生料外循環輥磨技術及應用實例

陳軍，丁再珍，趙劍波，于濤，豆海建，杜鑫，徐兵波，宋留慶，劉迪，邵青

1 引言

隨著國家環保要求的提高和水泥生產成本壓力的上升，精細化生產、高效化管理的要求也越來越高，眾多水泥生產線亟待技術升級改造。

2 生料外循環輥磨技術的特點

傳統的輥磨系統已經在生料、煤、水泥等領域得到了廣泛的應用，系統電耗比傳統球磨機低30%左右，具有系統簡單、運行維護方便的特點。在生料粉磨系統中，與輥壓機生料終粉磨系統相比，輥磨生料終粉磨系統的電耗尤其是循環風機的電耗明顯偏高。

在傳統輥磨的生產運行中，輥磨的內循環電耗高于外循環，而且物料的提升、運輸皆為氣力提升方式。生料輥磨的磨盤名義風速一般為7～9m/s，有的甚至會更高。輥磨的阻力通常很大，生料輥磨的阻力常在7 000～9 000Pa之間，是生料輥磨系統中阻力最大的設備，再加上旋風筒和管道的阻力，循環風機入口的負壓基本在10 500～12 500Pa范圍內。系統風量大和系統阻力大是導致傳統生料輥磨系統中循環風機的電耗明顯偏高的主要原因。

如果將輥磨與選粉機分開，全部物料通過機械提升代替原來的氣力提升，則可以顯著降低循環風機的電耗，使輥磨生料終粉磨的系統電耗與輥壓機生料終粉磨的系統電耗相當。將原有的輥磨生料終粉磨系統改造為外循環輥磨生料終粉磨系統，可以保留輥磨主機設備和基礎，相比新建一套輥壓機生料終粉磨系統可節省約一半的投資成本，同時可達到與輥壓機生料終粉磨系統相當的能耗指標。因此，生料外循環輥磨技術的研究在當前形勢下顯得尤為重要。

為此，公司在2014年申請了外循環輥磨終粉磨工藝流程的專利“立式輥磨系統”并獲得授權（專利號ZL 201420246770.X）。

3 生料外循環輥磨技術方案

生料外循環輥磨系統，是將輥磨的選粉區與研磨區分開，物料不再通過氣力輸送到選粉機進行分選，而是通過提升機采用機械輸送方式運輸物料。輥磨粉磨后的所有物料都從輥磨下部的排渣口排出，然后由提升機提升至靜態選粉機的喂料口。靜態選粉機初選出的粗料和動態選粉機選出的未達到成品要求的粗顆粒，經由提升機提升至輥磨頂部的喂料口，進入輥磨重新粉磨。

為避免大顆粒物料對動態選粉機造成影響，在粉磨后物料進入動態選粉機之前，先將物料喂進V型靜態選粉機進行初選，同時在V型靜態選粉機中通入熱風，完成原料的烘干，大顆粒物料返回輥磨再次粉磨。初選出的較細粉由風帶進與之相連的動態選粉機中，分選出滿足合格細度要求的成品，從而提高動態選粉機的選粉效率。工藝流程圖見圖1。

利用生料外循環輥磨技術對已有生料輥磨終粉磨系統進行改造，可以明顯降低循環風機的電耗，系統解決方案如下：

（1）原輥磨的粉磨部分保留，輥磨主傳動保留，輥磨基礎保留。

（2）拆除原輥磨的選粉機。

（3）改造磨機中殼體，增加中殼體上蓋，包括位于上蓋的喂料口和收塵口。

圖1 生料外循環輥磨系統的流程圖

（4）改造磨機風道，改造刮料裝置和出料口。（5）增加提升機，用于提升輥磨的出料和選粉機的粗料。

（6）增加V型靜態選粉機和動態選粉機，用于物料的烘干和分選。

（7）更換或改造循環風機。改造為外循環系統后，系統的阻力將大幅降低，原有高壓頭風機的效率會大大降低，更換或者改造原有循環風機有利于降低電耗。

（8）更換或改造旋風筒，有利于降低系統的阻力。

4 生料外循環輥磨技術的應用實例

利用生料外循環輥磨技術，我公司先后對湖北JL水泥公司和貴州HL水泥公司的生料輥磨系統進行了改造（見圖2、圖3），均取得了顯著的改造效果。改造的兩條生產線均為3 200t/d新型干法水泥熟料生產線，由天津水泥院設計，生料磨均為TRMR38.4型生料輥磨，為中材（天津）粉體技術裝備有限公司供貨。2018年，中材（天津）粉體技術裝備有限公司依托天津水泥院將這兩條生產線中的生料輥磨系統改造為生料外循環輥磨系統，改造中采用了天津水泥院的最新工藝流程和天津水泥院自主研發的新一代高效組合式選粉機、新型高效低阻旋風筒等新型設備。改造完成后，產量提高，細度降低，生料磨的系統電耗大幅度降低，得到了業主的高度認可。具體改造效果見表1和表2。

圖2 湖北JL水泥公司2線生料外循環輥磨系統改造后現場圖

表1 湖北JL水泥公司2線改造生料外循環輥磨系統的效果

表2 貴州HL水泥公司改造生料外循環輥磨系統的效果

圖3 貴州HL水泥公司生料外循環輥磨系統改造后現場圖

湖北JL水泥公司2線改造后產量提高3.4%以上，生料R200μm細度降低0.4%，生料磨系統電耗降低4kWh/t，折算到熟料綜合電耗可降低6kWh/t以上，可降低運行成本3元/t熟料。

貴州HL水泥公司改造后產量提高14.4%，生料 R200μm細度降低 0.4%，生料磨系統電耗降低4kWh/t，折算到熟料綜合電耗降低6kWh/t以上，可降低運行成本3元/t熟料。

5 結語

目前國內生料輥磨系統的數量仍然很多，在當前提倡節能環保綠色低碳的生產模式下，節能降耗是趨勢所在。生料外循環輥磨技術是輥磨系統發展的新階段，是對傳統輥磨系統的創新和突破。實踐證明，利用生料外循環輥磨技術對傳統生料輥磨系統進行節能改造的效果顯著，與新建生料輥壓機終粉磨系統相比，具有明顯的成本優勢。■