水泥粉磨系统的节能改造及优化

某公司水泥粉磨系统自建成投产以来一直存在工序电耗偏高的问题。为了提高市场竞争力，对水泥粉磨系统进行节能减排改造。文章详细介绍了改造内容和改造后的试生产情况，改造效果表明，此次水泥粉磨系节能改造实现了预期目标，改造是成功的，但对存在的问题需引起我们重视。

1、改造项目说明

项目预期改造目标为：台时产量≥230t/h（以P·O42.5为基准），水泥粉磨工序电耗≤30kWh/t。

1.1 改造内容

在原有水泥磨房东侧新增一套辊压机系统，与原有的 # 2水泥管磨系统组成联合粉磨系统。需要对原有建筑物及设备进行改造的内容如下：

（1）对原有熟料定量给料机更换，给料能力由160t/h增至260t/h，其余定量给料机更换传动减速机（速比减少），增大给料能力。

（2）将原入水泥磨皮带机加长、更换传动装置，增大皮带输送能力。

（3）磨机隔仓板、衬板改造更换。

（4）原有水泥磨出磨、入库空气输送斜槽加大。

（5）原系统的O-Sepa涡流选粉机改为TUS4500双级选粉机。

（6）原成品收尘器处理风量180000m³/h，过滤面积3135m²，不能满足新系统处理风量290000m³/h、过滤面积4940m²的要求。需要对原收尘器进行改造，但由于受原基础空间限制，只能对原收尘进行加高4m，收尘滤袋由Φ160mm×3060mm加长为Φ160mm×3060mm，并加大系统排风机及其进出风管能力。

（7）对原出磨、入库斗式提升机更换，增大输送能力。

1.2 改造前后主机参数对比

改造前后主机参数见表1，2。

1.3 改造前后工艺系统对比

改造前后工艺流程见图1，2。

原系统为闭路粉磨系统，经过改造后与辊压机组成联合粉磨系统，为减少设备及费用，采用一台提升机将水泥配合料与辊压机卸出的物料一起通过循环斗式提升机喂入V型选粉机。V型选粉机选出的粗料直接进入辊压机上方的称重稳流仓，粉料则随气流进入三分离选粉机。三分离选粉机选出的粗颗粒直接进入辊压机上方的称重稳流仓，中粗粉一部分回辊压机上方的称重稳流仓，另一部分由空气输送斜槽送入球磨机进一步粉磨，细粉随气体经双旋风分离器收集后一部分经空气斜槽与中粗粉一同进入水泥磨，另一部分作为成品水泥，由空气输送斜槽和斗式提升机等送入水泥库中储存。

出球磨机水泥经斗式提升机和空气输送斜槽送入O-Sepa选粉机。选粉机选出的粗粉经空气输送斜槽返回球磨机重新粉磨，选出的细粉作为成品水泥随气流进入气箱脉冲袋收尘器，经袋收尘器收集后由空气输送斜槽和斗式提升机等送入水泥库中储存。出袋收尘器的废气由排风机排入大气。

1.4 工艺特点

（1）辊压机和球磨机设置成两个完全独立的循环系统，容易操作控制。

（2）辊压机和球磨机粉磨能力的平衡是通过三分离选粉机的粗粉量来调节，从而保证了V选内的风量，提高了V选的选粉效率，进而一定程度上提高了辊压机的粉磨效率。

（3）通过调整三分离选粉机中粗粉回稳流仓及进磨的比例以及旋风筒收集的细粉入磨与入成品库的比例，能够更好的调整系统和平稳，提高台时及降低电耗。

（4）采用双选粉机后，选粉机的选粉浓度降低，选粉效率更高一些。

2、生产运行情况

2.1 试车运行情况

第一阶段，2017年2月11日开始带料试车，水泥磨钢球装载量70%，生产42.5级水泥，台时产量160 t/h，生产32.5级水泥台时产量190t/h，质量指标全部合格，系统运行基本正常。

第二阶段，2017年2月21至3月10日，水泥磨钢球装载量为90%，生产42.5 级水泥，台时产量200t/h，生产32.5级水泥台时产量240t/h，平均比表面积大于320m2/kg，运转正常。

第三阶段，2017年3月11日至4月18日，水泥磨钢球装载量为100%，间断生产。4月分水泥磨平均台时产量完成 265.88t/h，工序电耗完成28.71kWh/t，系统运行基本正常。

第四阶段，2017年4月19日对新增辊压机系统进行了连续72h运行性能考核，生产P·O42.5水泥台时产量达到 276.25 t/h（见表 3），工序电耗 28.07kWh/t，考核结果均优于合同界定的性能指标（合同指标：生产P·O42.5水泥台时产量≥230t/h，工序电耗≤30kWh/t）。

2.2 年度运行情况

截至2017年11月，年度累计台时273.69t/h，累计工序电耗29.57kWh/t。生产 42.5级水泥，台时280t/h，生产32.5级水泥台时产量300t/h。自系统投入运行以来，产品质量得到了大幅度提高，比表面积由原来的320~330m²/kg提高到350~370m²/kg，颗粒分布更为合理，水泥需水量由原来的29.5%~31%下降到27.5%~28.5%。

3、存在的问题及优化

3.1 通过调整操作思路提高台时产量

在调试生产过程中，采用将三分离选粉机选出的细粉全部入水泥磨，中粗粉全部入称重稳流仓的操作方案。采用这种操作方案，很快出磨水泥质量完全达标，生产P·O42.5水泥台时也达到240t/h，电耗30kWh/t，已达到设计指标，但存在辊压机系统负荷大，循环提升机、辊压机电流高，水泥磨电流低且磨音空旷的问题，经分析确定以上问题为辊压机系统循环负荷大，水泥磨做功差引起的。

我们通过摸索调整操作方案，将三分离选粉机出来细粉一部分入水泥库，一部分入水泥磨；中粗粉一部分入称重稳流仓，一部分入水泥磨，在操作中多次取样、实验，逐渐确定了三分离选粉机细粉入库和入磨及中粗粉入稳流仓和入水泥磨的比例，最终使P·O42.5水泥台时达到270t/h以上，台时产量提高30t/h以上，且水泥质量合格率逐步提高，P·O42.5水泥合格达86%。

3.2 水泥磨进料装置改造，减少了磨头吐料

设备调试阶段，在运行过程中经常发生磨头吐料现象，通过观察发现，入磨溜子延伸至磨内部分不够，磨机投料量大时，在磨头喇叭口部位堆积，极易出现吐料现象。解决方法，将入磨溜子向磨内延伸200mm，改造后磨机台时产量达280t/h以上情况下都未吐过料。

3.3 调整收尘器工作参数，提高收尘器清灰效果和磨内通风

原磨尾收尘是磨机产量100t/h时使用的，新增辊压机系统后收尘负荷加大，磨内通风效果差，为了在新系统中仍能高效运行，通过降低脉冲时间0.1s，缩短了周期间隔2s，将气缸间隔增加了1s，通过磨尾收尘器工作参数的调整，磨内通风良好、收尘器清灰彻底，压差小。在磨尾收尘参数调整成功的基础上，对成品收尘器的工作参数也做了调整，在收尘气压不变的情况下，缩短了周期间隔2s，同时减少脉冲宽度0.1s，收尘压差减少了200Pa，入库斗提电流波动变小。通过合理调整磨尾及成品袋式收尘器工作参数，系统通风、清灰效果好，物料输送流畅，系统稳定运行。

3.4 通过改造，减少空气斜槽堵塞

由于中粗粉粒径大，且垂直进空气斜槽内，落差达到9m，造成斜槽频繁堵塞，严重影响正常生产。故在试运行前期只能采用中粗磨全部入秤重稳流仓的操作方案。后经过将中粗粉垂直入斜槽的溜子改造，将垂直入斜槽改为45°斜向下入斜槽，改造后中粗粉入磨再无堵塞现象。

由于成品入库斜槽输送能力是按300t/h设计的，但在后期生产P·O32.5水泥时，台时产量最高可达到310t/h左右，当投料量大于280t/h斜槽极易堵塞，需岗位人员频繁敲打斜槽壳体，增加了岗位人员劳动强度，且多次造成系统减料及止料，影响台时产量。通过增加斜槽风机，在易堵塞的位置增加喷吹装置，有效解决斜槽堵塞的现象。

3.5 对辊压机参数调整及改造，提高做功效率及稳定辊缝，减少漏灰

将辊压机初始辊缝由32mm调整至23mm，将工作压力由7.0MPa调整至8.5MPa，增加辊压机做功效率。对定辊侧档板改造，增加档料板及回料溜子，辊压机壳体、棒法、气动阀密封处理，彻底治理了辊压机两侧漏料的问题。

3.6 三分级选粉机轴承温高引起系统跳停

三分级选粉机下轴承由于熟料温度高，轴承温度最高达到85℃，多次引起系统联锁跳停，给生产工作造成严重的影响，通过对选粉机轴承加冷风套，轴承温度的降温度下降了20℃ ，解决了由于轴承温度导致选粉机跳停的问题。

3.7 溜子频繁破损，对生产影响较大

辊压机系统开机投产6h后就有溜子破损，紧接着设备壳体、管道、非标件频繁破损，造成生产运行被动、现场卫生清扫困难局面，主要原因一是复合板有50mm宽的边角为普通板，施工时未切除，造成溜子在普通板处破裂，二是阶梯溜子台阶处不能形成料层，通过对溜子入料角度改造、加装档料板及衬板、提升料层厚度、打浇筑料等方法，有效治理了溜子频繁破损的现象。

4、经济效益

2016年水泥粉磨年均工序电耗为42.28kWh/t，不含税电价为0.48元/kWh，以此为基准，根据改造后情况的统计结果（平均工序电耗29.57kWh/t），按年产120 万 t 水 泥 计 算 ，年 节 约 电 费 =（42.28-29.57）×120×0.48 =732.096（万元）。公司利用错峰生产，当水泥库存少于2.8万t时，16:00开磨生产，水泥库存大于或等于2.8万t时，22:00开磨生产，全年电价平均电价比2016年的0.48元/kWh更低。同时由于系统台时提高，2017年我公司运行一台水泥磨，其运转率为42%已完成全年的生产任务，由于运转率低，白天用电高峰期组织计划检修，晚上用电低谷组织生产，全年设备可靠性100%，同时减少岗位人员3人。

综上，此次水泥粉磨系统节能改造实现了预期目标，改造是成功的。但对存在的问题需引起我们重视，一是系统非标溜子破损严重，在施工及设计时要引起重视，防止溜子磨损的最好办法就是采用阶梯溜子形成料层。二是三分级选粉机普遍存在下轴承温度高的问题，建议设备厂家在下轴承处增加冷却装置。三是要避免物料高落差垂直入空气斜槽，同时在空间允许的情况下增大空气斜槽的角度，能减少物料的堵塞。四是水泥粉磨系统随着台时提高电耗下降，但台时产量达到265t/h左右后随着台时的提高，系统负荷及用风量均大幅增加，电耗并不随台时产量提高而降低，相反有所上升。

来源：备件网

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