水泥磨系统采用辊压机预粉磨生产工艺及节电效果

钱存东

（扬州市节能技术服务中心，江苏 扬州 225009）

水泥磨系统采用辊压机预粉磨生产工艺及节电效果

钱存东

（扬州市节能技术服务中心，江苏 扬州 225009）

扬州亚东水泥有限公司是江苏扬州市最大的水泥生产企业，专业生产PC32.5、P042.5和PII52.5水泥粉磨。该公司现有水泥粉磨系统3套，均采用Φ4.2×13 m球磨机，年生产水泥260万t。

该公司受电容量15 000 kVA、电压等级35 kV，年消耗电能90 GWh，是江苏省重点用能单位。为响应政府节能降耗的要求，该公司对3号生产线粉磨系统进行了节电改造。改造后，2010年3号水泥生产线生产的水泥可比综合电耗比2009年下降了23.98%。

1 项目实施概况

2009年初，该公司首先对3条粉磨生产线的生产工艺和设备进行了一次全面地梳理，并借鉴省内外企业成功经验，选择合适的生产工艺和设备，同时确定从3号生产线着手进行生产工艺改造，对项目的工程投资和效益充分进行了评估。从2009年6月至2009年底完成了3号生产线粉磨系统生产工艺改造工作。该项目投资费用为2 200万元，其中1 500万元为自筹资金，700万元为银行贷款。

2 3号生产线生产工艺

2.1 改造前生产工艺

改造前水泥原料从料仓中出料经计量后混合，经带运机、提运机等设备送入球磨机中，在球磨机中经过钢球的碰撞、挤压而粉碎，出磨物料由提升机送至高效选粉机，分选出的粗粉通过滑运机回到磨机，细粉随气流进入高浓度收尘器内，收下的灰即为成品，再由输送设备送入水泥库。图1为改造前3号生产线生产工艺流程图。

这种粉磨系统关键设备是球磨机。由于球磨机的粉碎机理属于单颗粒粉碎，物料之间的有效相互作用很少。球磨机能量利用率很低，仅在2%左右，大部分能量没有用在物料的粉碎上，而是变成无用的热量散发。因此，提高能量利用率的潜力很大。该粉磨系统设计能力为80 t/h。

图1 改造前3号生产线生产工艺流程图

2.2 改造后生产工艺

改造后利用原配料库库底配料后，由带运机、提升机将熟料、石灰石、混合料等送入稳流称重仓内，经辊压机挤压后，再由提升机送入V型分级机，出V型分级机后的粗粉返回稳流称重仓进行二次挤压，细粉（半成品）由风带入旋风筒收集后由滑运机送入原有粉磨系统。粉煤灰干灰及脱硫石膏直接送入球磨机粉磨。出磨物料由提升机送至高效选粉机，分选出的粗粉通过滑运机回到磨机，细粉随气流进入高浓度收尘器内，收下的灰即为成品，再由输送设备送入水泥库。

改造后预粉磨系统采用辊压机和球磨机联合挤压粉磨。其中，辊压机与气流分级机构成独立回路，将辊压机挤压出的物料经打气流分级机分级后，大于一定粒径的物料返回辊压机重新挤压，小于一定粒径的物料作为半成品送入球磨机粉磨。辊压机利用粒间高压粉碎原理，高效、节能，大幅度改善入磨物料的粒度和易磨性，气流分级机集打散与分级功能于一体，有效消除辊压机边缘漏料对球磨系统产生的不良影响，合理匹配辊压机与球磨机之间的功率比，使入磨物料的粒度趋于均齐，保证后序球磨系统工况的稳定，带有特殊磨内筛分装置的球磨机将各粒级物料在各球仓和段仓中由粗到细依次有序地分段，使研磨体的配备更具针对性和有效性，各球、段的群体冲击及研磨功能得到更为有效的发挥，进一步提高系统的粉磨效率，从而达到增产节能的目的。图2为改造后3号生产线生产工艺流程图。

图2 改造后3号生产线生产工艺流程图

这种粉磨系统关键设备是辊压机。辊压机采用的是高压料床粉碎原理使物料得以粉碎，是大能量的一次性输入，为了实现工业生产连续性作业，采用一对相向运动的辊子（其中一只是固定辊、一只为活动辊），液压力通过活动辊作用在拉入两辊之间的物料上，并将其压实粉碎。

辊压机的粉磨效率约为球磨机的2倍左右。通过辊压机预处理设备缩小入磨粒度，在大幅度提高磨机产量50%的同时，显著降低粉磨系统电耗20%～30%及生产成本。该粉磨系统设计能力为160 t/h。

3 辊压机联合球磨机粉磨系统技术特点

3.1 设计合适容量的稳流称重仓

由于辊压机必须满料操作，运行过程中两辊之间必须保证充满物料，不能间断，因此，必须在辊压机进料口上部设置稳流作用的称重仓。

3.2 采用除铁技术

由于辊压机辊面耐磨层容易磨损，尤其对金属异物反应敏感，因此喂入辊压机的物料应尽可能地除铁彻底。系统中除了在进料皮带上设置除铁器外，还在进料皮带上设置金属探测仪。在生产过程中，应确保金属探测仪与进料系统连锁畅通反应敏捷，以便及时排除物料中混杂的金属异物，避免金属异物在辊压机与分级机组成的闭路系统中不断循环而反复损伤辊面层。

表1 3号生产线改造前后可比水泥电耗计算表

3.3 辊压机斜插板位置得当

辊压机斜插板位置不当，会造成辊压机入口内料柱压力过大或过小，对形成稳定料床有影响。位置过高，料柱压力过大，入辊压机物料多，辊缝大，物料会冲过辊压机或形成料饼过厚，增大下道工序负荷，挤压效果变差，成品含量低；位置过低，料柱压力小，入辊压机物料少，难以形成稳定厚实的料床，产量低，严重时还可能造成设备振动，无法运行。

3.4 关键设备辊压机

辊压机是根据料床粉磨原理设计而成，其主要特征是高压、满速、满料、料床粉碎。由于辊压机的高压负荷通过双辊直径传递到物料层，大部分能量被用于物料之间的相互挤压，物料摩擦产生的声能、热能被转化为物料的变形能，使其变形、撕裂、粉碎，因此辊压机是能量利用率较高的设备。同时，辊压后的物料不仅粒度大幅度减少，也大大改善了后续磨机的粉磨状况，使整个粉磨系统的单位电耗明显下降。

3.5 采用V型分级机

基于辊压机的工作特点，为给下一道工序（磨机）提供合格的半成品，以充分发挥磨机的研磨作用，必须设置分料分级装置，将小于一定料径的物料作为半成品送入经过改造的球磨机中继续粉磨至水泥成品，而大于此料径的物料返回辊压机重新挤压，这就构成了辊压机联合粉磨系统。

4 节电效益和经济效益

扬州亚东水泥有限公司于2009年底完成了对3号生产线粉磨系统改造。在进行节能效果分析比较时,采用2010年4月与2009年4月生产P042.5水泥的相关数据进行比较。表1为3号生产线改造前后可比水泥电耗计算表。

2010年3号生产线共生产水泥96万t，实际节约电量10.2 GWh。该项目投资2 200万元，项目节电效益598.74万元，新增效益300万元，回收期30个月。

Production process of cement mill system with roller press pre⁃milling and its energy⁃saving effect

QIAN Cun⁃dong
（Yangzhou Energy Conservation Technology Service Center,Yangzhou 225009，China）

1009-1831（2011）04-0044-02

TK018；F407.61

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2011-03-08