半終粉磨系統改造優化

劉晨浩 劉繼斌

【摘要】輥壓機半成品中達到成品級別的百分含量PO42.5 約60%-72%（通過45微米篩），如果將這一部分物料從半成品中分選出來進入成品，球磨機負荷將大為降低，而且磨機由于微細粉的緩沖作用、靜電吸附和包球現象均會大幅減輕，有利于球磨機提高研磨效率，磨機做功將會直接作用于需要進一步研磨的大顆粒物料上，進而達到提高臺時、降低能耗的目的。

【關鍵詞】適應性；水泥磨；改造；選粉機

隨著我公司市場規模的擴大，單臺磨機的水泥產能已不能滿足市場需求，我公司決定對水泥磨進行提產改造，2014年完成粉磨系統改造方案，2015年3月安裝完畢。改造主要項目是將V型選粉機后加一臺預粉磨專用高效分級機，該機將V型選粉機抽出的物料分為0-30um、30-200um、大于200um三種物料，0-30um的微細粉，直接進入成品，30-200um進入球磨機，大于200um的物料返回輥壓機重新碾壓，主要生產po42.5標號水泥。

1、項目簡介

該項目添加主要設備是一臺高效分級機，第一級分離是氣粉兩相流以大約16m/s至18m/s的速度進入分離器，由于截面面積突然增加，氣流速度降低（約6m/s），此時大顆粒發生重力沉降，在撞擊追的折向作用下，大顆粒在下錐體內壁附近被分離出來。二級分離是在細料分級區，由于軸向擋板的導流作用，氣流在上部空間形成一個旋轉流場，含塵氣流在旋轉的籠型轉子形成強烈而穩定的平面渦流作用下，使較粗粉在離心力作用下被拋向立式導向葉片后失去動能，落到中粗粉收集錐中，通過中粗粉管排出。符合要求的細粉穿過籠型轉子進入內部，進入旋風筒進行氣固分離。

2、系統改造對水泥適應性影響的實驗驗證

由于水泥熟料和混合材種類及粉磨細度的因素，水泥需水量本身偏高，標準稠度在26%-28%之間，已接近用戶能接受上限值，若采用半終粉磨方案，一旦水泥標準稠度超過28%，將會引起市場的普遍質量投訴，對我公司水泥品牌形象及市場占有率帶來極大影響，為此我們在現有條件下，設計了一組對比試驗，以驗證不同細度的預粉磨半成品不同比例的摻入球磨機成品中，檢測其稠度變化，最終得出是否采取半終粉磨工藝對現有聯合粉磨生產線實施改造的方案，及改造后預粉磨階段選出成品的最優切割粒徑和對系統提產幅度的預估。

2.1試驗步驟

（1）正常生產時取半成品20kg，分兩份，分別作45、32微米篩分，篩下物分別收集。

（2）取同期出磨水泥20kg，與篩分出的不同粒徑的半成品細粉按不同比例混合均勻。包括兩種實驗配比方案，配比方案一是與45微米篩下細粉進行混合，配比方案二是與32微米篩下細粉進行混合，兩種配比方案的篩下細分占水泥總量的比例為10%、20%、30%、40%。

（3）對不同配合比的兩組試驗材料的標準稠度檢測結果見表1、表2。

2.2試驗結果分析

試驗表明，采取45微米篩通過細粉的配比稠度有明顯上升，流動度呈下降趨勢，摻入量達到40%時，只要將選粉機的切割粒徑定位在45微米，那么所有預粉磨階段產生的45微米以下細粉均會選入成品中，結合前面對預粉磨半成品的顆粒分布檢測，這一比例將會達到70%，考慮選粉機的分級效率為75%-85%，那么理論選出的45微米以下的顆粒將占水泥成品的52%-60%，這種比例將會對水泥的各項性能產生更大的影響，形成水泥質量問題。因此在做半終粉磨改造時，這種控制方法是不可取的。

配比方案二實驗表明，水泥的各項檢測指標則與原水泥指標偏差較小，即使是將半成品中全部小于32微米的顆粒全部選出，水泥的稠度值、流動度等指標依然在市場用戶可以接受的范圍，這只是實驗室理論配比試驗，如果用于工業生產，由于部分細粉已先行選出，球磨機的過粉磨現象會大幅降低，球磨機選出的成品中3微米以下細顆粒百分含量將大幅下降（改造前我公司聯合粉磨系統成品平均值在17%-22%），這樣反而會降低水泥的標準稠度。

3、半終粉磨系統改造的調整優化

改造后經過系統調試優化，水泥磨臺的時電耗達到了一個比較理想的狀態，給企業帶來了巨大的經濟效益。

3.1優化改造后系統調整

改造后水泥產量達到200t-205t。磨機一倉弦長為3.90m，二倉弦長也為3.90m，填充率均為30.71%（一般情況下要求一倉填充率為29%，二倉填充率為32%，以減小磨機內物料的流速）。一方面由于一倉和二倉填充率一樣，另一方面由于O-SEPA選粉機一次風量開度較?。?5%），出磨負壓偏高（700pa-800pa），物料流速過快，磨機有效研磨效率下降，為此做出如下調整：一是調整一次風開度匹配氣料比，降低磨機物料流速；二是提高輥壓機效率；三是優化操作參數，提高粉磨效率。

3.1.1調整一次風開度匹配氣料比，降低磨機物料流速

由于改造前的O-SEPA選粉機一次風道一直開度為25%，二次風道為全開，無法做機動調整，為此我們在一次風道安裝百葉閥以便機動調整用風量，提高選粉機分選效率；開大一次風到50%，出磨負壓由750pa降低到500pa，降低了磨機物料流速，磨機效率有所提高。

3.1.2提高輥壓機效率

提高輥壓機的效率，主要從以下幾方面入手：

（1）控制穩流倉料位在2m左右，保證下料均勻流暢；

（2）輥壓機電動推桿盡量開到最大，保證輥壓機電流大于50A，輥縫大于40mm；

（3）搭配熟料庫三個下料點放料，穩定入輥熟料的顆粒級配，控制熟料細粉量。

通過以上調整，輥壓機效率有了明顯的提升，細粉增多，5mm以上的大顆粒有所減少。

3.1.3優化操作參數，提高粉磨效率

操作參數優化主要包括以下幾方面：

（1）穩定出磨提升機電流為95A-100A；

（2）磨頭不冒灰的情況下，控制出磨負壓為450pa-600pa；

（3）穩定磨主電機電流在215A-220A，降低磨機填充率；

（4）出磨溫度控制在90攝氏度到100攝氏度；

（5）保證比表面積合格的情況下盡量降低選粉機頻率。

通過以上幾點調整，水泥磨生產po42.5標號水泥（熟料74.8%，瓜米石6%，脫硫石膏5.2%，廢渣14%），臺時產量可穩定在210t-215t，另一方面廢渣細粉含量偏大，從一定程度上影響了輥壓機的做功效率，入磨中粗粉和粗粉顆粒偏大，在一定程度上影響了粉磨效率。

3.2改造后輔助技改

3.2.1更換鋼球級配

2015年 5月10日停磨后對一倉篦板進行了徹底的清理，對一倉鋼球進行了徹底的更換，加入40mm和50mm的大球提高一倉破碎能力，拉開一倉和二倉填充率，降低磨機物料流速，提高研磨效率。并且對出磨排渣裝置進行了徹底的改造，防止二倉鋼段經過回粉竄入一倉，以此徹底解決一倉篦縫堵塞的問題。

3.2.2安裝穩料錐

穩流倉中穩流錐接料口距離穩流倉頂部距離為400mm，穩流錐居穩流倉中央，穩流錐進口寬度為900mm，出口寬度為300mm，穩流錐傾斜角度為67度。（如圖1）

圖1 穩流倉穩流錐裝置示意圖

安裝穩料小錐后，物料離析現象明顯改善，輥壓機電流高而穩定，從出輥壓機物料篩余來看，80um篩余達到了80.31%，較之前相比有較大改善，細粉量明顯增多。循環風機也由之前的47HZ下降到了44HZ，入磨粗粉和中粗粉細度改善。磨機負荷減輕，也是磨機產量提升的重要原因。

3.2.3設計安裝分格輪

綜合成品顆粒級配：<1um=4.14%；<3um=17.49%；<10um=40.26%；<24um=69.72%； <32um=80.71%； <45um=91.74%；<80um=99.64%。

出磨成品顆粒級配：<1um=3.98%；<3um=16.69%；<10um=37.42%；<24um=65.59%； <32um=77.19%；<45um=89.62%；<80um=99.43%。

改造前，出磨成品偏低，經過測算出輥成品占比達到總成品量的50%以上，TS選粉機設計成品在0um-32um，而之前TS選粉機頻率給定偏低，導致32um-80um的細粉也進入成品，這部分細粉沒有機會進入磨機進行研磨形成32um以下細粉，導致出磨32um以下細粉量偏少（80um-200um的細粉進入磨機后被研磨成32um-45um，對比表提升不大），出磨比表起不來，最終制約了產量的提升。經過技術改進和調整，磨機產量穩定到225t-230t，粉磨系統各項數據得到了明顯的改善，達到了既定的技改目標，為該項技術的推廣提供了有力支撐。

4、半終粉磨技術改造經濟效益分析

經過系統調整優化，PO42.5產量達到225t-230t，較去年200t的平均臺產提升12.5%，水泥磨原有系統總裝機功率約6600KW，臺時電耗約為31.5度，改造后電耗降到28.8度，電力單價為0.55元/度，公司2014年產PO42.5水泥144.9萬噸。2015年PO42.5水泥產量預計將達到163萬噸，產能提升約18萬噸，2015熟料價格190元/噸與成本價格基本持平，42.5水泥利潤為34元/噸。獲得的具體經濟效益量為：

電耗節約：163萬*（31.5-28.8）*0.55=242萬元

產能提升效益：18萬*34元/噸=612萬元

由此，電耗以及產能提升這兩項給公司帶來的年直接經濟效益約為854萬元。

結語：

技術人員從項目的可行性研究到設計改造，以及改造后生產調試中積累了豐富的經驗。在改造的基礎上增加了大量的新設計，為該項目成功轉化為生產力的有力保障奠定了基礎，也是該項目成果的精髓。該項目的主要成果有：（1）高效分級機的設計較為成功，出輥成品比表達到了較為理想的380左右，成品量控制在30t-35t，為磨機減輕了負荷，為提產提供了可行性。（2）調試過程中，調整合適的一倉的磨機鋼球級配適應入磨物料級配的變化。（3）添加輥壓機穩流倉穩料錐適應改造后物料粒徑的變化，減弱離析效應；（4）設計安裝分格輪，穩定出輥成品料量和入磨出輥成品的料量，調整合適顆粒級配，一方面提高水泥品質，另一方面提高臺時產量；