技术32m13m水泥磨技术改造及

文章提要

将Ф3.m×13m水泥磨改造成与CLF-10辊压机一起组成半终粉磨系统，调试中解决了辊压机辊缝偏差大和压力偏差大、三分离动态选粉机轴承温度超高等问题，运行过程中解决了助磨剂堵塞入磨溜子、入磨物料波动、出磨水泥温度高等问题，并进行磨内研磨体优化调整。改造后台时产量、产品质量稳步提升，远远超出了预期目标，水泥工序电耗大幅降低，充分证明了“大辊压机配小球磨机”方案的优越性。

关键词

半终粉磨系统；大辊压机配小球磨机；助磨剂；系统降温；提产降耗

我公司原有台水泥磨，分别为Φ3.0m×11m和Φ3.m×13m球磨机，两台磨台时产量95t/h，工序电耗46kWh/t，产能低、能耗高成为公司运营发展的瓶颈，在祁连山水泥（集团）公司运营管理中心的指导和帮助下，经过多次技术研讨、考察论证，年8月~年3月我公司对Φ3.m×13m水泥磨系统实施了节能降耗技术改造，将其改造成由Φ3.m×13m水泥磨+CLF-10辊压机组成的半终粉磨系统。改造后，年台时产量稳定到t/h，粉磨工序电耗降到7.5kWh/t。

1.1确定磨机产能目标

水泥窑正常日产量为t/d，年产熟料80万t，水泥磨年运转率按75%计算，水泥磨台时产量应达到t/h以上。因此，确定淘汰Φ3.0m×11m水泥磨，对Φ3.m×13m水泥磨实施节能降耗技术改造，技改后台时产量目标t/h以上。

1.辊压机选型

经查阅大量技术资料和研讨，“大辊压机+小球磨机”对于水泥粉磨系统具有更大的节能空间，采用辊压机与球磨机的装机功率比＞1的联合粉磨系统，更符合多破少磨的原理。

Φ3.m×13m球磨机可配、、、型辊压机等。辊压机辊径越大，对物料粒径变化的适应性越强，运行稳定性较好，同时大辊径辊压机物料循环次数多，挤压后的物料细粉量越大。颗粒微裂纹增多，易磨性越好，有利于提高系统产量、降低电耗。辊压机与球磨机不同装机功率比的运行效果见表1。

查阅相关资料和设计院沟通后，确定为“大辊压机小球磨机”的形式，最终选择CLF-10辊压机+Ф3.m×13m水泥磨组成半终粉磨系统。

1.3磨机配套选型

选择半终粉磨时，物料经辊压机、V型选粉机和三分离选粉机后，有0%~30%的细粉为成品入库，开路磨与闭路磨相比，过粉磨现象少，台时产量相对较高，电耗较低。

大辊压机配置小规格水泥磨的系统，因辊压机成品率占比较高，存在水泥颗粒级配分布过窄以及颗粒形状不好的问题，影响水泥的需水量和流动度等性能。

我公司Ф3.m×13m水泥磨“长径比”较大，适宜选用水泥磨开路磨系统，也有利于缓解水泥颗粒级配分布过窄和颗粒形状不好的问题。

确定水泥磨节能降耗技术改造方案：辊压机+V型选粉机+三分离动态选粉机，与Φ3.m×13m磨机组成半终粉磨开路磨系统。水泥粉磨系统主机设备参数见表。

改造后水泥磨工艺流程如图1所示，控制操作参数画面如图所示。

工艺流程：来自水泥配料站的水泥配合料与辊压机卸出的物料一起通过循环斗式提升机喂入V型选粉机，V型选粉机选出的粗料直接进入辊压机上方的称重稳流仓，粉料则随气流进入三分离选粉机。三分离选粉机选出的粗颗粒直接回辊压机上方的称重稳流仓，中粉的一部分回辊压机上方的称重稳流仓，另一部分入球磨机粉磨，细粉随气体经双旋风分离器收集后作为成品水泥。出双旋风分离器废气经辊压机循环风机排出，一部分通过循环风管送至V型选粉机作分选循环利用，其余部分经余风袋收尘器净化处理后，由排风机排入大气。出水泥磨水泥与选粉机细粉混合送入水泥库中储存。出水泥磨废气经袋收尘器净化后由风机排入大气。

年3月8日水泥磨节能降耗技术改造投产试运行，试运行中存在的主要问题是：当辊压机辊缝偏差5mm和压力偏差3MPa以上时频繁跳停；三分离动态选粉机轴承出现超温则跳停，影响正常生产；水泥比表面积较低（P·O4.5水泥，比表面积m/kg）等。

3.1辊压机辊缝和压力偏差大

3.1.1　原因分析

①三分离选粉机选出的回料与进料混合不均匀，引起辊压机辊缝偏差超限。

②物料进入辊压机稳流仓内落点集中，分散效果差，称重仓内物料离析严重，造成辊压机下料不稳辊缝偏差大，主电动机超过额定电流频繁跳停（仅调试期间跳停8次）。

3.1.　改进措施

①调整物料进稳流仓溜子进料方向，由直接进入改为沿顺时针方向调整90°入仓。

②在进料口下方安装一个直径为mm的圆锥体（如图3所示），物料通过锥体进行分散下料，圆锥体周围焊装一个内仓，控制物料向外飞溅，改善了称重仓内物料的离析现象。

③称重仓料位控制在50%左右，可实现有效料压，避免过饱和喂料，做功效率明显提高。

3.1.3实施效果

辊压机辊缝偏差由5mm缩小到5mm左右，压力偏差由3MPa降低到0.5MPa左右，辊压机运行平稳。

3.三分离动态选粉机轴承温度高

3..1　原因分析

由于轴承座在选粉机内部，轴承座与物料、高温气流直接接触，使轴承温度超高，导致选粉机保护跳停频繁。

3..　改进措施

根据热交换原理，自制一个隔热冷却盒，将选粉机的轴承盒套在自制的隔热冷却盒内，从隔热冷却盒向外联接4根Φ50mm的风管引风，利用选粉机系统负压，将外界自然风吸入冷却盒内，对轴承盒进行风冷却，设备停止时系统无负压而停止进风。冷却盒结构如图4所示。

3..3实施效果

三分离动态选粉机轴承温度从80℃左右降低到55℃左右，运行中三分离动态选粉机再未发生过温度超高跳停的故障。

3.3　出磨水泥比表面积低

3.3.1　原因分析

水泥磨进料溜子高达15m，入磨物料冲击力大，直接冲到磨机一仓中部，影响一仓研磨效率的正常发挥。

3.3.　改进措施

将磨头进料溜子的落料点向磨内前移00mm，在进料溜子出口处安装了自制的物料缓冲装置，减缓物料冲击流速，提高磨机一仓研磨体的粉磨效率。

3.3.3　实施效果

改善了入磨物料落差大造成的冲料问题，物料流速减缓，起到了稳流的作用，出磨水泥的比表面积由m/kg提高到m/kg。

3.4　技术改造验收

通过对出现问题的调试整改，由Ф3.m×13m水泥磨+CLF-10辊压机组成的半终粉磨系统的运行转入正常，生产P·O4.5级水泥，台时产量达到.4t/h，工序电耗降到9.76kWh/t，比表面积m/kg、80μm筛筛余1.0%，达到了技术改造设定目标（改造目标：系统产量≥t/h，水泥工序电耗≤31kWh/t，比表面积≥m/kg），此项技术改造于年8月顺利通过了祁连山水泥（集团）公司专家组验收。

公司技术人员不断摸索，总结经验，针对生产过程中存在的下列几个问题，持续进行技术创新，使磨机工况、产能、工序电耗等技术指标进一步提升，从年7月份开始台时产量达到了t/h以上。

4.1　助磨剂堵塞入磨溜子

4.1.1　原因分析

助磨剂在熟料皮带机上掺加时，存在污染现场、清理劳动强度大且助磨剂易挥发、浪费严重等问题；选择在磨头下料溜子内掺加则污染减少，但易造成下料溜子频繁堵塞，严重时须停磨清理。

4.1.　改进措施

我们于年4月充分利用磨头进料螺旋右侧的物料盲区将助磨剂直接加入磨内。具体做法：从磨头进料处向磨内引进一根厚皮钢管（护管），一直引到磨头护板处，钢管与进料溜子焊接为一体，在护管内安装一根细钢管作为助磨剂的输送管道（如图5所示），从而实现了助磨剂无损耗全部加到了磨内。

4.1.3　实施效果

通过一年多的实际运行，磨头未出现堵料和现场污染现象，提高了助磨剂有效利用率，同比消耗降低了0.3‰。

4.　入磨物料波动且无计量设备

4..1　原因分析

入磨物料是三分离选粉机产生的部分中粉，通过闸板开度调节大小，选粉机出料量波动经常引起入磨物料量的波动，造成磨机工况不稳定，因无计量装置，操作员无法判断入磨流量。

4..　改进措施

如图6所示，在磨房二层安装一个容量0t的稳流仓，仓下安装一台转子秤，既减缓了入磨物料的冲击力，又能准确计量入磨喂料量，解决了入磨物料量波动的问题，稳定了磨系统工况。

4..3　实施效果

入磨物料均匀、稳定、受控，台时产量提高，磨系统操作参数稳定。

4.3　系统温度和出磨水泥温度高

4.3.1　原因分析

水泥磨房内热量聚集无法正常排出，热风入磨无法降低磨头滑履温度（磨机跳停），影响出磨水泥温度。

4.3.　改进措施

①磨头敷设冷风管道，将风管延长到磨房外，室外冷风经过风管入磨，杜绝了室内热风进入磨机，降低磨头滑履温度和出磨水泥温度。

②在磨尾筛筒旋转落料处，制作安装冷却风箱，风箱的长度与筛筒长度相同，宽度mm，由外接冷却风机送风，物料与冷却风充分进行热交换，降低水泥温度。

4.3.3　实施效果

通过以上降温措施，磨头滑履温度下降8℃，出磨水泥温度下降5℃，降温效果明显，基本保证夏季高温天气水泥磨正常运行。

4.4　磨内衬板改造，研磨体级配优化

4.4.1　原因分析

水泥磨一仓仓长3.5m，阶梯衬板，钢球规格Φ0~Φ50mm；二仓仓长9.5m，分级衬板，钢段规格Φ10~Φ18mm；入磨中粉颗粒30~00μm占65%，00μm占1%，μm占3%。据料球比、筛析曲线分析，一仓平均球径偏大，大阶梯衬板提升高度大，形成一仓破碎能力富余，而研磨能力不足，造成一、二仓功能不匹配，台时产量提升空间变窄。

4.4.　改进措施

①将大阶梯衬板更换为双曲线螺旋沟槽衬板（见图7），有效降低钢球提升高度，改变一仓研磨体的运动轨迹，改善研磨效果。

②经过多次探索调整一仓研磨体级配，最终将一仓平均球径由原来的Φ7mm降到Φmm。调整了一、二仓的填充率，降低物料流速，延长物料在磨机内的研磨时间。调整前后水泥磨筛析曲线如图8所示。

③通过试验调节中粉分料插板的开度，查找开度与出磨成品产质量的关系，确定出中粉入磨占60%时的分料插板开度为最佳开度。

4.4.3　实施效果

通过更换磨机一仓衬板及大幅调整研磨体级配，磨机整体研磨能力显著提高，水泥颗粒级配有所改善，水泥磨台时产量环比再提高8~10t/h，取得了较好的经济效益。

水泥粉磨系统通过节能降耗技术改造和持续进行设备、工艺等方面的小改小革、创新实践，优化工艺操作参数，挖掘系统潜能，年水泥磨年平均台时产量达到.49t/h，比设计值高35.49t/h，水泥工序电耗年平均7.5kWh/t。电价按0.41元/kWh、年产量按70万t计算，则年全年节约电费万元以上。~年水泥粉磨系统产量和电耗对比见表3。

我公司Ф3.m×13m水泥磨系统在完成节能降耗技术改造后，又进行了系统优化和技术创新改造，使得水泥磨台时产量、产品质量，均超出了预期的改造目标，取得了较好的经济效益。此次技术改造的成功也充分证明了“大辊压机配小磨”方案的优越性。之后通过磨内衬板改造、研磨体级配优化等技术创新，产能进一步提升，为水泥行业其他同类型球磨机系统改造和技术管理积累了经验。

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