水泥联合粉磨系统与半终粉磨系统运行电耗评价

吕鹏飞

亚泰集团建材投资公司，吉林 长春 130103

屈跟平

甘肃祁连山水泥集团股份有限公司，甘肃 兰州 730030

水泥联合粉磨系统与半终粉磨系统运行电耗评价

吕鹏飞

亚泰集团建材投资公司，吉林 长春 130103

DL公司与SY公司水泥磨均采用辊压机与球磨机组成的联合粉磨系统，此系统可严格控制入磨物料粒度，能充分发挥磨机研磨能力。但DL公司V选后部分合格产品再次进入磨机，增加了磨内过粉磨现象，限制了磨机能力发挥，导致电耗升高。而SY公司辊压机系统与球磨系统共用一台高效选粉机，V选后约40%～50%的细度合格物料直接经选粉机分选为产品，将辊压机与球磨机各自优势发挥至最大，增加了系统能力，这在台时、电耗对比上体现了优势。

水泥 粉磨 辊压机 球磨机 选粉机 电耗

0 引言

粉磨作业是水泥生产中的重要环节，粉磨过程中电耗很大，尤其是生料电耗与水泥电耗，占整个水泥生产电耗（从矿山开采到包装发运）的60%以上，粉磨技术指标的先进性直接决定着企业的经济指标高低。

粉磨电耗的对标管理与评价，对于企业挖潜增效具有重要指导意义。本文选取采用相近产地原材料的两个工厂，对水泥粉磨系统运行电耗进行评价。

1 两公司水泥粉磨系统比较

DL公司Ф4.2 m×13 m水泥磨2007年1月投产，系统采用辊压机配V选+球磨机配高效水平涡流选粉机的联合粉磨系统。工艺流程见图1。

图1 DL公司水泥联合粉磨系统

该系统特点是辊压机挤压后物料全部须走磨机，即辊压机挤压后的料饼送入V选进行分选，粗粉循环挤压，出V选的含尘气流经旋风收尘器收集入磨。

磨机、辊压机、涡流选粉机、排风机等主机功率5 580 kW，系统总装机容量8 950 kW。

SY公司Ф4.2 m×13 m水泥磨2009年2月投产，系统采用辊压机配V选+球磨机配TESu型高效涡流选粉机的半终粉磨系统（图2）。

该系统特点是辊压机挤压后物料中达到合格粒度的部分直接选为成品，不全部进入磨机，即辊压机挤压后的料饼送入V选进行分选，粗粉循环挤压，出V选的含尘气流直接走TESu型高效涡流选粉机，选出的细粉进入系统收尘器收集为成品。

图2 SY公司水泥半终粉磨系统

主机功率5 750 kW，总装机容量10 900 kW（包含烘干系统和熟料汽车、火车散装出厂系统，约800 kW）。

DL公司水泥磨与SY公司水泥磨均属于采用V选的挤压联合闭路磨系统，后者是前者的优化，取消了旋风收尘器和循环风机，采用TESu型高效涡流选粉机，直接将辊压机挤压后合格细粉选为成品，解决了前者辊压机挤压后的大量成品再次入磨影响磨机效率的问题。

两个系统主机功率相近，SY公司粉磨系统总装机容量比DL公司高1 950 kW，因包含着烘干系统和熟料外运系统，见表1。

表 DL公司与SY公司水泥磨主机配置及装机功率

2 两系统配料及台时、运转率比较

DL公司水泥配料采用熟料（70%）、天然石膏（2.5%）、脱硫石膏（3.4%）、沸石（7.5%）、粉煤灰（6.8%）、矿渣（3%）、矿渣粉（6.8%）。

SY公司水泥配料采用熟料（70%）、天然石膏（5%）、脱硫石膏（1.5%）、沸石（15.5%）、粉煤灰（6%）、矿渣（2%）。

两粉磨系统均采用SY公司产熟料，天然石膏采用吉林、辽宁地产石膏与山东石膏搭配使用，脱硫石膏来自长春热电厂，矿渣采用通钢等地。两者不同的是DL公司采用矿渣微粉外掺。

DL公司水泥磨虽矿粉外掺，但磨机台时仍低于SY公司水泥磨较多，见表2。

3 两系统电耗比较

DL公司水泥磨在矿渣微粉外掺、不含烘干和熟料外运电耗的情况下，P·C32.5、P·O42.5水泥分步电耗仍均比SY公司高出约2 kWh/t，见表3。

表2 DL公司与SY公司水泥磨台时与运转率对比表(20 4年)

表3 DL公司与SY公司水泥分步电耗对比表（20 4年）

4 结束语

DL水泥磨与SY水泥磨均采用辊压机与球磨机组成的联合粉磨系统，此系统可严格控制入磨物料粒度，能充分发挥磨机研磨能力。但DL公司V选后部分合格产品再次进入磨机，增加了磨内过粉磨现象，限制了磨机能力发挥，导致电耗升高。而SY公司辊压机系统与球磨系统共用一台高效选粉机，V选后约40%～50%的细度合格物料直接经选粉机分选为产品，将辊压机与球磨机各自优势发挥至最大，增加了系统能力，这在台时、电耗对比上都体现了优势。

屈跟平

甘肃祁连山水泥集团股份有限公司，甘肃 兰州 730030

摘 要 水泥粉磨系统的运行效率，从开始建设就需要持续不断地优化，以达到高产低耗的目的。对Q集团水泥粉磨电耗研究，结果是：水泥粉磨系统工艺流程及配置确定后，系统运行电耗范围基本不会有较大的变化。按照目前各企业粉磨系统运行情况，在球磨机+辊压机联合粉磨或半终粉磨系统中在条件允许下应尽量选择处理能力大的辊压机，同时配置高分选精度的选粉机，这样既可以发挥辊压机料床挤压优势，将球磨机粗碎功能和部分细磨功能转移至辊压机，又可以充分发挥球磨机的细磨能力，以尽可能提高产量，降低电耗；加强水泥粉磨系统工艺设备管理，提高可靠性，以及强化熟料煅烧质量和篦冷机骤冷效果，提高熟料强度和易磨性，为系统高效运行创造条件；系统运行过程中不断优化完善，并积极应用先进的节能设备及技术，使系统能够持久稳定、高产低电耗运行。

关键词 水泥 粉磨 电耗

0 引言

据有关资料介绍，2014年我国熟料产能接近20亿t，水泥粉磨产能接近35亿t，实际水泥产量达到24.76亿t。在这种产能下，加之经济下行压力加大，市场需求疲软，今后相当长的时间内，产能过剩，靠价格抢占市场已不可避免，成本优势将成为企业核心竞争力。

目前水泥粉磨运行系统主要有球磨机闭路粉磨系统、球磨机+辊压机组成的预粉磨、联合粉磨、半终粉磨系统以及立磨终粉磨系统。这些系统运行状况究竟如何？笔者选择Q集团水泥粉磨系统进行研究。

1 Q集团水泥粉磨电耗现状

球磨机闭路粉磨系统和球磨机+辊压机组成的预粉磨系统及联合粉磨系统2010年之前建成运行生产系统较多，2010年以后新建系统已基本不再配置。

球磨机+辊压机组成的联合粉磨和半终粉磨系统经过多年的技术优化改进，运行电耗得到大幅下降，为企业节能减排、降低成本、提高市场竞争力方面作出了重大贡献。联合粉磨和半终粉磨是当前水泥粉磨配置运行的两大主流工艺系统。两种粉磨系统的主要区别，一是联合粉磨出辊压机V型选粉机的物料经旋风分离器收集后全部进入球磨机粉磨，而半终粉磨出辊压机V型选粉机的物料经过双分离选粉机后已有10%～20%的成品进入水泥库，在主机配置相同的情况下，半终粉磨台时产量相对较高，电耗较低；二是半终粉磨系统因颗粒粒径较均匀，颗粒堆积密度小，水泥标准稠度需水量比联合粉磨系统要多。两种粉磨系统从辊压机的配置看，都在向大辊压机配小磨机的方向发展，以更大限度地利用辊压机的节能优势，提高产量，降低电耗。如DF公司Ф3.8 m×13 m水泥磨配置180-160型辊压机产量达到190 t/h，电耗28 kWh/t；EM公司Ф4.2 m×13 m水泥磨配置180-160型辊压机产量达到220 t/h，电耗30 kWh/t。

立磨终粉磨系统虽然从理论上看有较大的优势，电耗指标应该远远低于其他系统。据有关资料介绍，粉磨电耗在28 kWh/t左右，甚至更低，但实际运行效果和理论差距较大，且因质量认知度问题，运行及新建生产线应用较少，今后需要进一步研究改进。

Q集团各类水泥粉磨系统产能及电耗详见表1。

从表1看出：

（1）球磨机粉磨系统电耗基本在40～45 kWh/t之间，不具有任何优势；球磨机+辊压机联合粉磨或半终粉磨系统电耗随辊压机配置不同而有所不同，基本在28～40 kWh/t之间，与立磨系统电耗基本相当；立磨终粉磨系统电耗基本在32 kWh/t左右，虽然整体上低于球磨机+辊压机联合粉磨系统，但优势并不明显。

（2）辊压机处理能力越大，入磨细粉量越多，球磨机做功能力越强，系统产量越高，系统电耗越低。Ф4.2 m×13 m磨配置的180-120型及以上规格的辊压机电耗基本在33 kWh/t以内，而配置的160-140或170-100型辊压机电耗基本在35 kWh/t以上。

表 水泥粉磨系统运行电耗

Q集团现有水泥磨41台，其中Ф3.8 m×13 m水泥磨8台，其中7台水泥磨配套辊压机（2台辊压机型号为120-120，4台辊压机型号为140-80，1台辊压机型号为170100）；Ф4.2 m×13 m水泥磨18台，其中12台水泥磨配套辊压机（7台辊压机型号为170-100，3台辊压机型号为160-140，2台辊压机型号为180-120），详见表2。

从表2看出，（1）水泥粉磨系统实际运行电耗（包括熟料出库至水泥入库所有设备耗电量及规定的公摊电量）普遍偏高，除CX电耗为30.9 kWh/t，接近先进水平外，其他都基本在35 kWh/t以上，与行业先进水平有较大差距。

（2）同规格球磨机，不同或相同规格辊压机的粉磨系统电耗差别较大，如Ф4.2 m×13 m（带辊压机）电耗最低的30.9 kWh/t，最高的43.6 kWh/t，相差12.7 kWh/t，但配置基本相同的半终粉磨和联合粉磨系统台时产量和电耗区别不大。

表2 Q集团水泥粉磨系统配置及运行电耗

2 影响水泥粉磨电耗因素分析

2.1 系统配置

随着辊压机技术的日趋成熟和提高，其运行效率得到了质的提升。对球磨机+辊压机联合粉磨或半终粉磨系统来说，运行效率的高低，不再取决球磨机的配置，而在于辊压机系统配置的高低。同规格的球磨机，辊压机配置高，单位时间内产生的成品量及进入球磨机内的细粉量多，系统产量高，电耗低，否则成品量少，且进入球磨机内的粗粉增多，产量低，电耗高。

Q集团水泥粉磨系统辊压机除PL2号Ф3.8 m× 13 m水泥磨配置170-100型辊压机和CX3号、4号Ф4.2 m×13 m水泥磨配置180120型辊压机，属于较高配置外，其他辊压机规格普遍偏小，一定程度上导致电耗偏高，见表3。

表3 PL和CX水泥磨台时、电耗

PL2号Ф3.8 m×13 m水泥磨增加辊压机系统为2014年改造项目，改造时受水泥输送辅机设备能力限制，未选用180-120型辊压机，选用了170-100型，改造后月台时产量最高160 t/h，月电耗最低34 kWh/t；CX3号、4号Ф4.2 m×13 m水泥磨为2014年新投产系统，月台时最高253 t/h，月电耗最低28.7 kWh/t。随着系统进一步的优化完善，PL2号和CX3号、4号水泥粉磨系统产量和电耗将会达到行业先进水平。所以在球磨机配套辊压机时，在条件允许下，应尽可能高配置辊压机，充分发挥辊压机的高产节能优势，降低球磨机入磨细度，增加入磨细粉量，弱化球磨机破碎功能，提高研磨效率，提高产量，降低电耗。

2.2 设备可靠性

可靠性即为设备有效运转时间内的运转率。对于水泥粉磨系统特别是球磨机+辊压机联合粉磨及半终粉磨系统来说，设备数量较多，大功率电机多，管理难度高于其他系统。若可靠性低，一是系统开停次数必然增多，部分设备空转时间必定增加，从而导致系统电耗上升，二是系统频繁开停和投、止料，产量无法提高，电耗自然就高。

图1是YD3号水泥粉磨系统可靠性和电耗数据。2012年系统可靠性低，电耗高，未能体现出辊压机的节电优势。2013年～2014在强化专业化、精细化管理的基础上，对工艺设备进行了系统性检查维护，如辊压机液压系统、辊压机侧挡板、辊压机斗提机、磨机隔仓板、除尘器等等，系统可靠性达到了95%以上，电耗由39 kWh/t降到了35 kWh/t左右。

2.3 选粉机选粉效率

选粉就是利用颗粒物料在流体阻力、惯性力或离心力之间的平衡而使颗粒物分级的过程。选粉机选粉效率高，回粉中细粉少，磨机循环负荷降低，有利用提高磨机产量，否则粉磨效率低，出磨物料中的大量细粉未被选出，又重新回到磨内继续粉磨，循环负荷增大，产量无法提高，同时大量细粉进入磨内重新粉磨，极易形成过粉磨，降低粉磨效率。

图1 YD3号水泥粉磨系统可靠性和电耗

表4为ZX1号水泥粉磨系统选粉机改造前后台时产量和电耗变化情况。表4显示，ZX1号水泥粉磨系统选粉机改造后选粉效率提高了约20%，台时产量2014年较2012年和2013年提高了约20 t/h，电耗因其他因素影响降幅不大，只降低了约2 kWh/t，但整体改造效果还是比较理想。因此粉磨系统在系统建设时应选用选粉效率高的分级设备，运行时要根据情况及时调整有关参数，提高选粉效率，进而提高系统产量，降低电耗。

2.4 熟料质量

熟料质量对水泥粉磨电耗的影响主要有两方面：一是熟料强度，强度高，可以降低比表面积控制指标，或者增加混合材掺加量，提高产量，降低电耗；二是熟料结粒和冷却效果，结粒细小均齐、骤冷的熟料，矿物晶体结晶好、强度高、易磨性好，粉磨时辊压机做功效率高，产生的细粉量多，球磨机研磨效率高，系统台时产量相对就高，电耗低。

表4 选粉机改造前后台时和电耗

表5为QH熟料质量和电耗数据。从数据看，2014年和2013年相比熟料打磨时间明显缩短，熟料强度显著提高，水泥磨台时产量明显提升，电耗有所降低。因此在生产过程中，必须要强化熟料煅烧和篦冷机冷却环节的管理及工艺技术的优化改进，提高熟料强度和易磨性，为水泥粉磨系统高产低耗创造条件。

2.5 台时产量

在先进工艺技术装备、高设备可靠性、高熟料强度和易磨性保证的前提下，若要电耗降至最低，就需要持续挖掘系统潜能，不断对系统进行优化改进，使系统产量发挥到极限，并持续稳定运行。

LZST水泥磨为Ф4.2 m×13 m球磨机+170100辊压机的联合粉磨系统，2011年建成投产，2011年～2014年台时产量和电耗变化见图2。通过不断改进优化，如及时更换磨损严重的辊压机侧挡板，并调整好间隙，及时调整辊压，提高辊压机做功效率；磨内安装活化衬板，延长细磨时间，激活小段做功（研磨）能量，并利用检修机会及时对磨内研磨体进行补充和调整，提高研磨效率；解决除尘器漏风问题，维护好除尘器清灰装置，提高系统通风量等等，台时产量不断提高，电耗显著降低。

表5 QH熟料质量和电耗关系

图2 LZST水泥磨台时产量和电耗

3 结束语

影响水泥粉磨系统电耗的因素很多，是一个系统工作，任何一个环节管理不善，都有可能降低系统产量，导致电耗升高。因此要想提高水泥粉磨系统运行效率，就需要对系统从开始建设时进行持续不断的研究优化，以达到高产低耗的目的。

（1）水泥粉磨系统工艺流程及配置确定后，系统运行电耗范围基本不会有较大的变化。按照目前各企业粉磨系统运行情况，在球磨机+辊压机联合粉磨或半终粉磨系统中在条件允许下应尽量选择处理能力大的辊压机，同时配置高分选精度的选粉机，这样既可以发挥辊压机料床挤压优势，将球磨机粗碎功能和部分细磨功能转移至辊压机，又可以充分发挥球磨机的细磨能力，以尽可能提高产量，降低电耗。

（2）加强水泥粉磨系统工艺设备管理，提高可靠性，以及强化熟料煅烧质量和篦冷机骤冷效果，提高熟料强度和易磨性，为系统高效运行创造条件。

（3）系统运行过程中应不断优化完善，并积极应用先进的节能设备及技术，使系统能够持久稳定高产运行，降低电耗。

2015-03-20）

TQ 72.622.26

B 文章编号： 008-0473(20 5)04-00 4-03

0. 6008/j.cnki. 008-0473.20 5.04.004

Q 72.622.26 文献标识码：B

008-0473(20 5)04-00 7-05 DOI编码： 0. 6008/j.cnki. 008-0473.20 5.04.005