生料外循环辊磨技术及应用实例

陈军，丁再珍，赵剑波，于涛，豆海建，杜鑫，徐兵波，宋留庆，刘迪，邵青

1 引言

随着国家环保要求的提高和水泥生产成本压力的上升，精细化生产、高效化管理的要求也越来越高，众多水泥生产线亟待技术升级改造。

2 生料外循环辊磨技术的特点

传统的辊磨系统已经在生料、煤、水泥等领域得到了广泛的应用，系统电耗比传统球磨机低30%左右，具有系统简单、运行维护方便的特点。在生料粉磨系统中，与辊压机生料终粉磨系统相比，辊磨生料终粉磨系统的电耗尤其是循环风机的电耗明显偏高。

在传统辊磨的生产运行中，辊磨的内循环电耗高于外循环，而且物料的提升、运输皆为气力提升方式。生料辊磨的磨盘名义风速一般为7～9m/s，有的甚至会更高。辊磨的阻力通常很大，生料辊磨的阻力常在7 000～9 000Pa之间，是生料辊磨系统中阻力最大的设备，再加上旋风筒和管道的阻力，循环风机入口的负压基本在10 500～12 500Pa范围内。系统风量大和系统阻力大是导致传统生料辊磨系统中循环风机的电耗明显偏高的主要原因。

如果将辊磨与选粉机分开，全部物料通过机械提升代替原来的气力提升，则可以显著降低循环风机的电耗，使辊磨生料终粉磨的系统电耗与辊压机生料终粉磨的系统电耗相当。将原有的辊磨生料终粉磨系统改造为外循环辊磨生料终粉磨系统，可以保留辊磨主机设备和基础，相比新建一套辊压机生料终粉磨系统可节省约一半的投资成本，同时可达到与辊压机生料终粉磨系统相当的能耗指标。因此，生料外循环辊磨技术的研究在当前形势下显得尤为重要。

为此，公司在2014年申请了外循环辊磨终粉磨工艺流程的专利“立式辊磨系统”并获得授权（专利号ZL 201420246770.X）。

3 生料外循环辊磨技术方案

生料外循环辊磨系统，是将辊磨的选粉区与研磨区分开，物料不再通过气力输送到选粉机进行分选，而是通过提升机采用机械输送方式运输物料。辊磨粉磨后的所有物料都从辊磨下部的排渣口排出，然后由提升机提升至静态选粉机的喂料口。静态选粉机初选出的粗料和动态选粉机选出的未达到成品要求的粗颗粒，经由提升机提升至辊磨顶部的喂料口，进入辊磨重新粉磨。

为避免大颗粒物料对动态选粉机造成影响，在粉磨后物料进入动态选粉机之前，先将物料喂进V型静态选粉机进行初选，同时在V型静态选粉机中通入热风，完成原料的烘干，大颗粒物料返回辊磨再次粉磨。初选出的较细粉由风带进与之相连的动态选粉机中，分选出满足合格细度要求的成品，从而提高动态选粉机的选粉效率。工艺流程图见图1。

利用生料外循环辊磨技术对已有生料辊磨终粉磨系统进行改造，可以明显降低循环风机的电耗，系统解决方案如下：

（1）原辊磨的粉磨部分保留，辊磨主传动保留，辊磨基础保留。

（2）拆除原辊磨的选粉机。

（3）改造磨机中壳体，增加中壳体上盖，包括位于上盖的喂料口和收尘口。

图1 生料外循环辊磨系统的流程图

（4）改造磨机风道，改造刮料装置和出料口。（5）增加提升机，用于提升辊磨的出料和选粉机的粗料。

（6）增加V型静态选粉机和动态选粉机，用于物料的烘干和分选。

（7）更换或改造循环风机。改造为外循环系统后，系统的阻力将大幅降低，原有高压头风机的效率会大大降低，更换或者改造原有循环风机有利于降低电耗。

（8）更换或改造旋风筒，有利于降低系统的阻力。

4 生料外循环辊磨技术的应用实例

利用生料外循环辊磨技术，我公司先后对湖北JL水泥公司和贵州HL水泥公司的生料辊磨系统进行了改造（见图2、图3），均取得了显著的改造效果。改造的两条生产线均为3 200t/d新型干法水泥熟料生产线，由天津水泥院设计，生料磨均为TRMR38.4型生料辊磨，为中材（天津）粉体技术装备有限公司供货。2018年，中材（天津）粉体技术装备有限公司依托天津水泥院将这两条生产线中的生料辊磨系统改造为生料外循环辊磨系统，改造中采用了天津水泥院的最新工艺流程和天津水泥院自主研发的新一代高效组合式选粉机、新型高效低阻旋风筒等新型设备。改造完成后，产量提高，细度降低，生料磨的系统电耗大幅度降低，得到了业主的高度认可。具体改造效果见表1和表2。

图2 湖北JL水泥公司2线生料外循环辊磨系统改造后现场图

表1 湖北JL水泥公司2线改造生料外循环辊磨系统的效果

表2 贵州HL水泥公司改造生料外循环辊磨系统的效果

图3 贵州HL水泥公司生料外循环辊磨系统改造后现场图

湖北JL水泥公司2线改造后产量提高3.4%以上，生料R200μm细度降低0.4%，生料磨系统电耗降低4kWh/t，折算到熟料综合电耗可降低6kWh/t以上，可降低运行成本3元/t熟料。

贵州HL水泥公司改造后产量提高14.4%，生料 R200μm细度降低 0.4%，生料磨系统电耗降低4kWh/t，折算到熟料综合电耗降低6kWh/t以上，可降低运行成本3元/t熟料。

5 结语

目前国内生料辊磨系统的数量仍然很多，在当前提倡节能环保绿色低碳的生产模式下，节能降耗是趋势所在。生料外循环辊磨技术是辊磨系统发展的新阶段，是对传统辊磨系统的创新和突破。实践证明，利用生料外循环辊磨技术对传统生料辊磨系统进行节能改造的效果显著，与新建生料辊压机终粉磨系统相比，具有明显的成本优势。■