帶輥壓機的水泥粉磨系統工藝方案簡述

張世才，歷福平，石建業

帶輥壓機的水泥粉磨系統工藝方案簡述

Brief Reviews on the Process of Cement Grinding System with Roller Press

張世才，歷福平，石建業

1 前言

帶輥壓機粉磨系統是區別于帶輥壓機終粉磨系統的總稱，可分為預粉磨系統、聯合粉磨系統、半終粉磨系統、混合粉磨系統。其中以預粉磨系統和聯合粉磨系統最為常見，前方輥壓機預粉磨單元與后方球磨的細磨單元可以分開獨立布置，故這兩種方案比較適合老線改造用。半終粉磨系統中有部分水泥成品未經過球磨機，輥壓機擠壓合格的細粉經選粉機直接選出。其余三種粉磨系統的成品均由磨機產生。預粉磨系統是以輥壓機邊料作為循環料；聯合粉磨和半終粉磨是以輥壓機所配選粉機分選的粗料作為循環料；而混合粉磨是以輥壓機所配選粉機分選的粗料和球磨所配選粉機分選的粗粉作為循環料的，在這種工藝系統中，磨機選粉機返回的粗粉容易改變輥壓機的運行參數，目前這種工藝系統在國內基本不用，本文也不予介紹?，F對預粉磨系統、聯合粉磨系統、半終粉磨系統分述如下。

2 預粉磨系統

2.1 工藝特點

預粉磨系統是一種早期的粉磨方案，經過輥壓機擠壓后的物料分為兩部分：擠壓效果較好的中間料餅部分送入球磨粉磨，擠壓效果較差的邊料部分返回輥壓機再次擠壓，這種方案具有以下特點：

（1）工藝流程簡單，預粉磨單元與球磨單元可以分開布置，適合需增產的老線改造。

（2）采用輥壓機預粉磨后可提高球磨機產量約25%以上，降低水泥粉磨電耗約3～5kWh/t，即節電約20%左右。

（3）預粉磨系統中，輥壓機通過量與成品量比值一般按2～2.5考慮，主機設備配置為小輥壓機配大球磨方案。

2.2 工藝主要設備配置示例

（1）系統工藝流程圖見圖1、圖2所示。

圖1為輥壓機預粉磨單元流程，圖2為普通圈流磨單元流程。來自熟料庫的熟料先經輥壓機擠壓后入水泥配料站，與其他混合材配完料后再進兩臺水泥磨粉磨。

（2）輥壓機加圈流磨預粉磨系統主機設備配置示例見表1。

3 聯合粉磨系統

3.1 工藝特點

聯合粉磨是以發揮輥壓機卓越的破碎和粗磨功能以及球磨機細磨功能為宗旨的擠壓聯合粉磨工藝，輥壓機擠壓后的料餅經過選粉機打散分選后，粗料作為輥壓機的循環料，細料進入球磨機繼續粉磨，所有水泥成品均由水泥磨產生。該工藝各粉磨設備之間分工明確，使得粉磨系統綜合電耗大幅度下降，系統產量大幅度提高。這種方案特點如下：

（1）系統工藝相對復雜，輥壓機與球磨機同步運行，因此對輥壓機的運轉率要求高。由于出輥壓機的物料成餅狀，所以與其相配套的選粉機需具備打散功能。

（2）基本消除了磨輥邊緣效應和進料裝置側擋板磨損所產生的不利影響。

所有的成品完全通過球磨機再次粉磨完成。產品顆粒分布寬、微粉含量高，因而適合應用于水泥成品粉磨。

（3）采用大輥壓機小球磨配置方案，用低壓大循環的操作方式，輥壓機通過量與成品量比值一般在3～5.5之間。

（4）提高球磨機產量幅度一般在50%以上，與普通球磨相比，水泥粉磨電耗降低幅度可超過30%（8～10kWh/t）。

3.2 工藝方案

聯合粉磨按輥壓機系統分級設備主要有兩種：一種為打散分級機，另一種為V型選粉機。球磨部分又分開流系統及圈流系統兩種。因此聯合粉磨系統主要有如下四種工藝方案：輥壓機+打散分級機+開流磨、輥壓機+打散分級機+圈流磨、輥壓機+V型選粉機+開流磨、輥壓機+V型選粉機+圈流磨系統。各方案具有優缺點，區別如下：

表1 輥壓機加圈流磨預粉磨系統主機設備表

（1）分級原理、分級精度：V型選粉機完全靠風力提升分選，分級精度較高。適合分選0.5mm以下的物料；打散分級機為機械與風力結合，分級精度較低，分選粒徑可達3.0mm。

（2）對輥壓機工藝參數的要求：V型選粉機系統必須采用低壓大循環操作方式，否則料餅無法打散，更無法選出料餅中擠壓好的細粉。打散分級機可以采用高壓力小循環操作方式。

（3）裝機功率比：V型選粉機系統中，輥壓機規格必須足夠大，以保證產生足夠量0.5mm以下的細粉供V型選粉機分選，因此，輥壓機與球磨機裝機功率比應該在：1:1.0～2.5（開流）；1：1.0～2.0（閉流）。打散分級機系統中，輥壓機與球磨機裝機功率比在 1：2.5～3.5。若比值再加大，隨著輥壓機在粉磨系統中所起作用的降低，系統電耗隨之增加。對于開流磨系統與圈流磨系統，開流磨系統中設備裝機功率較低，投資較少，而圈流磨系統設備裝機功率較高，投資較高。

（4）對物料水分的要求：V型選粉機系統中，物料綜合水分應≤1%，打散分級機系統中，物料綜合水分應≤1.5%。

（5）當系統產量≤150t/h時，采用打散分級機系統電耗較低；當系統≥150t/h時，采用V型選粉機系統電耗較低。同規格的圈流磨系統與開流磨系統比，圈流磨系統產量高約10%～20%；而且開流磨系統成品中含有粗顆粒，水泥成品溫度較高，圈流磨系統中無粗顆粒，水泥成品溫度較低。

（6）工藝對比：開流磨系統設備較少，工藝布置簡單，操作管理簡單、方便，對操作員的技術要求較低；而圈流磨設備較多,工藝布置比較復雜，開停機時間較長，操作管理較復雜，對操作員的技術要求相對較高。3.3 聯合粉磨系統工藝主要設備配置示例

圖4 輥壓機加打散風級機加圈流磨系統工藝流程圖

表2 輥壓機加打散分級機加開流磨系統主機設備表

表3 輥壓機加打散分級機加圈流磨系統主機設備表

（1）輥壓機加打散分級機加開流磨見圖3、表2。

（2）輥壓機加打散分級機加圈流磨系統工藝主要設備配置示例見圖4、表3。

（3）輥壓機加V型選粉機加開流磨工藝主要設備配置示例見圖5、表4。

（4）輥壓機加V型選粉機加圈流磨工藝主要設備配置示例見圖6、表5。

4 半終粉磨系統

4.1 工藝特點

半終粉磨系統是將輥壓機擠壓后分選出的物料和后續球磨機的出磨物料一起送入選粉機，選出成品水泥，選粉機的粗粉進入球磨機繼續粉磨，即成品水泥中有部分經輥壓機擠壓粉碎后滿足水泥細度要求的顆粒不經過球磨機直接由選粉機選出，其主要特點如下：

（1）將輥壓機擠壓后已產生的成品細粉直接選出，避免送入球磨繼續粉磨，減少了水泥磨內過粉磨現象，也有效地提高了系統產量，從而降低了單位成品水泥電耗。

（2）在本系統中，由于選粉機處理量加大，勢必會加大選粉機的規格，后續收塵器和風機規格也需同步加大，即在系統產量提高及單位電耗降低的同時，會增加系統設備投資費用及運行費用。

（3）這種工藝系統所生產的產品顆粒分布相對集中，而對于有一定顆粒級配要求的水泥成品來說稍顯不足。

4.2 輥壓機加V型選粉機加復合式高效選粉機加圈流磨工藝主要設備配置示例（圖7、表6）

5 結論及建議

表4 輥壓機加V型選粉機加開流磨系統主機設備表

表5 輥壓機加V型選粉機加圈流磨系統主機設備表

圖6 輥壓機加V型選粉機加圈流磨工藝流程圖

圖7 半終粉磨系統工藝流程圖

表6 半終粉磨系統主機設備表

（1）預粉磨系統和聯合粉磨系統比較適合水泥廠提產節能改造方案，其中以聯合粉磨系統效果最為顯著。

（2）在聯合粉磨系統方案中，應確定磨機與輥壓機的功率比值，選擇合適的分級設備；另外應根據工廠水泥品種要求及其他各種實際情況選擇開流或圈流粉磨系統。

[1]王學清.輥壓機粉磨系統的能耗模型及其工程應用研究[D].武漢：武漢理工大學學位論文,2006.

[2]包瑋,王學敏,張永龍.輥壓機及擠壓粉磨技術的進展及實踐[C].首屆中國水泥企業總工程師論壇文集.

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趙 蓮