水泥粉磨节能降耗的技术措施范宗明

水泥粉磨节能降耗的技术措施范宗明

范宗明

中建材（合肥）粉体科技装备有限公司安徽合肥230051

摘要：水泥粉磨的电耗在整个水泥生产过程中占据着相当大的比重，因此它是水泥生产中节能减排的重要环节。粉磨站的节能降耗，要从改善传统的粉磨工艺和提高粉磨的效率抓起，同时也需要合理地安排生产工序，加强企业内部的管理和对节能减排的认识，从而实现产量、质量以及降耗三方面的共同提高。

关键词：水泥；粉磨；节能；措施；

就水泥粉磨站而言，节能降耗是企业生产经营的重中之重。做好节能降耗，降低生产成本，才能提高企业在市场中的竞争力。

一、粉磨站工艺设备

1.影响新型干法粉磨系统效能的设备。新型干法粉磨系统的效率，一般受到以下几方面的因素的影响：A.研磨体级配、B.熟料温度及细度、C.磨机通风情况、D.粉磨工艺等。而因此以下主要设备对于粉磨站的效率起到了关键的作用，（1）选粉机.一般常见的选粉机有旋风式旋风式选粉机，三分离选粉机，离心式选粉机等。后来还发展出来了很多高效选粉机，高效三分离选粉机，他们是在原有的基础上改进不足，提高产量的新生代品种。应优先采用配高效选粉机的圈流球磨工艺，圈流磨利于产品细度和温度的调节和控制，粉磨效率比开流磨高10-20%，成品越细优势越明显。（2）辊压机。辊压机与磨机组成的各种预粉磨系统(包括循环预粉磨、联合粉磨、半终粉磨等)，由于其效率约为同等磨机的2倍，相对成本大大降低，已经成为国内新建水泥粉磨站的首选方案。辊压机系统能使粉磨系统节电30-40%,水泥单位产品的电耗降低20-30%，节电水平取决于辊压机消耗功率的大小，辊压机每消耗1kWh/t，主机电耗(辊压机球磨机)可降低0.8一1kWh/t。（3）磨机。对于新型干法水泥生产线中粉磨站的主机设备——水泥磨，主要有两种形式：A．卧式水泥磨，其具有对物料适应性强、能连续生产、破碎比大、易于调速粉磨产品的细度等特点。由于技术十分成熟，国内有多家厂商生产，配备上辊压机使用，能得到较高的效率，但是单位能耗以及内件的损耗十分巨大。B．立式水泥磨，立磨以往在国外水泥工业中得到了广泛应用，国外多家公司相继研制了各种类型的立磨，均取得了成功。

2.粉磨站主要设备的选择。从以上粉磨系统各主要设备的不同特点可以看到，各设备均有不同程度的优缺点，企业选择粉磨站设备时，特别是对粉磨站进行改造时，需综合考量原先的设备、物料、管理水平、资金状况等条件，制定可选择方案及衡量性价比，选择适合自己企业的方案。

二、水泥粉磨技术的改造措施

1.开流磨的技术改造。（1）衬板.国外公司推出的衬板有逐渐统一的趋势。一仓一般采用提升衬板即所谓的阶梯衬板,二仓则采用分级衬板。但这种分级衬板不是国内常见的锥形分级衬板或平衬板加锥形分级衬板,而是2种甚至3种衬板的组合或复合体。经过优化组合或复合,一种衬板可发挥不同形式衬板的优势,从而保证了最大限度地将能量输入装球区,并尽量消除磨内死区。（2）隔仓板.对于隔仓装置的改进,除了要关注于篦板的耐磨、耐冲击及防堵等方面外,加大中心件通风面积对于加大整个隔仓装置通风面积的影响最大,也是最可行的方案。因为无论加大篦板孔尺寸或增加开孔数量,都将对篦板强度及其对料球的控制作用产生较大影响。此外,改造老式中心件的另一个目的在于通过它来实现对物料流速的控制,从而方便灵活地调节磨内各仓中的料球比,控制物料磨内停留时间。开流磨进行技术改造时,尾仓更换带内筛分装置的隔仓板,严格控制进入尾仓的小颗粒,使前仓的钢球和尾仓的小段各自最大限度地发挥破碎和研磨作用。（3）研磨体，研磨体尺寸基于粉磨能力和喂料粒度,比较通用的是/两头小,中间大0的级配方案。在目前开流磨进行技术改造时,采用微型研磨体以强化尾仓的研磨能力。直径8~12mm的小段,单位质量的个数是普通钢段的20倍,总表面积是普通钢段的2.5倍。研磨效率与研磨体的表面积的0.5~0.7次方成正比。小段的应用起到了提高产量、增加产品比表面积、适当改善微粉颗粒组成的至关重要的作用。（4）料段分离装置。对于微型研磨体,有必要设计一个让细粉顺利出磨,但微型研磨体不致跑出磨外的出料篦板装置。（5）合理的工艺参数设置。改造后的高细高产磨,其工艺参数应根据生产的水泥品种、熟料的易磨性、混合材的品种和掺加比例、磨机规格等来设计磨机的仓位、研磨体的级配和确定细度的控制。

2.圈流磨的技术改造。随着磨机规格的增大和现有磨机对节能、高产、优质的迫切要求,采用圈流粉磨是水泥粉磨工艺的必然趋势。（1）选粉机。圈流粉磨的必要设备是选粉机。选粉机的功能是通过将出磨料中达到一定粒径的颗粒及时选出,减少磨内过粉磨量,从而提高磨机粉磨系统效率。但选粉机本身并不产生细粉,选粉机的选用和改造应与磨机的改造结合起来进行。当然,一般说来,选粉机的效率高,系统产量也高。选粉机的关键技术是，分散、分级、和收集。分散、是指进入选粉机的物料要尽可能地抛撒开来,物料颗粒之间要形成一定的空间距离。因此,撒料盘的结构、转速、撒料空间大小、物料水分及物料流量都直接影响着布料的分散率;分级，是指物料分散后,在选粉室停留的有限时间内,要充分利用气流各种形式的分选功能,把物料的粗、细颗粒尽可能地分开,并送至各自的出口。因此,气体流量、气流速度、气流方式、气固交汇点和流场分布以及选粉室数量、结构等对分级效率影响很大;收集、是捕捉粗粉和细粉的能力,这与收集方式和收集部件的结构形式有关。1979年日本小野田公司开发了O-Sepa选粉机,它不仅保留了旋风选粉机外循环的优点,而且采用笼型转子平面螺旋气流选粉原理,从而大幅度提高了选粉效率。以它为代表的笼式选粉机称之为高效涡流选粉机,也被称为继离心式选粉机、旋风式选粉机之后的第三代选粉机。它的选粉效率一般在80%以上,与离心式或旋风式的选粉机相比,涡流式高效选粉机可提高磨机产量15%~40%,节电10%~20%,体积小、重量轻、布置灵活,产品可在300~600m2/kg的比表面积内任意调节,系统负压操作,无粉尘污染。（2）开流改圈流粉磨后的工艺调整开流改为圈流粉磨后应作必要的工艺调整,主要有:①钢球级配。一仓钢球平均球径要适当增大。②隔仓板的篦孔孔隙尺寸应适当地放大,以增加物料在磨内的流动速度。③加大磨头中空轴的喂料绞刀,以增加喂料量。④细度控制,生料磨可适当放宽,80Lm孔筛余可控制在10%以下。水泥磨细度要提高,比原开流粉磨时要细2%~3%左右,以确保水泥的强度。

三、耐磨材料的选用

1.钢球和衬板磨损原理分析及材料的选用。水泥生产中的磨头端衬板在粗仓磨进料端，物料粒度大，研磨体平均球径大，受磨球和物料的侧冲击力大，是以高应力冲击凿削磨损为主、切削冲刷为辅的磨损原理。因此，磨头端衬板应选择韧性高耐冲击，硬度高抗切削的材料。出料篦板在磨机的出口，主要受小球或钢段的挤压切削磨损。因此，水泥磨一、二仓的钢球和衬板等受高应力冲击磨损，可使用高铬铸铁作为耐磨金属材料。

2.隔仓板磨损机理及材料的选用。粗磨仓粉磨达到一定粒度的物料是通过隔仓板篦缝到细磨仓的。物料对隔仓板蓖缝进行挤压冲刷磨损,球和物料对隔仓板进行测冲击凿削磨损,并且隔仓板为悬臂梁式安装,受力情况恶劣。因此要求材料韧性要好,冲击韧性ak≥25J/cm2,硬度HRC45-50。高锰钢韧性好,但硬度低,不耐磨,并且易产生塑性变形,堵塞蓖缝,影响生产效率。因此隔仓板应选择中碳中铬多元合金钢及类似合金钢材料。φ3.0m以上大型磨机隔仓板是分块制作的,可选择高铬铸钢、高韧性高铬铸铁类耐磨材料,使用寿命可比高锰钢提高2-3倍。

企业通过研究开发和推广新的粉磨系统及技术，合理地选用设备，技术方案以及耐磨材料，是水泥粉磨系统实现能源和物料孙耗降低的有效途径。

参考文献

[1]喻增.采用分别粉磨工艺生产水泥的实践.2016.

[3]梁萍.浅谈水泥粉磨节能降耗的技术措施.2017.