ϕ3.8m×13m水泥粉磨系统的改造

牛海龙，石国平，谢小云，马秀宽，徐向升

ϕ3.8m×13m水泥粉磨系统的改造

Transformation of Cement Grinding System with the Dimension of ϕ3.8 m×13 m

牛海龙1，石国平2，谢小云2，马秀宽2，徐向升3

在球磨机时代，水泥粉磨主要依靠粉磨效率低的球磨机。随着粉磨技术的发展，采用高效料床粉磨技术装备对现有传统球磨水泥粉磨系统进行节能改造，是大幅降低水泥生产电耗、提高企业效益的有效途径。为此，天津振兴水泥厂对ϕ3.8m×13m双仓圈流水泥球磨系统进行了提产节能改造，增加了一台辊压机与现有设备组成联合粉磨系统。经过半年多的生产调试，系统产量由65t/h提高至180～190t/h，系统电耗降低了8kWh/t，系统产量大幅提高，保证了水泥销售旺季的生产需求，提高了企业经济效益。

辊压机；水泥粉磨；球磨机；开流粉磨

在球磨机时代，水泥粉磨主要依靠粉磨效率低的球磨机，系统电耗为35～45kWh/t；在目前料床粉磨技术发展时代，采用料床预粉磨（保留球磨机），系统电耗降低到30～35kWh/t；在去球磨化时代，物料粉磨全部采用高效料床粉磨技术，电耗可以降低至25kWh/t左右。由于高效料床粉磨设备（辊压机和辊磨）的能量利用率约为球磨机的两倍，随着联合粉磨系统中辊压机规格的增大，粉磨过程中吸收功率的增加，整个粉磨系统的电耗随之降低，所以采用高效料床粉磨装备技术，改造现有传统球磨水泥粉磨系统，是大幅降低水泥生产电耗、提高企业经济效益的有效途径。

天津振兴水泥厂1号2000t/d水泥熟料新型干法生产线系天津水泥工业设计研究院于1997年设计的国产化2000t/d水泥熟料生产线。水泥粉磨系统采用两套ϕ3.8m×13m双仓圈流球磨系统，系统设计能力为2× 60t/h（P·O52.5，350m2/kg比表面积），系统主机配置见表1。

原系统工艺流程见图1。新喂物料中的熟料、石灰石和脱硫石膏等经计量后，由皮带从球磨机磨头喂入，出磨物料经提升机和斜槽送入动态选粉机进行风选，合格成品由收尘器收集后入库，粗粉再返回至磨头入磨继续进行粉磨。球磨机磨内的通风由单独的收尘器和风机负责，磨尾收尘器收集的粉尘中含有的部分粗颗粒被引至出磨提升机，而矿渣粉也与出磨物料在磨尾混合。

为了进一步提高系统产量，降低系统电耗，综合考虑场地等因素后，2012年对2号水泥粉磨系统进行了提产改造，改造由中材装备集团有限公司（原天津水泥工业设计研究院有限公司）采用总包形式进行，并于2012年10月15日投入运行，下面对该系统的改造情况进行简要介绍，供广大业内同仁参考。

1 改造后的水泥粉磨系统情况

本次节能技术改造的主要方案为，在球磨机前端增加一台TRP180-140辊压机，并配套相应的V型选粉机和动态选粉机。考虑到原配套的O-sepa选粉机投产运行时间较长且不能满足改造后的产能需求，为了减少停产时间、减少对原有厂房及设备的改动以降低改造投资费用，将原有的圈流磨系统改为开流磨系统，形成了由辊压机+开流磨组成的联合粉磨系统。主要设备变化情况见表2，改造后的系统流程见图2。

表11 号、2号水泥粉磨系统主机设备

图1 改造前水泥粉磨系统工艺流程图

表2 主要设备变化情况

新喂物料中的熟料和石灰石等含有大颗粒的物料经计量后，由皮带和提升机送入辊压机上方的小仓内，继而被辊压机辊压粉磨；出辊压机物料由循环提升机送入V型选粉机内风选；风选后，粗物料落入辊压机上面的核重小仓内，较细物料由风带入动态选粉机进一步风选；出动态选粉机的细粉由旋风筒收集后进入后面的开流球磨机中继续粉磨至水泥成品，而出动态选粉机的粗粉则返回辊压机上面的小仓，进而再次被辊压机辊压粉磨；另外，脱硫石膏计量后，由皮带单独从球磨机磨头喂入，而矿渣粉则直接与出磨物料在磨尾混合后入库。

2 改造前后生产数据对比

通过对比改造前后的生产数据可知，由于粉磨系统工艺流程的变化，使得成品水泥的28d强度增长率降低（圈流水泥粉磨系统和开流水泥粉磨系统相比，在比表面积控制相同的情况下，后者水泥成品的细度要大于前者，换句话说，在成品比表面积相同的情况下，开流系统生产的水泥中粗熟料颗粒比例大于圈流系统，因此，呈现出3d抗压强度高而28d强度低的结果），因此，为了提高水泥的28d抗压强度，熟料比例增加1%～2%。即便在混合材比例减小的情况下，系统产量提高幅度也达180%以上。总的说来，2号水泥粉磨系统的改造非常成功，辊压机运行平稳，系统操作简单且调节方便，所生产的水泥质量稳定，系统电耗大幅度降低，实现了本次改造的预期效果，对于企业的生产经营起到了很好的促进作用，对于同类型水泥粉磨系统的节能改造具有很好的推广和借鉴作用。

3 技术改造的体会

（1）原有圈流系统的设备中，除动态选粉机废弃外，其他设备全部在改造后的系统中得到了利用，尽可能地节约了投资。

图2 改造后水泥粉磨系统工艺流程

表3 改造前后水泥配比（水泥品种为P·O42.5），%

表4 改造前后生产数据

（2）系统改造过程影响生产的时间短。因新增辊压机部分与原有粉磨车间相互独立，在辊压机厂房建设期间，原有系统可以继续生产，当辊压机厂房的建设完成后，才需将原有球磨机系统停止运行，对喂料系统和放风收尘等联结部分进行施工，停产施工时间为7～10d。

4 调试经验

该厂是第一次接触开流水泥粉磨系统，缺乏对开流水泥粉磨系统的操作控制经验，因此，该系统的调试过程成为了一个学习提高的过程。总结该系统的调试经验，主要有以下几点。

4.1 脱硫石膏入磨

为了降低成本，许多水泥企业都采用脱硫石膏，但是生产中遇到的最大难题就是如何解决脱硫石膏水分对生产的影响。如果脱硫石膏直接入磨，磨头堵料、磨内糊磨在所难免；如果脱硫石膏同熟料等一起先入辊压机系统，运行一段时间后，提升机、风管等处必然产生大量结皮，一则清理困难，二则严重影响设备的使用寿命和运行安全。在调试之初，我们采用脱硫石膏直接入磨的方式，结果物料在磨头堵料，磨内产生糊磨现象，影响球磨机的粉磨效率。为此，我们在磨头喂料溜子上加设了空气炮，在磨内增加物料流动阻力，并加大磨内通风。运行一段时间后，渐渐发现在系统刚投料时，采用脱硫石膏一半入磨、一半入辊压机的方式可以减轻糊磨现象，待系统内气体温度升高后，再将所有脱硫石膏入磨，这样既可以减轻糊磨现象，又可以避免系统内的结皮。

4.2 辊压机操作压力和运行功率的关系

辊压机的操作压力是辊压机的一个重要控制参数，但在实际生产中，比较理想的操作模式应当是在合适的压力下，使辊压机在较高的功率下稳定运行。因为操作压力过高，辊压机轴的应力大，轴承的受力大，其使用寿命必然会缩短。经调试期间的不断摸索，发现通过辊压机操作压力和喂料插板的配合，完全可以实现在较低的操作压力下保持较高的运行功率。

4.3 助磨剂的加入

在水泥粉磨过程中加入助磨剂，对改善球磨机内的糊磨现象和物料的分散状况效果明显，但同时也会改善物料的流动性，这对开流球磨机系统和辊压机系统的运行来说，并不完全有益。首先，球磨机内物料流速过快，出磨水泥的细度难以控制；其次，对辊压机系统来说，物料流动性变好后，尽管因物料的分散效果改善后，选粉机的选粉效率会有一定的提高，但易产生塌仓现象，影响辊压机的稳定运行。为此，在调试过程中，将助磨剂按不同的比例同时加入辊压机和球磨机，并结合系统操作参数的适当调整，摸索出了最佳的助磨剂添加方案。

天津振兴水泥厂ϕ3.8m×13m双仓圈流水泥球磨系统的提产节能改造非常成功，产量提高了1.8倍，系统电耗降低了8kWh/t，按年产水泥130万吨计算，年节电1040万kWh，以0.5元/kWh计算，年节电费520万元，保证了水泥销售旺季的生产需求，提高了企业的经济效益。

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1001-6171（2014）03-0078-03

通讯地址：1天津振兴水泥有限公司，天津300400；2中材装备集团有限公司，天津300400；3天津水泥工业设计研究院有限公司，天津300400；

2013-09-19；编辑：赵莲