辊压联合粉磨水泥磨系统过程管理及操作参数优化实践

2022-07-08王志红张掖祁连山水泥有限公司甘肃张掖734000

水泥工程 2022年1期

王志红（张掖祁连山水泥有限公司，甘肃张掖 734000）

0 引言

公司拥有两台Φ3.8m×13m水泥磨+14080辊压机水泥磨闭路粉磨系统，生产P·O42.5水泥时，磨机台时产量为100t/h，工序电耗40kWh/t，磨机台时产量低，水泥工序电耗高。为实现提产降耗、节能减排的目的，公司组织专业技术人员成立QC攻关小组，从技术改造，工艺参数优化等方面进行创新实践，水泥磨台时产量提高，解决了水泥磨履温度高，磨机频繁跳停的问题，水泥磨稳定运行后水泥工序电耗下降，提升了公司水泥磨专业管理水平。

1 系统存在问题

我公司水泥磨系统配置见表1，生产M32.5级水泥时，熟料配比58%，混合材分别为石灰石、湿排灰、干粉煤灰、脱硫石膏、硅锰渣，其中脱硫石膏、湿排灰、硅锰渣水分大，物料水分大，容易造成高效选粉机叶片、循环风机叶轮粘料，粘料引起设备振动，进行停磨处理，对水泥系统稳定运行影响很大。磨机台时产量偏低，粉磨P·O42.5级水泥，台时产量只有100t/h，水泥工序电耗达到40kWh/t，已属于高能耗设备。

表1 水泥磨系统主机设备配置

2 问题分析及解决措施

2.1 磨内隔仓板通风差、衬板研磨能力差

改造前磨内通风不足，过粉磨现象严重，小球锻易卡在隔仓板、出磨篦板篦缝内,出磨水泥温度高，影响出磨水泥标准稠度需水量，影响磨机台时产量。磨内衬板使用周期过长，磨机筒体衬板、端面衬板、隔仓板、出磨篦板磨损严重，部分发生断裂，已超使用寿命，严重影响磨机安全运行。磨内研磨体一直使用，虽也在日常生产中补充，研磨体变形、碎球较多，研磨效果差，影响磨机台时。磨机滑履温度过高，正常运行时75℃左右，存在运行隐患。改造前一仓隔仓板、二仓出料篦板见图1，2。

图1 技改前磨一仓结构

图2 磨二仓出料端结构

磨机内部改造措施：

（1）拆除一仓阶梯衬板，更换为新型带凹槽衬板，增加钢球和衬板接触面，提升破碎及研磨能力。

（2）拆除二仓波纹衬板，更换为材质改良、厚度由60mm减小为40mm的新型衬板，减轻磨机本体重量并增加研磨面积，降低运行电流。

（3）更换隔仓板、出料篦板为防堵型出料篦板。

（4）清仓筛分一、二仓研磨体，按新级配方案填充研磨体，以提高一仓的破碎能力与二仓的研磨效率，从而提升磨机功效。改造后一二仓隔仓板、二仓出料装置如图3，4。

图3 技改后一仓结构

图4 技改后二仓出料端结构

2.2 入辊压机石灰石粒度大，辊压机频繁跳停

根据工艺管理要求，辊压机对物料的入料粒度进行了规定，如果入料的粒度超出使用范围，将造成辊压机的两辊间辊缝不可控制，在辊压机运行中经常发生偏辊、电流波动大、振动大等情况，辊压机振动加大、减速机和主轴承的寿命缩短，严重时造成辊压机频繁跳停。甚至液压缸冲破密封漏油情况。对辊压机的寿命、使用和维护带来极大的危害。

在生产中，石灰石粒度大（＞80mm，还有些粒度150mm）,辊压机跳停频繁，跳停后处理时间长，磨机运行受到影响。入辊压机石灰石粒度过大，辊子在长度方向的受力不均匀，长期使用造成辊面非正常损坏，成品质量下降。公司2020年曾发生辊压机振动大造成辊压机减速机振伤停机设备事故。

优化改进措施:进厂石灰石粒度控制在50mm以内方可允许卸货，为了降低入辊压机石灰石粒度（＜40 mm），购置石膏破碎机锤头，调整破碎机筛子，恢复石膏破碎机运行。石灰石粒度下降后，辊压机平稳运行,没有出现由于粒度过大造成辊压机跳停故障。

2.3 进入辊压机金属杂物影响辊压机稳定运行

辊压机入料中不可避免的存在各种各样的金属杂质，这对辊压机的使用造成极大的威胁，过大的金属杂质将直接损坏辊压机的辊面，同时也会引起辊压机跳停。混合皮带拉运石灰石、熟料等物料时，由于除铁器未投入使用，含金属杂物的物料进入辊压机后，辊压机辊面受损，影响辊压机稳定运行。水泥磨辊压机辊面磨损大，辊压机做功电流20A左右，额定电流39.2A，做功功率只有50%左右，严重影响辊压机做功能力。

优化改进措施：为解决混合皮带拉运的物料中的金属物，购买损坏的除铁器电机，恢复混合皮带电子除铁器运行。从除铁器除铁情况看，物料中金属杂物多，除铁器修复投入使用后，避免了物料中金属物质对辊压机的挤压破坏，辊压机运行平稳，做功效率更高。

2.4 入辊压机稳流仓物料产生离析、辊压机辊缝波动大

入辊压机稳流仓溜子为600mm×1500mm的长方形卸料口。卸料口过大，物料从溜子中间进入撒料板后，分布不均匀，进入稳流仓后产生离析。

辊压机稳流仓仓位控制太低，控制在7～8t，基本处于空仓。稳流仓料位过低，使称重仓不能形成稳定的料柱，失去靠物料重力强制喂料的功能，容易出现偏辊现象，从而引起辊压机振动；辊压机辊缝波动大，未形成良好的辊缝，辊压机运行电流20A左右，只有额定电流39.5A的53.8%，做功不良。外循环斗提电流高，物料循环量大，磨机产量偏低。辊压机做功效率差，对物料挤压效果差。另外，仓位过低，物料会直接冲击称重仓，容易造成扬尘现象，影响辊压机周边的环境。

优化改进措施：为了解决物料入稳流仓均匀稳定，不产生离析，将入稳流仓溜子由500 mm×1 500 mm改造成500 mm×500 mm正方形从稳流仓中间进入，物料进入稳流仓后通过撒料盘均匀进入稳流仓。

新增安装提升机，在水泥磨旋风筒与O-Sepa选粉机之间安装一台提升机，将从旋风筒入磨的物料，经空气斜槽、提升机输送进入选粉机，通过O-Sepa选粉机将入磨物料中一部分细粉选出为成品，减少细粉入水泥磨，降低磨机循环负荷率，从而提高水泥磨台时产量。

入辊压机稳流仓仓位在70%～85%左右，稳流仓物料保持在20～25t左右，在打开称重仓气动闸板前将喂料系统开启，将称重仓灌满，再打开插板，同时给定喂料量，逐渐加大给料量，让新喂入的物料压住称重仓，从而保证称重仓稳定。物料在辊压机上方形成密实的料柱，保持辊压机辊缝稳定，辊压机运行电流达到25～28A（额定电流39.2A），因辊压机液压系统漏油较严重，做功效率只能达到64%，没有达到85%以上。

2.5 辊压机辊面磨损大

辊压机辊面磨损大，辊压机运行不平稳，会造成辊压机辊面严重损坏，导致辊子不得不离线修复。

优化改进措施：辊压机高效稳定运行是实现水泥粉磨系统高产低耗的关键，辊压机及其相关保护设备定检。每班检查液压系统；专业巡检人员每周检查辊压机辊面、端面、侧挡板、进料装置等磨损情况和传动部分进行检查，每次将检查视频或照片发微信群。定期对辊压机辊面花纹进行修复，以保证辊压机辊面完好，实现辊压机稳定运行。

针对辊压机辊面磨损过大问题，为了提高辊压机辊面的耐磨性，降低维修成本，联系辊压机堆焊维修人员，利用新材料合金进行堆焊辊面。辊面补焊后，辊压机做功效率进一步提高。辊压机做功电流提高4A左右，辊压机压力提高2MPa，辊压机做功能力进一步提高。

2.6 混合材等物料水分大

进入辊压机的物料水分，必须要满足要求，否则会引起料饼打散困难、台产下降和产品中水分超出标准等问题。当物料含水量大时，容易产生糊磨现象，磨内细粉粘附在研磨体和衬板上，使粉磨效率降低，严重时会使隔仓板篦孔堵塞造成磨机通风不良，物料难以通过，产量急剧下降，质量也引起较大的波动。另外还会造成循环风机叶片粘料，引起循环风机振动过大而造成频繁停磨。

优化改进措施：为了保证磨机正常操作、配料的准确和提高磨机的产、质量。控制以下材料水分：石灰石＜1%，黏土＜2%，混合材＜2%，脱硫石膏＜6%，熟料＜0.5%，综合水分控制在1.5%以内。水泥水分控制在＜0.6%以下。控制水分后，解决了循环风机叶轮粘料问题。

2.7 水泥磨系统漏风点

主要漏风点是辊压机循环风管法兰、循环风机检查门、辊压机旋风筒检查门、入V选溜子检查门等，系统漏风多，辊压机V选平面积料，影响系统稳定运行。

优化改进措施：专业检查中把密封堵漏作为重点工作，通过检查、整改、检查，形成闭环管理，补焊循环风机管道法兰漏风，解决漏风问题。

2.8 配料秤计量偏差大

配料秤计量与实际误差大，熟料实际配比与质量部配比单相指标比偏差太大，配料误差较大，磨机喂料不稳定，对磨机正常运行影响大。

优化改进措施：配料计量秤不准，计量波动大，制定计量秤标定管理制度，按照计量秤制度要求，加强配料秤管理。及时对计量秤进行清扫，保持秤体干净，计量配料秤每月标定一次。当配料秤计量显示异常时，增加标定频次，确保计量准确性，以利于指导生产。

2.9 干粉煤灰库卸料不稳定

干粉煤灰库底通过转子给料机＋计量秤进行计量，粉煤灰在库内受压缩空气、库内外壁温差大，在粉煤灰库卸料口周围形成结块。结块后影响粉煤灰下料稳定，对水泥磨产质量影响大。

优化改进措施：对粉煤灰库卸料口结块进行捅堵清理，保证粉煤灰正常下料。生产中加强进厂粉煤灰管理，积极和综合办公室沟通，在开磨时粉煤灰库库位保持在8～10m左右，计划停车或者库满停磨时，粉煤灰库库位必须低位或者空库，不允许错峰原因等长时间停磨引起粉煤灰库内结块。做好粉煤灰库防水，避免水进入粉煤灰库引起粉煤灰结块。定时对粉煤灰库清库并进行检查，保证粉煤灰内无结块等，保证下料稳定畅通。

2.10 水泥磨参数没有达到最佳

水泥磨成品收尘风机阀门开度仅为50%左右，系统带料能力有限，造成水泥比表面积高，细度偏细，成品收成压差高有糊袋现象。另外在开循环风机冷风阀时，辊压机循环风管道出现冒灰现象,磨机通风不畅，水泥磨滑履温度高，磨机频繁调停。辊压机系统入循环风机阀门开度20%～25%左右，开度过小，循环风量小，风速快，循环负荷率极易造成循环风机叶轮积料、叶片积料等。

优化改进措施：为了增加系统物料通过量能力，对水泥磨参数进行了优化，成品收尘器阀门开度由50%提高到75%左右，对辊压机循环风机冷风阀开度进行了调整，将开度由25%降低到10%左右，通过参数优化调整，磨机粉磨P·O42.5级水泥台时产量由100t/h提高到118t/h，水泥成品比表面积350g/cm2。达到控制要求。通过做颗粒粒径分析可看出，水泥磨参数调整后工况稳定，达到新平衡稳定。磨机参数优化后，磨内通风增加，磨机滑履温度正常，再没有发生由于滑履温度过高造成磨机跳停问题。

为了增加循环风通过量，减少物料在循环风机叶片大喇叭口处堆积，避免物料水分大时在叶轮粘料，循环风机阀门开度增加到40%～55%，提高辊压机系统循环负荷率，循环风量增加后风速稳定，循环风机叶轮积料明显减少，入循环风机喇叭口积料现象明显减少，避免了由于循环风机振动引起的停磨、循环风机磨损情况明显减少。

完善《水泥磨工艺管理规范》，推进精细化管理，优化中控操作方法，加强与质量管理部门沟通；制定规范辊压机辊面、边侧板检查和维护频次，规范工艺参数（包括出辊压机物料粒度、入磨物料粒度、V型选粉机分选效率，出磨物料细度、回粉细度、成品细度、磨机选粉机效率、循环负荷等）、主机设备负荷（辊压机负荷、磨机负荷、风机负荷等）等检测（采集）频次，规范磨内检查、筛余曲线制作频次。

3 改进效果

水泥磨系统优化后，水泥磨台时产量，工序电耗下降明显，公司水泥磨系统在不断优化过程中解决了由于石灰石粒度过大造成辊压机频繁跳停和磨尾滑履温度过高跳停的问题，水泥磨运行得到进一步保证。通过参数优化，磨机台时产量有较大幅度提高，产品质量、工序电耗下降6.8kWh/t，能耗下降明显，超出了预期参数优化目标，取得了较好的效果，参数变化见表2。