南京西普泰文隆EPC項目水泥粉磨系統改造

趙玉會，朱寬平

(南京西普水泥工程集團有限公司,南京 211100)

柬埔寨泰文隆水泥生產線總包(EPC,Engineering Procurement Contruction)項目是由南京西普水泥工程集團根據業主要求，對業主原有2×700 t/d生產線進行技術改造，原有生產線是采用的中空窯，中空窯無熱交換裝置(即沒有預熱器系統)，熱耗高，是被淘汰的窯型。項目洽談初期，我司組織專業團隊對現場已有設備和建筑物進行了調研、評估，在確保最大限度利用原有設備和土建等建筑物的前提下，綜合考慮后認為將熟料生產線規模升級到3 300 t/d的新型干法生產線是性價比最好的方案，經過與業主反復、充分地交流、溝通后，業主非常認可改造升級方案。此外，考慮到業主目前兩臺3.2×11 m的水泥粉磨生產系統，在生產線升級后將不能滿足水泥生產能力的要求，需要提升現有水泥粉磨系統的產能，需要對現有的水泥粉磨系統進行提產改造，論文主要介紹水泥粉磨系統改造的情況，以便于從事水泥粉磨系統節能降耗、提產改造的同行參閱。

1 現有粉磨系統情況介紹

1)水泥粉磨系統主要設備及參數見表1。

2)生產情況

泰文隆水泥廠生產的水泥標準是按ASTM C150-2012執行的，采用一級圈流粉磨系統，產量維持在32～36 t/h左右，比表面積340～360 m2/kg，磨機主電機電流在120～132 A。

3)工藝流程情況及磨機基本情況介紹

圖1為目前的生產工藝流程。水泥調配站設有熟料、石膏、混合料三個配料倉，各倉倉底的定量給料機按喂料要求的比例卸出物料。物料粉磨采用3.2×11 m的三倉水泥磨完成，一倉長度3.25 m，二倉長度3.25 m，三倉長度5.1 m。一倉、二倉采用普通階梯襯板，三倉采用波紋襯板，一倉與二倉之間采用雙層隔倉板，隔倉板不具有篩分功能；二倉和三倉之間采用單層隔倉板，其主要功能在于對二倉與三倉研磨體的分級。物料從磨頭經過配比后喂入磨機內進行粉磨，經過研磨的物料由磨尾提升機喂入旋風式選粉機進行分選，合格的物料經過旋風式選粉機的旋風筒收集，經鏈式輸送機輸送至入庫斗提，完成成品入庫，粗顆粒返回磨機內繼續粉磨至合格成品。

2 改造方案

為了滿足熟料生產線提產到3 300 t/d的規模，考慮到水泥粉磨系統的運轉率在85%左右，水泥成品執行標準ASTM C150-2012，也即生產美標的水泥，熟料占比達到92%左右，這樣與之配套的水泥粉磨系統的生產能力要達190 t/h時，才能保持整個水泥生產線的系統平衡匹配。

從目前系統能力來看，單套水泥粉磨系統臺時產量36 t左右，需要將單套系統的臺時產量提產到95～100 t。磨機現階段的運行電流132 A左右，電機額定電流161 A，即主電機的實際消耗功率在1 140 kW左右，磨機的電耗1為 140/36=31.7 kWh/t水泥。要實現大幅度提產的話，我們需要額外增加一套輥壓機系統，工藝流程考慮半終粉磨系統，根據實際生產情況的統計數據，半終粉磨的電耗在23 kWh/t水泥左右，這樣根據輥壓機的增效系數、產比等數據，選擇1.5×1.0 m的輥壓機是合適的，功率為2×710 kW。

2.1 改造后的工藝流程

改造后的工藝流程，詳見圖2。

額外增加一套輥壓機系統與原粉磨系統組成雙閉路的半終粉磨工藝系統[1]，水泥調配站調配好的物料和輥壓機輥壓后的物料通過提升機喂入V選，小于2 mm的顆粒通過V選的出風口進入預粉磨選粉機進行分選，分選量控制在系統產量15%～20%，然后通過旋風收塵器收集，此部分作為成品直接入庫，粗顆粒返回輥壓機繼續輥壓，中粗粉喂入后續磨機內繼續粉磨[2]，粉磨后經過磨尾提升機喂入磨尾的選粉機進行分選，符合細度要求的收集后入成品庫，粗顆粒返回磨機繼續粉磨至合格品。

2.2 水泥粉磨系統主要設備及參數

產量提升后，原水泥粉磨系統的設備需要進行更換和改造。原有的旋風式選粉機生產能力只在50 t左右，配套的風機能力也相對較小，需要進行更換，磨尾的鏈式輸送機和成品入庫提升機均需要進行升級改造以滿足提產后的要求，具體設備配置詳見表2。

表2 改造后的主要設備及參數

2.3 水泥磨磨內的改造措施

增加輥壓機系統后原有的磨內隔倉板的結構及位置、襯板形式、出料篦板、研磨體級配均需要進行相應的調整。首先，對倉位進行重新劃分，原來的三倉改為二倉，一倉長度為3 m，二倉長度為7.6 m，隔倉板更換成具有篩分功能的雙層隔倉板[3]；出料篦板進行更換，原出料篦板篦縫寬度為10 mm左右，鋼球、鋼段容易卡在篦縫上影響磨內通風和過料能力；此外出料裝置的中心通風板的通風面積過小，對磨內通風極為不利，需要進行結構上的改造以增強中心圈的通過能力。

磨內襯板結構形式進行改進，一倉采用環溝階梯襯板，環溝階梯襯板與一般球磨機的階梯襯板不一樣，它在球磨筒體圓周方向上制成一道一道環溝。使用普通球磨機襯板，球磨機鋼球和球磨機襯板是點接觸，物料自鋼球兩側擠出，不產生研磨作用，鋼球直接沖擊在襯板上損壞襯板，并產生熱量和噪音，但是使用環溝襯板，由于物料不會從環溝內擠出，鋼球與襯板之間總有物料存在，球磨機鋼球與球磨機襯板間無直接接觸，物料在環溝中得到充分的研磨。原來磨機后段采用的是鑲嵌式的波紋襯板，考慮到使用時間較久，磨損比較嚴重，加之結構設計上的欠缺出現過垮塌的現象，我們考慮更換成小波紋襯板和4～5圈的擋球環組合，考慮現場工作量的問題，我們只在安裝擋球環的位置現場鉆孔安裝擋球環，其它部位設計成鑲嵌式的小波紋襯板。

二倉設置幾圈擋球環具有以下幾個方面的好處?？拷鼡跚颦h處的研磨體，由于受其牽制作用，所以被提升較高，致使最內層鋼球半徑R1較大，在擋料圈附近形成凹窩，大鋼球容易運動，便向凹窩集聚，在集聚的同時將小鋼球擠走，于是產生分級作用。擋料圈在磨機的后倉中，沿長度方向以相等的間距裝設，它像一道一道隔墻一樣阻滯料的流動，以延長物料在磨內的停留時間[4]，獲得充分的研磨。另外，還會使物料在磨內的流速穩定，防止物料倒流。擋球圈的中部開有許多徑向長孔，它對研磨體和物料都有一定的提升作用，增大后倉的研磨能力?？傮w來說，增設擋球環能夠提高粉磨效率，充分發揮磨機的生產能力。

3 結 語

從改造方案來說，充分利用了原有的設備和建筑物，一方面，在滿足業主產能要求的情況下，節約了業主的投資成本，另一方面，也壓縮了施工的周期，為業主盡快實現了經濟效益。改造后的水泥粉磨系統噸水泥電耗能夠降低10度電左右，達到了節能降耗、提升經濟效益的目的。

此外，在后續的生產調試中，專業的生產調試隊伍，將會根據生產的實際情況進行工藝系統操作的相應調整，確保項目通過達標達產的考核，樹立我司在柬埔寨市場良好的形象。