5000t/d生產(chǎn)線原料輥磨配置及改進(jìn)

任永剛

1 引言

5000t/d新型干法窯配套的原料輥磨，目前主要有錐輥平盤、柱輥平盤和弧面輥槽型盤三種類型，代表是萊歇LM輥磨、ATOX輥磨、伯利休斯輥磨。現(xiàn)就萊歇TRM53.41型輥磨和伯利休斯RM57/28型輥磨同在A和B兩家水泥企業(yè)改進(jìn)前后的生產(chǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行了比較與分析，具體闡述如下。

2 主要工藝參數(shù)和磨盤結(jié)構(gòu)

2.1 萊歇和伯利休斯輥磨主要工藝參數(shù)（表1）

2.2 伯利休斯和萊歇輥磨磨盤和磨輥結(jié)構(gòu)

伯利休斯和萊歇輥磨磨盤和磨輥結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。

伯利休斯RM57/28型輥磨采用兩組輥對(duì)稱放置在槽型磨盤上，由于磨盤直徑較大，為防止落到磨盤上的物料未經(jīng)粉磨排出磨外，在磨盤上設(shè)置了兩個(gè)導(dǎo)料板；萊歇型TRM53.41輥磨，采用四輥對(duì)稱布置在磨盤上，沒(méi)有導(dǎo)料板布置。

3 輥磨的粉磨形式

3.1 碾壓粉磨

碾壓粉磨是輥磨的主要粉磨過(guò)程，落入磨盤上的物料在旋轉(zhuǎn)磨盤離心力的作用下被契入加載在磨輥下面完成擠壓、剪切、研磨過(guò)程，通常占粉磨產(chǎn)量的90%左右。碾壓粉磨效率的高低，與磨輥加載壓力成正比，在磨盤料床厚度較為穩(wěn)定情況下，增加磨輥加載壓力有利于提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。

3.2 碰撞與摩擦粉磨

一是進(jìn)、出物料在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生的碰撞與摩擦；二是物料在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與金屬物體的碰撞與摩擦；三是磨內(nèi)物料在懸浮下落與懸浮上升過(guò)程中發(fā)生的自由碰撞與摩擦，這種粉磨占總產(chǎn)量的10%左右。生產(chǎn)操作過(guò)程中適當(dāng)增大磨內(nèi)壓差有利于增加產(chǎn)量，但過(guò)大的壓差在磨內(nèi)形成的料幕將導(dǎo)致磨內(nèi)通風(fēng)量下降，而且當(dāng)磨內(nèi)壓差增高到一定值后，會(huì)突發(fā)平衡失穩(wěn)導(dǎo)致懸浮物料降落引發(fā)磨機(jī)振動(dòng)。

表1 兩種輥磨參數(shù)表*

圖1 RM57/28輥磨磨輥與磨盤及導(dǎo)料板俯視圖

圖2 TRM53.41輥磨磨輥與磨盤俯視圖

4 兩種相同輥磨在A和B兩家企業(yè)改造前的生產(chǎn)及工藝布置情況對(duì)比

4.1 RM57/28和TRM53.41輥磨在A企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行情況對(duì)比（磨機(jī)+循環(huán)風(fēng)機(jī)+選粉機(jī)）

4.2 RM57/28和TRM53.41輥磨在B企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行對(duì)比（從石灰石均化堆場(chǎng)到生料入庫(kù)）

4.3 RM57/28和TRM53.41輥磨在A企業(yè)相同時(shí)段的運(yùn)行工藝參數(shù)

兩種輥磨在同一家企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行，盡管電耗統(tǒng)計(jì)范圍有差異，但系統(tǒng)的單位產(chǎn)品能耗相差1kWh/t左右，這是輥磨結(jié)構(gòu)造成的還是系統(tǒng)工藝設(shè)備布置原因有待進(jìn)一步分析。在磨機(jī)設(shè)定產(chǎn)量一致情況下，對(duì)A企業(yè)兩種輥磨系統(tǒng)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)記錄見(jiàn)表4、表5。

表2 兩種輥磨在A企業(yè)產(chǎn)量及電耗*

表3 兩種輥磨在B企業(yè)產(chǎn)量及電耗*

表4 RM57/28運(yùn)行參數(shù)

表5 TRM53.41運(yùn)行參數(shù)

窯尾排風(fēng)機(jī)電耗沒(méi)有統(tǒng)計(jì)在生料粉磨電耗中。在磨機(jī)和循環(huán)風(fēng)機(jī)功率相同且物料配比相同情況下，輥磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量設(shè)定相當(dāng)，但磨機(jī)主電機(jī)運(yùn)行電流平均仍相差11A左右，說(shuō)明輥磨結(jié)構(gòu)對(duì)單位產(chǎn)品電耗是有影響的。

兩種輥磨的循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)工作電流相差8A左右，說(shuō)明TRM53.41輥磨從出磨到旋風(fēng)除塵器再到循環(huán)風(fēng)機(jī)的工藝設(shè)備布置合理、除塵效率高。從無(wú)電機(jī)端看兩種輥磨循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)、出風(fēng)口布置如圖3和圖4所示，RM57/28輥磨循環(huán)風(fēng)機(jī)呈逆90°進(jìn)風(fēng)，逆45°出風(fēng)；TRM53.41輥磨循環(huán)風(fēng)機(jī)呈順135°進(jìn)風(fēng)，順45°出風(fēng)。依據(jù)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)理論，進(jìn)出風(fēng)口夾角為90°或270°最好，180°最差；由于袋收塵器采用的都是玻璃纖維覆膜袋，從袋收塵進(jìn)、出壓差來(lái)看，TRM53.41輥磨旋風(fēng)除塵器工藝管道布置有利于生料與氣流的分離，降低了循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)工作電流和袋收塵器壓差。

4.4 主要配套設(shè)備布置結(jié)構(gòu)對(duì)比

RM57/28和TRM53.41輥磨配備的循環(huán)風(fēng)機(jī)布置見(jiàn)圖3和圖4。TRM53.41和RM57/28輥磨配備的細(xì)粉分離器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5和圖6。

5 RM57/28輥磨磨盤擋料環(huán)和磨盤導(dǎo)料板調(diào)整后的運(yùn)行參數(shù)

5.1 A企業(yè)RM57/28輥磨整改后運(yùn)行情況

圖3 RM57/28輥磨循環(huán)風(fēng)機(jī)布置圖

圖4 TRM53.41輥磨循環(huán)風(fēng)機(jī)布置圖

圖5 TRM53.41輥磨細(xì)粉分離器結(jié)構(gòu)圖

圖6 RM57/28輥磨細(xì)粉分離器結(jié)構(gòu)圖

表6 A企業(yè)對(duì)RM57/28輥磨擋料環(huán)和導(dǎo)料板調(diào)整后兩種輥磨對(duì)比運(yùn)行參數(shù)

表7 B企業(yè)對(duì)RM57/28輥磨調(diào)整后的兩種輥磨對(duì)比運(yùn)行數(shù)據(jù)（2012年）

研究發(fā)現(xiàn)，RM57/28輥磨生產(chǎn)中主電機(jī)工作電流高、外循環(huán)物料中仍有5%左右的細(xì)粉沒(méi)有被分離，是因?yàn)槟ケP擋料環(huán)高、磨盤料層厚、導(dǎo)料板增加了運(yùn)行阻力造成的。我們采取了降低磨盤擋料環(huán)高度、將磨盤導(dǎo)料板與磨盤由水平布置改為傾斜布置等措施后，RM57/28輥磨主電機(jī)工作電流由原來(lái)的時(shí)常超額定電流運(yùn)行，逐步降到很少超電機(jī)額定電流運(yùn)行，原來(lái)混合的粉狀物料基本消除。2012年兩種輥磨對(duì)比運(yùn)行參數(shù)如表6。

5.2 B企業(yè)輥磨整改并優(yōu)化操作后的運(yùn)行情況

B企業(yè)通過(guò)借鑒A企業(yè)改造經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合本企業(yè)物料配比情況，對(duì)RM57/28進(jìn)行局部調(diào)整，適時(shí)進(jìn)行磨輥調(diào)面或堆焊，同時(shí)優(yōu)化兩種輥磨操作參數(shù)，降低入磨物料粒度，取得了較好的節(jié)能效果（見(jiàn)表7）。

從A、B兩家企業(yè)原料輥磨運(yùn)行情況看，盡管原料配比存在差異，但只要針對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整即可取得節(jié)能效果。如果對(duì)循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)、出風(fēng)口夾角、進(jìn)出旋風(fēng)除塵器風(fēng)管和圍繞除塵分離效率進(jìn)行改進(jìn)，再結(jié)合季節(jié)和原料配比變化，利用檢修時(shí)間適時(shí)調(diào)換或堆焊磨損的磨輥并優(yōu)化操作參數(shù)，RM57/28輥磨和TRM53.41輥磨系統(tǒng)的運(yùn)行電耗都會(huì)降低。

6 降低輥磨系統(tǒng)運(yùn)行電耗的措施

6.1 降低入磨物料粒度

盡管輥磨允許入料粒度≤85mm，但適當(dāng)降低入磨物料粒度，料層厚度相應(yīng)降低，有利于提高物料一次碾磨效率。企業(yè)在石灰石破碎機(jī)能力滿足要求情況下，通過(guò)把石灰石破碎粒度降低為≤70mm，對(duì)輥磨增產(chǎn)降耗是較為經(jīng)濟(jì)的。

6.2 優(yōu)化操作參數(shù)

隨著磨輥和磨盤襯板的磨損，磨盤擋料圈高度應(yīng)逐步降低，為提高物料碾磨效率，一是適當(dāng)增大磨輥加載壓力，二是適當(dāng)提高磨內(nèi)壓差，三是在生料細(xì)度不超過(guò)控制值的情況下適當(dāng)降低磨機(jī)上部選粉機(jī)轉(zhuǎn)速。磨盤擋料環(huán)高度應(yīng)依據(jù)配料成分和易磨性以及磨輥與磨盤的磨損來(lái)調(diào)整，對(duì)于新輥、新盤可以適當(dāng)增高磨盤擋料環(huán)。

6.3 控制磨內(nèi)噴水量，提高出磨風(fēng)溫

在物料配比和運(yùn)行臺(tái)時(shí)相同的情況下，RM57/28輥磨噴水量應(yīng)高于TRM53.41輥磨，如果磨內(nèi)通風(fēng)量相同，TRM53.41輥磨更有利于提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。磨內(nèi)噴水量應(yīng)依據(jù)入磨物料情況進(jìn)行調(diào)整，一般情況下應(yīng)盡量降低磨內(nèi)噴水量。

6.4 控制好入磨風(fēng)溫和磨內(nèi)合理壓差

由于RM57/28輥磨生產(chǎn)中需要的噴水量高于TRM53.41輥磨，為提高物料分離效果，RM57/28輥磨需要較高的入磨風(fēng)溫。磨內(nèi)壓差除與氣流溫度有關(guān)外，還與選粉機(jī)轉(zhuǎn)速和磨內(nèi)懸浮粉塵量有直接關(guān)系，磨內(nèi)壓差高有利于提高產(chǎn)量，但過(guò)高的壓差也容易造成輥磨料床失穩(wěn)并導(dǎo)致輥磨突發(fā)震動(dòng)。依據(jù)物料易磨性和臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，磨內(nèi)壓差應(yīng)根據(jù)一年四季適時(shí)調(diào)整。

6.5 適時(shí)更換或堆焊磨輥、磨盤，提高碾磨效率

盡管RM57/28和TRM53.41輥磨磨輥?zhàn)畲笾睆脚c磨盤半徑相近，且磨輥與磨盤運(yùn)行時(shí)的線速度相近，但TRM53.41輥磨磨盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一周要經(jīng)過(guò)四個(gè)磨輥壓力作用，磨盤磨損相對(duì)較快；RM57/28輥磨磨輥和磨盤在轉(zhuǎn)動(dòng)一周后運(yùn)行相近的距離，但由于磨輥呈圓弧形，其磨輥磨損相對(duì)較快。為保持良好的粉磨效果，利用生產(chǎn)間隙實(shí)施在線堆焊是必要的。

6.6 調(diào)整導(dǎo)料板長(zhǎng)度和角度

對(duì)于設(shè)置有磨盤導(dǎo)料板的RM57/28輥磨，增大磨盤導(dǎo)料板與磨盤間距，減小導(dǎo)料板與物料間的摩擦力同樣能夠節(jié)能。RM57/28輥磨設(shè)計(jì)的磨盤導(dǎo)料板與磨盤呈水平安裝，為降低導(dǎo)料板運(yùn)行阻力，可以采取以下措施：一是適當(dāng)減短導(dǎo)料板長(zhǎng)度；二是將導(dǎo)料板改成與磨盤傾斜安裝，夾角應(yīng)小于物料的休止角。

7 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)有5000t/d生產(chǎn)線已選擇的輥磨系統(tǒng)設(shè)備，不可能因?yàn)閱挝浑姾牡牟町愡M(jìn)行更換，結(jié)合單位產(chǎn)品能耗限額不斷對(duì)輥磨系統(tǒng)的工藝設(shè)備進(jìn)行完善，對(duì)影響系統(tǒng)電耗的原因進(jìn)行分析和局部改進(jìn)，并對(duì)操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，會(huì)進(jìn)一步降低單位產(chǎn)品電耗；如果在TRM53.41輥磨磨輥加載蓄能器，借鑒RM57/28輥磨軸向密封方式上的優(yōu)點(diǎn)，其使用效果會(huì)更好。■