型專(zhuān)利號(hào)ZL 2019 2 1685179.3),提高小波紋襯板與最外層研磨體之間摩擦力,活化裝置可充分激活小規(guī)格研磨體的磨細(xì)能力,增加出磨水泥粉體中的成品含量,降低循環(huán)負(fù)荷,最終達(dá)到提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量,降低粉磨電耗的目的。

3)Φ3.8m×13m管磨機(jī)二倉(cāng)(細(xì)磨倉(cāng))應(yīng)用傳統(tǒng)形式的活化環(huán)規(guī)格偏小,其本身對(duì)小規(guī)格研磨體活化區(qū)域也小,激活能力較差,加之磨損較嚴(yán)重,已到更換周期。

4)在管磨機(jī)內(nèi)部改進(jìn)過(guò)程中,采用其設(shè)計(jì)的專(zhuān)利型“一種管磨機(jī)大區(qū)域活化環(huán)”(實(shí)用新型專(zhuān)利號(hào)ZL 2019 2 1684823.5),在二倉(cāng)(細(xì)磨倉(cāng))內(nèi)仍然保持五圈安裝。

調(diào)整后的管磨機(jī)各倉(cāng)研磨體級(jí)配

技術(shù)改進(jìn)后的出磨物料細(xì)度

出磨物料粒徑縮小幅度較大,R45μm篩余由入磨的36.8%降至5.6%,下降了31.2%。R45μm篩余由入磨的51.4%降至25.2%,下降了26.2%。入磨與出磨比表面積差值107 8.56m2/kg,平均每米研磨體創(chuàng)造8.56m2/kg,充分說(shuō)明通過(guò)對(duì)磨內(nèi)研磨體調(diào)整以及隔倉(cāng)板結(jié)構(gòu)的改進(jìn),磨內(nèi)磨細(xì)效果明顯提高。管磨機(jī)段出磨物料中成品含量越多,磨尾選粉機(jī)分級(jí)出的成品也越多,系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷降低,處于良性循環(huán)狀態(tài),能夠滿足進(jìn)一步提高系統(tǒng)產(chǎn)量的要求。

3、系統(tǒng)選粉是保證

一次進(jìn)風(fēng)管道與二次進(jìn)風(fēng)管道加長(zhǎng)。選粉機(jī)上部由四點(diǎn)進(jìn)料改為六點(diǎn)進(jìn)料。

改進(jìn)后的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

總體來(lái)說(shuō),經(jīng)優(yōu)化改進(jìn)后,該雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)增產(chǎn)45t/h,增產(chǎn)幅度達(dá)37.5%。系統(tǒng)粉磨電耗降低6.6kWh/t,節(jié)電幅度19.41%。按照該系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)能力110萬(wàn)t/a計(jì),年可節(jié)電660萬(wàn)kWh。取平均電價(jià)0.50元/kWh,通過(guò)優(yōu)化改進(jìn),年節(jié)電效益可達(dá)330萬(wàn)元(未計(jì)水泥增產(chǎn)部分的效益),取得了顯著的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

對(duì)于橢圓形研磨介質(zhì),鄒偉斌認(rèn)為橢圓球研磨體在水泥管磨機(jī)上應(yīng)用,對(duì)水泥物料粉碎與磨細(xì)的綜合效果,比傳統(tǒng)圓球研磨體更優(yōu)秀,具有廣闊的應(yīng)用前景。

他介紹了橢圓形研磨介質(zhì)的六大技術(shù)特點(diǎn):

1、從數(shù)學(xué)原理上分析圓球與橢圓球兩種不同形狀的球體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知:在相同直徑時(shí),橢圓球的單個(gè)重量與面積大于圓球,對(duì)入磨物料的沖擊粉碎能量大,處理能力強(qiáng)。

2、在水泥管磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,橢圓球的重心低,比圓球穩(wěn)定性更好,對(duì)物料具有良好的剪切能力與粉碎能力,極有利于提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量。

3、橢圓球體與圓球體除了外觀形狀不同,橢圓球的各點(diǎn)曲率不同,與物料之間有不同的接觸角度與接觸弧線,對(duì)物料的接觸幾率與接觸面積大于圓球。對(duì)于被磨物料具有良好的的磨削、剪切、擠壓、沖擊能力,管磨機(jī)應(yīng)用橢圓球的粉碎效率明顯高于圓球,極其有利于物料的磨細(xì)。

4、橢圓球兩端球冠可以釋放粉磨過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生的靜電荷,可有效降低球體表面粘附,能夠使磨內(nèi)獲得穩(wěn)定而較高的研磨能力與粉磨效率。

5、橢圓球?qū)ξ锪系摹斑x擇性粉磨”與“篩分特性”遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)圓球研磨體,球間堆積孔隙率比圓球低,更適合作為管磨機(jī)的研磨介質(zhì)。

6、工業(yè)生產(chǎn)的水泥成品比表面積提高幅度(一般可提高10——20m2/kg以上)對(duì)比得出的結(jié)論可知:在水泥管磨機(jī)中應(yīng)用橢圓球作為研磨體,粉磨效率顯著高于傳統(tǒng)圓球研磨體。

編輯:梁愛(ài)光

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