KHD（洪堡）辊压机的国产化升级改造

宋思远中建材（合肥）粉体科技装备有限公司，安徽合肥 230002]

0 前言

早期，国内水泥厂较多使用KHD辊压机，目前大部分水泥厂仍继续使用。KHD辊压机系统采用“恒辊缝式”控制模式，采用大压力小蓄能器对物料进行挤压，同时系统对物料粒度进行严格控制；通过调节比例方向阀的开度大小，对两侧辊缝和辊缝偏差进行控制，使其始终在设置范围内，避免偏辊现象的发生。

HZ某厂#1磨采用RP BVP 20-170/180辊压机+Ф4.2m×13m的联合粉磨系统，长期运行后发现辊压机设备存在辊面局部磨损严重，设备振动加剧，传动系统中液力耦合器的破损率高等问题。当物料粒度不均时，系统频繁对辊缝进行纠偏，比例方向阀的开度经常在20%～80%来回转换，阀芯磨损加剧，同时对油液清洁度要求非常高，在使用过程中经常出现堵塞故障，需要经常清洗。为此，对该系统辊压机进行了国产化升级改造。

1 技改原因

1.1 辊压机“边缘漏料”现象严重

由于KHD辊压机进料装置的侧挡板是贴合在辊轴端面上，密封效果的好坏与侧挡板内侧面和辊轴端面间的距离有关，当侧挡板磨损严重或侧挡板顶杆松动导致间距太大时，“边缘漏料”现象加剧，系统循环负荷增加，使用寿命大幅度降低。因此，“边缘漏料”现象与现场检修工的操作水平以及检修频次密切相关。另外，由于该厂的辊压机进料装置已经使用十多年，控制通过量的调节插板结构两年前也已经失效，目前已无法调节使用，不能在线将系统参数与进料装置开度进行连锁控制，影响设备运行以及系统产量。

1.2 传动系统中的液力耦合器损坏率高，辊面的使用寿命低

KHD辊压机液压系统采用“恒辊缝”控制模式，通过调节比例方向阀的开度，调整辊子两端的压力，实现辊子两端的辊缝处于控制范围内。整个系统刚度大，柔性差，对辊压机本体及传动设备不利，当大块物料通过时，传动系统的尖峰负荷会急剧增加，严重影响传动系统的可靠性，尤其是液力耦合器的突然爆裂，对现场人员安全以及生产连续性造成一定的挑战；与此同时，辊面的局部应力也突然增加，造成辊面不均匀磨损，或出现局部剥落现象，降低了辊面的整体使用寿命。另外，由于比例方向阀的通径非常小，且开度经常在20%～80%来回转换，因此对油液清洁度要求非常高，阀芯抗污染性能差，且辊压机粉磨系统的粉尘是普遍存在的，致使此比例方向阀经常需要清洗，并经常导致停机，使用成本高。

2 改进措施

2.1 使用HFCG“恒压力”液压控制系统

使用HFCG“恒压力”液压控制系统，增强液压系统柔性，减少传动系统的尖峰负荷，以保护辊压机本体及传动设备，降低辊面出现坑洞的可能性；与此同时取消液力耦合器，减少故障点。另外，HFCG液压控制系统采用电磁球阀+节流阀的新型纠偏方式来代替比例方向阀的功能（见图1），这两类阀的通径都比较大，不会出现堵塞问题。

图1 纠偏模块原理图

2.2 使用HFCG骑辊式辊压机电动进料装置

高霖[1]提出，骑辊式辊压机电动进料装置大幅度减少了辊压机的边缘漏料，使得经过辊压机的物料都经过高压充分挤压，提高了设备的粉碎效率；同时，边缘漏料的减少带来料饼提升机负荷的降低，有助于提高选粉精度，减少磨损降低能耗。该进料装置采用骑辊式双层侧挡板（专利号：2014201626215）解决了辊压机的边缘漏料问题（见图2）。该骑辊式双层侧挡板的内层板骑在磨辊上方，外形尺寸与辊面相贴合并匹配，设有很小的间隙，避免受挤压的物料从缝隙中逃逸；骑辊式双层侧挡板的外层板设置在辊轴端面外，与辊轴端面留有很小的间隙，对从内层板泄露的物料进行二次阻拦，两层结构共同制约辊压机的边缘漏料问题。该进料装置独特的骑辊式设计结构改善辊压机在使用中出现的边缘漏料、磨辊端面磨损及侧挡板更换难等问题，提高辊压机的挤压效果、稳定性和可靠性；与此同时，降低了系统的循环负荷，减少了料饼提升机电流。

图2 两种辊压机侧挡板结构

3 改造前后运行参数对比

相同工况下，取改造前（2019年1月）和改造后（2019年3～5月）连续生产P·O42.5R（配比：熟料：81.5%，天然石膏：3%，脱硫石膏：3.1%，矿渣：8.4%，石灰石：4%）超过20h以上的数据参数进行对比分析，见表1。

改造后，相同工况下，P·O42.5R平均产量提高7.7 t/h，改造前平均值182.1t/h，改造后平均值189.8 t/h；料饼提升机电流显著下降，改造后料饼提升机单边电机功率平均值为90 kW，改造前平均值为1020kW；辊压机电机电流下降5%，基本维持在额定电流的70%左右，并且电流波动范围变小，活动辊和固定辊电流从未超过额定电流的90%；综合系统来看，吨水泥电耗下降2.2 kWh/t。

改造后，设备已安全稳定运行3个月，结果表明，液压系统的故障率明显降低，操作更加简单。由于纠偏阀的通径增加，阀的清洗次数明显下降，目前还未有清洗记录。

表1 改造前后运行参数对比

4 结语

（1）骑辊式进料装置的使用减少了辊压机的边缘漏料，使待挤压物料被包裹在密闭腔内，提高了辊压机的挤压效果，有助于提高选粉精度，所以系统产量得到一定提升；同时，边缘漏料的减少带来料饼提升机负荷降低，减少磨损降低能耗；另外，“恒压力”液压系统的使用，稳定了辊压机电流，减少了电流波动，降低了电流尖峰负荷，提高传动系统的可靠性。

（2）改造后，在满足成品细度的质量指标前提下，生产P·O42.5R时系统产量提高了7.7 t/h，吨水泥电耗下降2.2 kWh/t。按照平均180 t/h的台时产量和80%的运转率计算，平均每年可节省2 775 000 kWh电，同时提产54000t，提产降耗效果显著，产生良好的经济和社会效益。