改造型水泥粉磨站增產節能措施
洛陽工業(ye) 高等專(zhuan) 科學校 張日華
隨著我國經濟建設的快速發展,水泥工業(ye) 發生了根本變革,熟料生產(chan) 逐漸以新型幹法替代過去的普通回轉窯和機械化立窯。他們(men) 不僅(jin) 生產(chan) 規模大,而且熟料強度高、質量均勻穩定。因此,一些機械化立窯水泥廠都改為(wei) 水泥粉磨站,但由於(yu) 這些廠的粉磨設備和係統工藝均存在缺陷,因此要使他們(men) 取得很好的經濟效益,必須進行必要的技術改造。
現狀及問題
我國目前中小型水泥廠的生料製備和水泥粉磨設備一般采用球磨機一級圈流工藝,球磨機的規格多是Ф2.2～2.4m×6.5～8.0m的2倉(cang) 短磨,選粉機多為(wei) 傳(chuan) 統的離心式或旋風式選粉機,普遍存在生產(chan) 能力低、能耗高、產(chan) 品質量不盡如人意,特別是實行ISO水泥檢驗標準後,問題更為(wei) 突出。
1)使用新型幹法熟料後,問題就轉移到粉磨的係統工藝、主機設備及其內(nei) 部結構等方麵。主要表現在:1)物料(熟料)入磨粒度大、磨機長徑比小、倉(cang) 數少、研磨體(ti) (鋼段)規格偏大、表麵積小和耐磨性差,導致物料在磨內(nei) 研磨時間短,水泥成品比表麵積小(一般不超過300m2/kg)。
2)磨機內(nei) 部結構不合理,單層隔倉(cang) 板對物料沒有篩分作用,水泥顆粒分布範圍寬,粉磨效率降低。
3)選粉機選粉效率低,不能及時將3～32μm的微粉選出。雖然80μm篩餘(yu) <4%,但產(chan) 生的3～32μm顆粒(特別是熟料、礦渣等易磨性差的物料)少,比表麵積小。
技術方案
針對一級圈流短磨存在的技術問題,必須要對係統的工藝、主機設備的內(nei) 部結構等進行改造,降低入磨粒度、增加物料的研磨時間、提高出磨物料3～32μm顆粒的比例、提高選粉機的選粉效率。
2.1係統工藝流程的改造
1)係統工藝為(wei) 一台或兩(liang) 台相同規格磨機的一級圈流磨。采用增加預粉磨工藝方案,在球磨機前增加一台具有產(chan) 量高、出磨物料粒度小而均勻優(you) 點的棒磨機作為(wei) 預粉磨設備。該設備的主要技術經濟指標與(yu) 輥壓機相當,但投資僅(jin) 為(wei) 輥壓機的1/4,且工藝簡單、可靠,運行成本低。表1為(wei) 幾種中小型廠常用規格棒磨機的技術指標。
使用棒磨機後,係統產(chan) 量可提高30%～40%左右,單位電耗降低15%～20%左右,水泥的比表麵積增加40～60m2/kg(混合材摻量不變)。因此,一般情況下BM1928棒磨配1-Ф2.2m的2倉(cang) 圈流磨,BM2131棒磨配1-Ф2.4m的2倉(cang) 圈流短磨,BM2334棒磨配2-Ф2.2m的2倉(cang) 圈流短磨比較合適。但實際生產(chan) 中由於(yu) 物料粉磨特性(如粒度、易磨性等)變化、水泥品種及混合材的差異,預粉磨與(yu) 終粉磨不可能非常匹配,因此,預粉磨與(yu) 終粉磨之間最好采用中間倉(cang) 連接,便於(yu) 生產(chan) 控製。
2)係統工藝為(wei) 2台不同規格的一級圈流磨。規格較小的磨機一般為(wei) Φ1.83m的球磨機。按照國家規定,這些磨機不能作為(wei) 水泥的終粉磨設備,但可以采用串聯的方式進行改造。
但水泥的比表麵積得不到提高。這種工藝與(yu) 目前常用的預粉磨工藝相同,如果預粉磨不進行改造,不僅(jin) 達不到節能增產(chan) 效果,反而會(hui) 出現係統不配套現象。采用棒磨機技術對預粉磨機進行改造可以達到明顯的節能增產(chan) 效果,主要改造磨機內(nei) 部的襯板、隔倉(cang) 板、研磨體(ti) 等相關(guan) 部件。改造後的預粉磨研磨體(ti) 裝載量較原球磨機少,但一倉(cang) 的破碎能力提高很多,出預粉磨的細度(80μm)可達到50%左右。不管采用上述何種工藝,若混合材是粉煤灰等粉狀料時,建議不要入預粉磨,直接入終粉磨係統。
2.2磨機內(nei) 部改造措施
不管采用哪種工藝進行係統改造,進入終粉磨物料粒度均發生很大變化,熟料粒度90%<2mm,因此球磨機內(nei) 部結構要進行相應改造。
1)倉(cang) 長、研磨體(ti) 等。一倉(cang) 長度需要縮短0.5～1.0塊襯板的長度,鋼球的最大直徑以Φ80mm為(wei) 宜,平均球徑55～60mm;二倉(cang) 選用規格為(wei) Φ20mm×25mm～Φ14mm×18mm耐磨性好的小鋼段,增加研磨體(ti) 表麵積,提高研磨能力,但同時要改小卸料篦板的篦縫,否則小鋼段研磨一定時間後會(hui) 隨物料卸出;兩(liang) 倉(cang) 研磨體(ti) 填充率相等或二倉(cang) 高出1%～2%,襯板一倉(cang) 用階梯形,二倉(cang) 用小波紋形。
2)隔倉(cang) 板。采用篩分隔倉(cang) 板可有效控製大顆粒物料進入研磨倉(cang) ,在此基礎上研磨倉(cang) 采用小規格鋼段,可有效增加水泥中3～32μm顆粒的比例。目前篩分隔倉(cang) 板形式較多,但需要解決(jue) 好篩分與(yu) 磨機通風的矛盾。
2.3選粉機
可采用籠式或轉子式對原選粉機進行改造。
2.4通風除塵係統
除塵係統的改造需要根據磨內(nei) 結構、選粉機類型等具體(ti) 情況而確定。籠式選粉機集選粉、除塵於(yu) 一體(ti) ,磨內(nei) 通風較好,係統效率較高;若采用單獨的除塵係統,需要解決(jue) 好磨尾出口風速、通風量、排風機風壓等參數的關(guan) 係,防止係統漏風主要是加強磨機出料口處的鎖風。
生產(chan) 應用效果
甲廠為(wei) 提高生產(chan) 能力,先後采用過增加細碎機、磨機串聯、預粉磨等技術改造措施,每次都取得了相應的效果。增加細碎機後生產(chan) 能力達到2×15.5t/h;在此基礎上采用如圖2所示的半終粉磨工藝流程,生產(chan) 能力達到2×17.5t/h;最後拆除細碎機,采用如圖1所示的棒磨機作預粉磨工藝流程,生產(chan) 能力達到2×22.0t/h。甲廠僅(jin) 對工藝進行了改造,未對磨機內(nei) 部主要結構改造,所以水泥的比表麵積基本沒有增加。實行新標準後,選粉機選粉部分改用高效轉子式,隔倉(cang) 板改為(wei) 篩分式,篦縫8mm、篩縫1.5mm,二倉(cang) 研磨體(ti) 用Φ14mm～20mm耐磨性好的小鋼段,卸料篦板用30mm鋼板切割篦縫製作;加強磨尾出料口處的鎖風,增加磨內(nei) 通風量。改造後係統產(chan) 量2×22.5～23.0t/h,較采用細碎機時提高45%,係統理論電耗由36.0kWh/t降到27.5kWh/t,節電23.6%;水泥成品(80μm)篩餘(yu) 3%左右,比表麵積335～345m2/kg,在水泥強度等級不變的條件下增加混合材摻量5%以上。乙廠為(wei) 提高生產(chan) 能力,采用增加細碎機降低入磨粒度,由於(yu) 出窯熟料溫度高,細碎機不能滿足要求,最後購買(mai) 一台舊Φ1.83m×6.4m磨機,用棒磨機技術改造為(wei) 預粉磨設備,並采用如圖1的工藝係統。預粉磨產(chan) 量22～24t/h,噸電耗5kWh/t,但出磨粒度較普通棒磨機細,沒有>5mm顆粒,成品<80μm的顆粒達30%以上;在Φ2.2m×6.5m磨機磨內(nei) 結構未改造前,由於(yu) 選粉機能力偏小,效率偏低,磨機產(chan) 量僅(jin) 達21.0t/h,比表麵積290m2/kg;遂對磨內(nei) 結構進行改造,產(chan) 量最高達22.0t/h,提高50%,係統理論電耗由34kWh/t降到28kWh/t,節電17%;水泥成品(80μm)篩餘(yu) <3%,比表麵積330～335m2/kg,在水泥強度等級不變的條件下增加混合材摻量4%。
結束語
傳(chuan) 統的一級圈流短磨水泥粉磨係統產(chan) 量低、能耗高,水泥的比表麵積、顆粒級配等難以滿足要求,影響混合材摻量,生產(chan) 成本高效益低,不符合國家產(chan) 業(ye) 政策要求。但通過相應的技術改造,不僅(jin) 可以大幅度提高水泥的產(chan) 質量,而且改善了水泥的比表麵積、顆粒級配等技術指標,增產(chan) 節能效果好,經濟效益明顯。
(來源: 西部水泥網)
