原料粉磨系统的操作和优化

张德强

1 简介

冀东水泥滦县有限责任公司是唐山冀东水泥股份有限公司控股的有限责任公司，公司于2002年9月注册成立，现有两条生产线，一期2004年3月投入试生产，建有一条5000t/d水泥熟料生产线，一条年产80万吨水泥生产线，并附带一座15MW余热综合利用发电厂，是目前我国北方水泥熟料单产最高的生产线之一；二期2011年1月投入试生产，建有一条5000t/d水泥熟料生产线，两套160t/h水泥粉磨系统，并附带一座12MW纯余热发电厂。

公司拥有两座石灰石矿山，石灰石储量达一亿吨，可满足50年的开采，同时，唐山地区拥有丰富的废渣废料资源，为企业挖潜降耗、资源综合利用、实现循环经济提供了得天独厚的条件。

2 原料粉磨系统

一期辊磨是由日本宇部公司生产的UB46.4型辊磨，主机功率:2600kW；磨盘直径：4.6m，4个磨辊；配套的循环机：2500kW；处理风量：600000m3/h；全压（入口静压）：10900Pa；选粉机：120kW。正常运行时，主电机电流250～260A左右，磨入口负压：-500～-600Pa，磨出口温度一般控制在95～100℃比较稳定，压差一般控制在6000～6200Pa左右稳定且高产。

二期辊磨是由冀东水泥盾石机械生产的JLM3-46.4型辊磨，主机功率：2600kW；磨盘直径：4.6m，4个磨辊；配套的循环机：2200kW；处理风量：600000m3/h；全压（入口静压）：10000Pa；选粉机：132kW。正常运行时，主机电流270～280A，磨入口负压：-600～-700Pa，磨出口温度一般控制在78～86℃左右比较稳定（由于二期预热器采用五级预热器，煤磨、辊磨和纯余热发电都从窑尾取热风，所以温度偏低，尤其是双磨运转时温度更低），压差一般在6800～7200Pa左右，稳定且高产。

料层厚度不同时期有不同的要求，在磨辊和磨盘使用初期，一般料层厚度控制在130mm左右，能够形成稳定的料层又能控制辊磨主机负荷在合理的范围内波动；当辊磨辊套和衬板的使用过了磨合期，料层厚度应适度增加10mm左右，这样料层会更加稳定，能达到最佳的粉磨效果；辊套和衬板磨损后期，料层厚度应控制在150～160mm，因为磨损后期料层分布不均匀，粉磨效果较差，料层的稳定性差，因此，要根据辊磨辊套和衬板的磨损情况及时调整挡料圈的高度来控制合理的料层厚度。宇部辊磨和盾石机械研发的辊磨没有料层厚度显示，中控操作时可以通过观察压差、主电机电流、磨机振动及出口温度等控制稳定的料层，做出相应的调整。

一期窑尾EP风机的功率：1000kW；处理风量：1160000m3/h；全压：2000Pa。二期EP风机的功率：1600kW；处理风量：989500m3/h；全压：4000Pa。辊磨是风扫磨，主要靠气流带动物料循环和输送，通风量要适当。风量不足，合格的生料不能及时被带出，料层增厚，排渣增多，设备负荷高，产量低；风量过大，料层渐薄，影响磨机的稳定运转，增加风机的耗电量，因此磨机风量一定要与产量匹配。

辊磨是利用液压缸对磨辊施加研磨压力对物料进行料床粉碎的，研磨压力增加，磨机产量增加，但达到一定的临界值后不再变化，因此研磨压力的给定要兼顾产量和能耗两方面的因素，根据实际入磨物料的性质、粒度、喂料量等找出研磨压力与产量的对应关系，确定一个经济、适宜的研磨压力。一般一期研磨压力设定5500kPa，二期研磨压力设定6000kPa，后来二期减速机出现问题后研磨压力降至5500kPa，有意降低加载负荷，保护减速机。

原料系统从建厂之初一直处于良好的运行状态，通过对系统的诊断与优化，对辊磨指标性参数全盘考虑，合理匹配风、水、料，合理施加研磨压力，增产节能效果明显，运行稳定。2011年，二期项目也顺利完成了生产调试，生产逐渐向好。自2011年滦县二期项目建成试车，在电力紧缺的情况下，利用均化库高料位间歇合理安排一二期辊磨的运转，克服了电力不足的影响，在电力紧张的情况下如期完成二期调试工作，先后完成达产达标，目前运行态势良好。

3 制约生产的问题

（1）一期窑尾电收尘器收尘效果不好，粉尘排放严重超标。

（2）二期辊磨磨辊轴承漏油比较严重，目前已经处理了部分辊轴漏油，还有一个辊轴轴承处漏油，三个辊轴尾部漏油。

（3）配料站砂岩、煤矸石仓冬季棚仓问题。一期磨头仓下料口仓壁粘料非常严重，磨头仓料位一有较大波动就容易造成下料口断料，影响辊磨稳定运行。

（4）二期窑尾EP风机液耦反馈、转速及主机电流频繁大幅波动，导致原料系统和窑系统压力大幅波动，容易造成系统塌料、设备跳停等，影响生产的连续稳定运转

（5）辊磨锁风下料阀跳停故障率高，影响辊磨的连续稳定运转，降低了台时产量，增加了电耗。

（6）二期窑尾大布袋压差高，出现系统压力小甚至正压的现象。

（7）辊磨减速机接连出现问题。二期辊磨减速机为重齿公司产品，今年9～11月先后出现行星轮轴承损坏的事故。一期A磨减速机是日本宇部减速机，最近检查发现减速机内部铁屑较多，减速机一二级啮合情况不好，特别是二级平行级啮合面不到40%，存在较大的隐患。

（8）二期石灰石取料机常出现假信号报警、极限位报警及综合故障报警，石灰石上料皮带易出现打滑，故障停机非常频繁。

（9）石灰石取料机耙齿经常掉落，刮板侧向受力严重，刮板和滑道损坏频繁。

（10）一期B磨循环风挡板动作不灵敏。

4 出现问题的原因

（1）有个别高压电场工作状态不好，电收尘器入口温度高。由于窑尾SP炉改PH炉，SP炉已经拆除，而PH炉还需进一步作接口，因此窑尾热风温度很高。入电收尘器温度在150℃以上，粉尘的比电阻很大，收尘效果很差，增湿塔喷水已经达到最大用水量，仍不能达到良好的增湿降温的效果，尤其是原料单磨运行时电收尘器入口温度达到180℃以上，严重影响电收尘器的收尘效果。

（2）磨辊轴承处漏油的原因是磨辊尾部风腔设计间隙较小，风腔与辊轴摩擦发热导致油封老化漏油。辊轴尾部漏油原因是磨辊供油管和呼吸器铁管壁较薄，铁管与辊轴内腔连接螺纹锈蚀严重，安装时不能拧紧，随磨机长期振动后断裂，润滑油部分回流至空腔内从尾部流出。

（3）砂岩和煤矸石中大块较多且物料水分较大，尤其是砂岩，是粘湿性物料，雨季或冬季粘湿粘接特别严重，日积月累各仓仓壁粘料越来越多，下料通道直径越来越小，经常造成棚仓、堵料现象；一期磨头仓下料口仓壁粘料严重，使磨头仓下料通道直径变小，极易棚仓断料。

（4）液力耦合器或电动执行器勺杆松动，经常出现波动。

（5）锁风阀侧壁环缝处容易卡铁块，翻板阀中间处容易被大块物料卡住等造成跳停。

（6）窑尾大布袋进风口设计不合理，清灰振打电机功率小，振打效果不理想不彻底，积灰非常严重。

（7）一期辊磨减速机出现严重的偏载现象，致使一二级啮合情况不好，特别是二级平行级啮合面不到40%，二期减速机在设计和制作过程中存在缺陷，使用中加载压力高，加速了这种损坏。

（8）电气信号紊乱，下滑道滑线故障或者耙车闯极限位，自动纠偏限位装置设计不合理，自动纠偏功能失效，造成取料机频繁跑偏；3号输送长皮带机尾没有配重，而是丝杠拉紧，运行一段时间后皮带机头螺纹磨损严重，皮带张紧度变大，包角小，摩擦系数变小，容易造成皮带打滑。

（9）水洗砂岩和脱硫石膏使用车辆直接倒运进石灰石堆场，铺盖在石灰石堆底，为了清理物料中的大块，水洗砂岩被车辆反复碾压，特别密实，个别未发现的大块，造成石灰石取料机耙齿经常掉落，刮板侧向受力严重，刮板和滑道损坏频繁。

（10）由于热风挡板设计缺陷，中空轴受热膨胀与外套抱紧，执行器不能开关挡板。

5 解决措施

（1）2月份中修时对电收尘器电场做了相应处理，已经恢复电场的运行状况，现滦县公司正在进行PH炉管道对接，PH炉投入运行后温度就会大幅降低，收尘效果应该会有明显的改观。目前公司已经着手推进电改袋技改项目，仔细检查增湿塔喷水系统，确保增湿塔能够高效稳定运行。

（2）增加油封，更换较厚的油管，保持清洁，加强紧固，必要时定做备件，更换轴承座。

（3）督促当班岗位时刻在输送皮带处和下料小仓（二期直接用裙板机）清理大块及粘料。上料也要少量多次，既要保证原料不断料，又不能上得太多，以免造成大仓频繁棚仓甚至堵料。在岗位巡检或处理设备问题时，难免有大块输送至仓里，造成下料口棚仓堵料。针对这种情况，原料车间在配料站制作了两个火炉烘烤仓锥体，对砂岩仓外侧砌墙作保温效果较好，减少了棚仓问题的频繁出现。但是增加了燃煤，增加了成本，并且配料站燃煤还容易造成因空气流通不好，CO富集使人中毒，因此还得进一步优化处理。建议雨季和冬季的时候尽量少用含水量大、颗粒又大的物料，或者对配料站做保温，或者引用窑尾废气的预热对湿度大的物料进行烘干加热处理，避免粘湿的物料粘接积累造成棚仓堵料。一期磨头仓粘料只能在均化库料位高两台磨停下来清仓处理，保持磨头仓适当高的料位，避免料位的大幅波动。

（4）检查液力耦合器及电动执行器，确认问题的根源，建议跟踪检查，及时排查解决。

（5）现场倒反转或盘车就可以开起来，但每次都会造成辊磨空转，甚至停机。车间已经制定了改造锁风阀的方案并联系了厂家准备处理。

（6）对收尘器进行了改造，增加一组振打清灰电机，解决了管道的积灰问题，压差也大幅度减小，系统运行状态明显改善。

（7）一期A磨已经减料运行，减小负荷对减速机的损坏，目前检修方案已经确定，等备件到后停机检修。二期目前减速机已经更换完毕，更换备件为丰润三期修复备件，使用效果存在很大的不可控因素，另外从操作上进行减料操作，减少负荷对减速机的损坏，从负荷和振动上有意地保护减速机。但减料运行直接影响到生料产量和台时电耗指标的完成，只是权宜之计，建议在检修时对减速机偏载情况进行及时调整和恢复，增大齿轮的啮合度，对二期减速机，应联合厂家进行优化设计与制作，增加减速机的使用寿命。

（8）加强电气管理，增加信号的灵敏度，重点加强极限位，下滑道等处的巡检，发现隐患及时处理；更换皮带机头滚筒，增加摩擦系数，或者改丝杠拉紧为配重拉紧，增加皮带的张紧度，避免皮带因过松包角小引起打滑压死。

（9）尽量不在石灰石堆底铺盖水洗砂岩和脱硫石膏等，保证石灰石颗粒级配均匀合理，但如果为了找正石灰石质量，或者为了减少因水洗砂岩中水分过大引起的上料、配料站的粘料堵料及棚仓断料等，需要在石灰石堆底铺盖的，要先对大块物料进行破碎处理，减少大块，加大对倒运水洗砂岩和脱硫石膏大块清理的考核，减少大块造成石灰石耙车耙齿断裂或者堵死下料口等故障的发生。

（10）由于挡板不能动作，导致停磨时挡板也长期处于开启状态，辊磨进口管道倾角较小，积灰严重，辊磨地坑塌料非常多。为避免开磨前清料时间长耽误开磨，停磨状态下辊磨排渣系统也不得不频繁开启，定时进行清料。清理工作量大，地坑环境也较差，在开停磨和生产中需要动风时。联系岗位现场盘车调节挡板的开度，建议对该挡板进行更换修复。

6 结语

通过对原料粉磨系统生产中所遇到问题的总结摸索，积累了一定的操作和维护经验，从而确保了UM46.4型辊磨和JLM3-46.4型辊磨能够持续、稳定、高效运转，为窑系统的正常运转打下基础。对系统的正确诊断及合理优化，能够对设备运行状态增强预见性，能够更好地掌握设备运行规律，实现计划性操控，减少故障停机的几率，保证原料系统持续、稳定、高效的运行，从而为实现优质、高产、低耗提供了有力保证。