最新的辊式磨技术



最新的辊式磨技术

现代化的水泥粉磨车间必须具备较高的运行效率和产能、较低的电耗和装备事故率、较低的投资和维修费用、优质的产品以及良好的环保效应等，近年来，辊式磨的工艺装备及设计、生产控制的技术进展已符合上述发展趋势。

1　现代化粉磨车间

1.1大型装备

水泥工业发展趋势是大型水泥窑，最大产量13 000t/d，所需的水泥、原料和煤磨是一磨还是二磨，一直备受争议。一是可靠性。一窑二磨可靠，但从粉磨车间投资来看，一磨较二磨投资低约20%～30%，维修费用和操作员工也少些，争议中一窑一磨方案占优势，但磨机需大型化。二是窑磨之间的关系。尤其是生料磨和煤磨，若出现事故，势必要停窑。因而粉磨装备必须长期安全运转，不仅主机需要安全运转，而且辅机也需要安全运行。三是产能配套。为保证窑的安全运行，粉磨能力必须大于烧成能力，富余能力约60%～80%。此外，设计中还需考虑，当磨机的个别部件出现故障时，磨机仍然可保持窑在常规产能下运行。近年来，投入生产的具备最新技术的辊式磨能满足上述需求，不仅产能高，而且当个别磨辊出现故障后，可以抬起，其余磨辊照常运行，保证所需产品的产能及质量。

为满足上述需求，莱歇公司于2006年开发了6辊生料磨（LM69.6）和4辊煤磨（LM43.4）。2014年又开发了（4+4）辊式水泥磨，满足水泥市场大型产能需求的辊式水泥磨LM70.4+4CS，功率9 600kW（表1），将于2016年投入运行。

图1　紧凑式行星电动传动（COPE）

表1　莱歇LM70.4+4CS水泥磨技术数据

图3　莱歇水泥磨产能与规格的关系

图4　LDC选粉机

图5　LSK和LDC选粉机

莱歇公司所有辊式磨的传动，均采用与RENK公司共同开发的紧凑行星式电动（COPE）传动系统，确保装备运行可靠和产能储备量。该系统是一台2级多传动型带8台单独传动单元的减速箱和一台3 000kW电机的组合。垂直安装的减速机通过螺旋齿轮与减速箱连接（图1）。在运行过程中，即使一半的传动装置出现事故，磨机和传动装置仍能运行。减速箱可安装或不安装调频转换器，适合各种水泥质量和粉磨细度的需求。

莱歇公司所设计的4+4系统辊式水泥磨，是由4个用于粉磨的主轴和4个用于料床制备的支撑辊子组成，能将辊子中的两个悬挂形成独立的液压系统。当磨辊在生产运行中出现故障，可将其悬吊，此时辊磨剩余产能60%～80%的2个辊子仍然运行，仍能满足生产需求。为便于生产管理，水泥磨和生料磨装备设计共用许多一般的备件。水泥、生料磨均采用相同的减速箱辊子、标准辊子以及摇臂和液压气动弹簧系统部件，这些部件均适用于不同产能的生产线以及不同物理性能原料的生产需求。

莱歇公司生产的生料磨、水泥磨产能与规格的关系见图2、图3。

1.2LDC选粉机

辊式磨和选粉机设计为一体，产能高，电耗低，烘干能力优良。选粉机对产品的颗粒分布及产品在机内循环起到关键影响。机内气流循环的压降和风机电耗以及粉磨电耗均有关。

莱歇公司2008年以前使用LSK型选粉机，而后使用新一代具有Vortex Rectifier专利的LDC动态选粉机（图4）。至2015年，在各种类型的辊式磨上已销售35台。

在粉磨细度相同的矿渣水泥和普通硅酸盐水泥时，两种选粉机的压降见图5。颗粒分布（PSD）已从LSK 的0.90提至LDC动态选粉机的1.05。

图6　紧凑的辊式磨车间

图7　紧凑辊式磨车间和LM53.3+3水泥磨外形尺寸比较

图8　LM主控程序系统

LSK和LDC型选粉机在粉磨相同细度矿渣和普通水泥时，LSK选粉机压降高些，LDC选粉机电耗低些（图5），且颗粒分布曲线值高些，水泥产品质量优些，为此一些带LSK的选粉机，改造为LDC选粉机。考虑到LSK选粉机较方便改为LDC型选粉机，外型尺寸与入选粉机管道、喂料斜槽、磨机法兰等连接界面原有的部件均可利用。

2　紧凑的车间设计

粉磨车间全部投资不仅包括磨机本身，而且包括全系统装备的机械、电气和土建等全部费用，必须尽最大努力在保证质量的基础上，节省投资，建立紧凑且效能高的车间。

在车间设计时，还需统筹考虑环保以及地域性的建筑需求，此外在工程中还需考虑各车间之间的连接，熟料、水泥库位置布置、移动的维修起吊装备利用情况、熟料喂料系统的利用空间等。此外，还需尽量减少安装时间等（图6、7）。

3　LM-主控程序系统

LM-主控程序系统和常用的PLC（可编程控制）的结合，其目的是增加平均产量且保持最佳性能。为满足上述需求，LM-主控程序系统的控制参数主要为磨压、喷水量、气体量和选粉机速度。系统结合理想的工艺参数，以保持高产时的最高利用率，此外，LM控制程序系统还能做到高产时降低能耗，控制振动量和吸收主电机功率，使之保持在给定的限值以内（图8）。

陈友德编译自

No.2/2015Cement International