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        技術 | ∅4.2m×13m水泥磨的技術改造

        來源:《洛陽中聯水泥有限公司》 發布日期:2020/1/8 編輯:徐展迪
        核心提示:∅4.2m×13m水泥磨的技術改造

        洛陽某水泥公司水泥粉磨系統為輥壓機聯合粉磨系統,輥壓機型號為CLFl70一100;水泥磨為∅4.2m×13m雙倉磨,第一倉有效長度3.5m,第二倉有效長度8.5m,一、二倉之間篩分雙層隔倉,一倉採用溝槽階梯襯板,二倉採用小波紋襯板,同時二倉設4圈活化環。在生產過程中發現,由於雙層隔倉板的制約,球磨機二倉存在有效研磨空間浪費情況;同時水泥磨先後發生多次竄倉事故,每次竄倉均需進行倒倉篩球,不僅影響工藝系統的穩定,而且嚴重影響生產的正常進行;建設時期設備選型大,磨機二倉使用鋼段,磨機運行電流高達220A,粉磨系統電耗偏高。根據實際生產情況,為了提高磨機台時產量,降低系統電耗,公司組織技術人員對各項數據指標進行了分析,同時邀請某高校粉磨專家進行會診,最終確定了水泥磨綜合技術改造升級方案,技改后的磨機工況及產質量均得到較大幅度的改善和提高,P·C32.5R水泥電耗降低3.9kwh/t,P·042.5水泥電耗降低4.3kwh/t。


        1 水泥磨系統工藝流程及配置


        水泥粉磨系統為輥壓機聯合粉磨系統,詳細工藝流程見圖1。水泥磨系統配置見表1。

        2 水泥磨綜合技術改造升級


        2.1 解決二倉有效研磨空間浪費的技改方案


        2.1.1球磨機二倉有限研磨空間浪費的原因分析


        在球磨機前倉,物料進入雙層隔倉板,被揚料板提升到一定高度,形成高度差后,從中心卸入后倉。物料在揚料板和導料錐的作用下,具有一定的衝擊力,同時由於中心通風,使物料與風混合,物料在下落過程中被中心風帶落到二倉隔倉板后的一段距離,從而減少了球(段)料的有效研磨空間(見圖2)。

        2.1.2解決二倉有效研磨空間浪費的技改方案


        為提高球磨機二倉研磨空間,在雙層隔倉板二倉側增加導料錐, 導料錐由一塊∅1400mm、厚300mm圓形鋼板,一塊∅l030mm、厚200mm圓形鋼板及一塊厚370mm環形封堵鋼板組成。在第二道厚300mm圓形鋼板及370mm環形鋼板上分別開12個140mm×150mm的孔洞,用於物料通過(見圖3)。風從中心通過,物料從鋼板孔洞通過,物料和氣流不再相互混合,物料可直接到達隔倉板后的鋼球側,確保研磨倉的長度被優化使用,並取得最有效的研磨效果。

        2.1.3技改效果分


        技改前後P·042.5水泥比表面積及電耗情況見表2。通過表2可以看出,技改前,出、入磨物料比表面積差96m2/g,技改后,出、入磨物料比表面積相差130m2/g,改造后的出、入磨物料比表面積差比改造前提高了34m2/g,磨機台時產量提高了5t,電耗降低了0.7kwh/t, 噸水泥成本降低了0.42元。 


        通過對水泥磨雙層隔倉板二倉側安裝導料錐,解決了球磨機二倉有效研磨空間浪費的問題,風、料從各自的通道通過,研磨倉的長 度被優化使用,取得了最有效的研磨效果。

        2.2 解決球磨機鋼球竄倉技改方案


        2.2.1水泥磨竄倉原因分析


        公司水泥磨(∅4.2m×13m)一倉裝球,規格分別為∅20mm、∅25mm、∅30mm、∅40mm;二倉原裝鋼段為∅16mm×18mm、∅14mm×16mm、∅12mm×14mm、∅10mm×12mm。水泥磨由雙層隔倉板之間的篩網板來確保不竄倉,但因雙層隔倉板一倉側篦板與篩網板之間有8mm的間距,鋼球能夠進入其中,鋼球一旦進入,不僅磨損篩網板,而且會卡進兩塊篩網板交接處,使篩網板翹起,造成鋼球或陶瓷球從篩網板磨損處及翹起處竄倉。


        2.2.2解決球磨機鋼球竄倉的技改方案


        (1)確保鋼球不進入一倉篦板與篩網板之間,避免鋼球磨損篩網板或造成篩網板翹起。 


        (2)為保證鋼球不進入一倉篦板與篩網板之間,且不影響雙層隔倉板的通風、過料能力,在一倉側篦板與固定中心篩網板最外側固定環之間,加焊∅10mm的圓鋼,防止鋼球進入,同時因一倉最小鋼 球∅20mm,要使兩根圓鋼之間的縫隙在17mm左右,以確保鋼球不進入篦板與篩網板之間,避免磨損篩網板造成竄倉。


        改造后的雙層隔倉板工藝布置見圖4。

        2.2.3技改效果分析


        改造后,避免了鋼球磨損篩網板或卡進兩塊篩網板之間的情況,避免了竄倉事故的發生,同時延長了篩網板的使用壽命,改善了生產環境,避免了頻繁倒倉篩球,降低了工作強度,減少了備件損耗,降低了生產成本,確保了生產的順利進行。


        2.3 解決球磨機運行電耗高的技改方案


        2.3.1球磨機電耗高的原因分析


        公司水泥粉磨系統因建設初期設備選型偏大,同時原水泥磨中裝載鋼球、鋼段共計244t,雖然P·C32.5R水泥產量達到255t/h,但粉磨系統電耗為28.5kwh/t,電耗成本較高。


        2.3.2解決球磨機電耗高的技改方案


        為降低電耗成本,經詳細論證,最終以利潤分成方式引入陶瓷球。考慮到陶瓷球質量小、脆性大、韌性強,因水泥磨一倉以破碎為主,最終確定一倉仍然延續使用鋼球,二倉以研磨為主,符合陶瓷球特性,決定將二倉鋼段更換為陶瓷球。


        經公司技術人員詳細論證,結合水泥磨配球原則,確定二倉使用的陶瓷球選用四級配球方案,分別選用∅13mm、∅15mm、∅17mm、∅20mm的陶瓷球。因陶瓷球質量輕,為保證水泥台時產量,決定使用高填充率裝載方法,分別按32%、35%、37%、40%的填充率添加陶瓷球,直至達到最佳運行狀態。此外,二倉在更換為陶瓷球之前,應對隔倉板進行詳細檢查,避免更換陶瓷球后,一倉鋼球竄入二倉陶瓷球內,造成陶瓷球破損。


        更換陶瓷球前後的磨機運行情況對比見表3。

        通過表3可以看出,水泥磨電流降低58A左右,水泥磨系統產量雖然降低了5t/d左右,但系統整體電耗有所降低,P·C32.5R水泥系統電耗降為24.6kWh/t。


        更換陶瓷球前後水泥配料對比情況見表4。通過表4可以看出,更換陶瓷球前後配料方案無變化。

        更換陶瓷球前後成品水泥性能對比情況見表5。通過表5可以看出,更換陶瓷球后成品水泥標準稠度需水量降低1.8%,水泥性能略有改善。

        更換陶瓷球前後磨機做功情況(入、出磨物料分析)對比見表6。通過表6可以看出,更換陶瓷球前,入、出磨比表面積增加138m2/kg,更換陶瓷球后,入、出磨比表面積增加42m2/kg,說明磨機做功變差,主要原因是陶瓷球質量輕,研磨能力不足。

        因陶瓷球研磨能力不足,起初公司粉磨系統台時產量降低25t(P·C32.5R),為提高產量,適應陶瓷球特性,公司分別從降低人磨物料粒度、確定最佳裝載量和延長物料磨內停留時間等方面進行改進,通過努力,更換為陶瓷球后,粉磨系統產量最終只降低了5t/h左右。


         (1)調整輥壓機做功


        為降低人磨物料粒度,公司對輥壓機運行參數進行了調整(見表7),通過提高輥壓機做功,產生更細的細粉,以適用於陶瓷球。

        (2)調整V型選粉機,提高選粉效率


        公司V型選粉機型號為VX8820V,帶有6組調風葉片。使用鋼段時,為保證入磨物料量,增加打散距離,6組調風葉片上部三塊全部關閉,同時V型選粉機補風風門開度60%。改用陶瓷球后,為適應陶瓷球研磨能力不足的特點,將6組調風葉片全部打開,V型選粉機補風風門開到100%,以便選出更細的細粉,降低入磨物料粒度。


        另外,公司還對人V型選粉機的溜子進行了改造,將溜子分為三部分,使V型選粉機內形成了均勻的料幕,提高了V型選粉機的選粉效率,使V型選粉機能夠儘可能地將合格的細粉全部選出。


        (3)確定最佳裝載量


        公司使用陶瓷球的經驗較少,為確定最佳裝載量,分別按32%、35%、37%、40%的填充率添加陶瓷球,通過對比4種填充率發現,在填充率為37%時,系統台時電耗處於最佳狀態。填充率過低,研磨能力不足,台時產量偏低;填充率超過37%后,台時產量變化不大,但系統電耗有所提升,這主要是由於磨機填充率較正常生產偏高時,研磨體在磨內的滯留效應加大,陶瓷球的研磨能力弱化,系統台時產量變化不大,但電耗卻有所回升。


        (4)延長物料在磨內的停留時間


        水泥磨物料從磨頭走向磨尾,若要延長物料磨內停留時間,磨尾通風是一方面,另一方面在於物料在鋼球或陶瓷球之間的擴散。磨內通風需帶走磨內熱量,因此不能一味地降低磨內通風量。為延長物料磨內停留時間,提高二倉研磨效果,公司在磨內靠近磨尾兩道活化環下部空隙處,焊補了一塊高15cm的鋼板,以降低物料從磨頭向磨尾擴散的速度,達到延長物料在磨內停留時間的目的,提高磨機研磨效果。改造后,出、入磨比表面積差比改造前增加了15m2/g。


        2.3.3技改效果分析


        (1)由於陶瓷球自身體積密度小於鋼球,粉磨能力低於鋼球,磨機台時產量有所下降;閉路生產P·C32.5R水泥產量降低約5t/h(1.9%)左右,生產 P·042.5水泥產量下降約7t/h(3.8%)左右。

        (2)因陶瓷球質量輕,雖然台時產量有所降低,但系統電耗同時也有所下降;閉路生產P·C32.5R水泥電耗降低約3.9kwh/t左右,生產P·042.5水泥電耗下降約4.3kWh/t左右。


        (3)陶瓷球密度小,在磨內傳遞的能量也小,粉磨易磨性好的水泥(P·C32.5)效果較好,台時產量降低不是太大,但生產P·042.5及以上水泥時,由於物料易磨性變差,台時產量降低較多。


        (4)使用陶瓷球后要適量提高水泥磨二倉填充率,以提高陶瓷球與物料的接觸面積,但填充率也不可一味提高,因為隨著研磨體的增加,磨機運行中,研磨體形成的滯留區會越來越大,做功少和不做功的研磨體也會越來越多,反而會導致磨機效率降低。根據公司實際生產情況觀察,填充率保持在37%左右最佳。


        3 結語


        通過水泥磨綜合技術升級改造,公司成功解決了球磨機二倉有效研磨空間浪費、球磨機鋼球竄倉、因設備選型大造成電耗高等問題,磨機工況及產質量均得到較大幅度改善和提高。


        作者:尚義華


        來源:《洛陽中聯水泥有限公司》


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