生料立磨系统节能降耗技术改造

黄世鸿 韦俊美 黄运敏 李芳黎

【摘 要】生料立磨在每个工艺环节有很多节能的方法，包括降低磨机主电机电耗、循环风机电耗及其他低压用电，立磨系统的最大负荷主要是磨机主电动机和循环风机，其用电负荷达到立磨系统总电耗的70%左右[1]。文章介绍如何通过密封磨身及管道的密封、治理漏风等技术措施，有效提高磨机台时产量，降低磨主电动机和循环风机电耗，达到生料台时产量提高到222 t/h、生料工序电耗下降2.5 kWh/t的生产效果。

【关键词】生料;吨生料电耗;料层厚度;喂料系统

【中图分类号】TQ172.632.5 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）09-0093-02

0 引言

广西鱼峰水泥股份有限公司第四条生产线为2 500t/d水泥生产线，在生料制备加工过程中主要采用立磨终粉磨系统，其中主要设备配置是TLM384四辊立磨，在设计阶段需要达到台时产量为210 t/h，实际功率值是2 100 kW，电流为252 A;循环风量为420 000 m3/h，全压是10 000 Pa，电流为188 A。自2008年建成投产以来，立磨系统运行稳定，但长期存在生料工序电耗高的问题。影响生料工序电耗的主要设备为循环风机和立磨主电机，因此公司技术人员开始摸索降低立磨主电机电流和循环风机电耗，达到进一步降低生料工序电耗的目的。

1 能耗高的原因

（1）生料立磨喂料系统采用三道锁风阀，其液压传动的故障率较高，经常会出现阀板磨损、非传动侧轴承损坏等问题，漏风率较高，需要及时进行拉风，循环风机接近在额定转速下运行，导致系统电能消耗不断加大，情况严重时还会对磨机基本产量造成影响，持续扩大电能消耗。

（2）正常生产时，磨内不同部位因长期受到块状物料磨损和高速气流携带的粉末颗粒的冲蚀磨损，磨盘、磨辊磨损严重，料层厚度相对提高，导致主电机电流上升。

2 技术革新

2.1 生料立磨喂料系统改造

针对现有立磨喂料系统三道锁风阀锁存在的弊端（如图1所示），磨头锁风决定采用料封方式进行锁风，生料立磨入料口的锁风通过物料自身的锁风实现，喂料设备本身不再考虑锁风，只起到输送物料的作用。从配料库底输送过来的已经搭配好的物料，先进入一个新设的20 t容量的过渡小仓，过渡小仓内的物料通过仓底新设的板式喂料机喂入生料立磨，取消原来的三道锁风阀喂料装置，过渡小仓仓底至立磨的入料溜子通过一个全封闭罩子连接。在立磨正常运行的过程中，过渡小仓的仓重与原料库底的配料皮带进行联锁，使过渡小仓内始终留有6～8 t的物料，通过这部分物料实现立磨入料口锁风（如图2所示）。

2.2 挡料圈技改

立磨主电机电流主要受研磨压力和料层厚度的影响，而研磨压力主要与原材料易磨性有关，相对不可控，因此考虑通过降低料层厚度减小立磨主电机电流。从以往的经验看，每年4月大修期间进行磨盘、磨辊在线堆焊之后，立磨主电机电流为165～185 A，而运行到了中后期，立磨主电机电流上升至 190～210 A。究其原因是磨盘、磨辊堆焊后，挡料圈高度未调整，料层厚度相对降低;而到了运行末期，磨盘、磨辊的磨损严重，料层厚度相对提高，主电机流上升。

因此，广西鱼峰水泥股份有限公司决定通过调整立磨挡料圈高度控制料层厚度。改造前立磨挡料圈共4层，高度为130 mm，在保证立磨运行稳定的前提下，开始利用库满定检时间将挡料圈高度逐步降低至120 mm、110 mm、100 mm、90 mm。调整期间，每次施工完毕开启立磨后，观察立磨运行状况，以及主电机电流、料层厚度、振动值等参数的变化，据此制订下一次调整方案和操作思路。随着挡料圈高度降低，立磨料层厚度从95 mm逐步降低至60～65 mm，台时产量从215 t/h上升至222 t/h，立磨主电机运行电流从205 A逐步降低至175 A，立磨振动值由1.3 mm/s上升至1.5 mm/s，但仍在可控范围，而主电机电流降低，生料工序电耗大幅减少。

3 操作技巧

3.1 控制合理风速

立磨是风扫磨，主要靠气流带动物料循环和输送，因此通风量要适当。如果风量不足，则合格的生料不能及时带出，料层增厚，排渣量增多，设备负荷增高，导致产量降低;如果风量过大，料层过薄，则影响磨机稳定运转，增加风机的耗电量，因此磨机通风量一定与产量相匹配。立磨风量的大小可通过风机转速、风机挡板开度等进行调节。中控室一般根据风转速、电流、压差、喂料量，以及进、出口负压、温度等的变化趋势了解磨机运行情况，并结合磨机振动、排渣量、产品质量等做出相应的调整。生产过程中，风环保持一定的面积，风速由风量决定，要满足输送物料要求，风量过小，合格的物料不能被及时带走;风量过大，电耗又会高。控制合理的风速和风量，保持料层的稳定，能够实现磨机长期、稳定、高效地运转，减少停机故障。立磨排风机变频控制在85%左右，热风废气挡板全开，冷风挡板全关，根据温度、风压，适当调整循环风挡板开度，磨入口负压为-500～-600 Pa，出磨负压为5 000～5 500 pa，使入磨风压、风量更加稳定，料气比更加合理，立磨台时产量提高，达到增产降耗的目的。

3.2 设定适宜的研磨压力

立磨利用液压缸施加给磨辊的研磨压力对物料进行料床粉碎。研磨压力增加，磨机产量增加，但达到某一临界值后，将不再变化。物料在磨盘上反复、多次、循环粉磨，实际研磨压力远小于临界值。研磨压力增加，功率就增加，适宜的研磨压力，应该兼顾产量和能耗。根据实际入磨物料的性质、粒度、喂料量等，找出研磨压力与产量的对应关系，确定一个经济、适宜的研磨压力十分重要，这也是提高台时产量的重要参数。研磨压力一般设定为10 MPa左右适宜。

3.3 合理的料層厚度

立磨采用料床粉碎的原理工作，稳定的料床是立磨持续稳定工作的前提。料层太厚，粉磨效率降低;料层太薄，容易引起磨机振动。经过长期的数据积累和不断摸索，研究人员总结出不同时期磨机的料层厚度，在辊套和磨盘衬板使用初期，料层厚度控制在60 mm左右，能够形成稳定的料层，又能控制立磨主机负荷在合理的范围内波动;当立磨辊套和衬板的使用过了磨合期，料层厚度应适当增加5～10 mm，这样料层会更加稳定，能发挥最佳的粉磨效果，提高台时产量;辊套和衬板磨损后期，料层厚度应控制在60～70 mm，这是因为磨损后期料层分布不均，粉磨效果较差，料层的稳定性差，还会出现撞击机械定位销的现象。因此，要根据立磨辊套和衬板的磨损情况及时调整挡料圈的高度，控制合理的料层厚度。中控操作中可以通过观察压差、主机电流、磨机振动及磨出口温度、排渣斗提电流等参数变化判断料层的厚薄，通过调节喂料、研磨压力、风速等控制料床，做出相应的调整：研磨压力增大，细粉料增多、料层变薄;研磨压力减小，磨盘物料变粗，相应排渣料多，料层变厚;磨内风速提高，增加内循环，料层增厚;降低风速，减少内循环，料层减薄。此外，应控制入磨物料综合水分在2%～5%，物料太干、太细，流动性好，难以形成稳定料层，此时应适当提高挡料圈高度、降低研磨压力，或者向磨内喷水（2%～3%），降低物料流动性，稳定料层;物料太湿，又会出现配料站、皮带秤、锁风阀等的蓬仓、黏料、堵料等情况，影响磨机的稳定运行，从而影响台时。综合以上各种因素，控制稳定合理的料层，保持适当略高的磨机出口温度和压差，增大物料良好的流通性，是实现增产、节能的操作方法。磨机出口温度一般控制在78～86 ℃比较稳定，压差一般在4 500～5 000 Pa稳定且高产。

4 技改后效果

生料磨喂料系统改造完成且稳定运行后，由于入磨漏风量的减少，喂料的稳定性得以提升，在同样通风量的情况下，生料的入磨热风通过喷口环进入的量增多，立磨挡料圈高度从原来的130 mm下降到90 mm时，在立磨产量有较大提升的情况下，立磨主电动机电流、循环风机电流都出现了较大幅度的下降，月平均生料电耗较之前下降2.5 kWh/t以上，节能效果非常明显。改造前后的主要运行参数见表1。

5 结语

生料立磨喂料系统中设立中间过渡小仓，通过小仓物料实现立磨的入料口锁风，锁风效果较好，提高了磨内风速，循环风机电流有较大幅度降低;对立磨挡料圈高度进行调整，降低料层厚度，主电机电流明显降低，生料工序电耗降低，为公司带来了显著的经济效益，节能效果显著，是值得在水泥行业推广的技改。

参 考 文 献

[1]孙磊，吴汉，朱晓斌，等.生料立磨系统提产降耗的措施[J].水泥，2018（1）.

[2]孙长俊.浅谈影响生料立磨产质量的几点因素[J].水泥工程，2010（2）.

[3]朱定林.浅谈生料立磨振动的原因[J].福建建材，2009（1）.