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1、水泥粉磨系统优化分析与探讨邹伟斌 中国建材工业经济研究会水泥专业委员会(100831) ( 连载一)随着水泥生产技术与国际同行的不断交流,我国水泥工业得到了长足的发展与进步。国内水泥设计研究院、大专院校的工程技术及科研人员开发出多项具有自主知识产权的专利技术及装备,并成功应用于出口生产线EPC工程,获得了良好的国际赞誉。就水泥粉磨技术而言,国内不同规模的新型干法线与粉磨站,由于粉磨主机设备及预处理设备选型等因素,其工艺流程各有特点,系统产量与粉磨电耗指标也有所不同。即使是相同的主机配置,因物料的粉磨特性不同、工艺参数调整方法不合理等,导致系统产量参差不齐、悬殊较大,粉磨电耗也高低不均。 本文以
2、笔者走访调查了解的生产数据及部分粉磨技术资料显示的实际案例为依据,针对国内水泥粉磨系统存在的技术问题进行了分析与探讨,并结合自身的心得与体会,提出了系统增产过程中的部分针对性调整措施,涉及的问题不可能面面俱到,仅一孔之见,供水泥粉磨工程技术人员参考。因水平有限,文中谬误之处在所难免,恳望予以批评指正: 一、国内在运行的水泥粉磨工艺系统 据笔者调查了解,除采用串联粉磨及物料分别粉磨(分别计量配制)工艺外,目前国内尚有以下20余种在生产运行的水泥粉磨工艺(物料共同粉磨)系统:1.无磨前物料预处理(预破碎或预粉磨)工艺的粉磨系统1.1普通双仓或三仓开路粉磨系统(只有管磨机与除尘器、风机单独作业)1.
3、2普通双仓或三仓闭路粉磨系统(由管磨机+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统) 2.有磨前物料预处理(预破碎或预粉磨)工艺的粉磨系统 2.1挤压(或碾压、破碎)处理后的物料没有分级而直接入磨的通过式预粉(碎)磨的粉磨工艺系统 2.1.1辊压机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统 2.1.2辊压机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统 (该系统管磨机以使用双仓为多数,三仓磨较少) 2.1.3 CKP立磨(或其它形式立磨) +管磨机(单仓或双仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统 (该系统管磨机以使用双仓为多,三仓磨较少) 2.1.4球
4、破磨+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统 2.1.5球破磨+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统 2.1.6破碎机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统 2.1.7破碎机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统(该系统管磨机以使用双仓为多数,三仓磨较少)2.1.8柱磨机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统2.1.9柱磨机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统(该系统管磨机以使用双仓为多数,三仓磨较少) 2.2挤压(或碾压、预磨)后的物料经分级再入磨的联合粉磨工艺
5、系统 2.2.1辊压机+动态分级机(打散分级机)+管磨机(双仓或三仓) +除尘器+风机组成的开路粉磨系统(或简称单闭路粉磨系统)2.2.2辊压机+静态分级机(V形选粉机)+管磨机(双仓或三仓) +除尘器+风机组成的开路粉磨系统(或简称单闭路粉磨系统) 2.2.3.1辊压机+动态分级机(打散分级机)+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统(或简称双闭路粉磨系统)2.2.3.2辊压机+静态分级机(V形选粉机)+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统(双闭路粉磨系统)2.2.3.3辊压机+静态分级机(带转子分级的VSK选粉机)+管磨机(双仓或三仓)
6、+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统(双闭路粉磨系统)2.2.3.4辊压机+静态分级机(V形选粉机)+组合式高效选粉机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统(双闭路粉磨系统) 2.2.4辊压机+静态分级机(V形选粉机)+高效选粉机+管磨机(双仓或三仓开路) +除尘器+风机组成的粉磨系统(由高效选粉机分离出V选入磨之前物料中所含的部分成品)2.2.5辊压机+静态分级机(V形选粉机)+高效选粉机+管磨机(双仓或三仓闭路) +除尘器+风机组成的粉磨系统(由高效选粉机分离出V选入磨之前物料中所含的部分成品) 2.2.6 CKP立磨(或其它形式立磨)+筛分分级设备 +
7、管磨机(双仓或三仓) +除尘器+风机组成的开路粉磨系统(单闭路粉磨系统)(也可以增加成品选粉机改造为双闭路系统) 2.2.7球破磨+分离器+管磨机(双仓或三仓) +除尘器+风机组成的开路粉磨系统 2.2.8球破磨+分离器+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统2.2.4与2.2.5属于半终粉磨系统;3.破碎的物料经筛分分级后再入磨的预破碎粉磨工艺系统3.1破碎机+筛分分级机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统3.2破碎机+筛分分级机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统4.棒磨机(内部)自筛分分级后再入磨的预粉磨工艺系统4
8、.1棒磨机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统4.2棒磨机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统 5.水泥料床终粉磨工艺系统(无球化水泥终粉磨系统)5.1立磨水泥料床终粉磨工艺系统立磨+高效选粉机+除尘器+风机组成的水泥终粉磨工艺系统(采用小野田、神户制钢及F.L.S公司0K磨、莱歇公司LM磨、非凡公司MPS磨、保利休斯公司RM磨、川崎公司CK磨、国产立磨等)5.2筒辊磨(法国公司FCB的HORO Mill)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路水泥粉磨工艺系统新型干法水泥熟料粉磨特性干硬、易磨性较差,没有磨前预处理措施的普通开、闭路粉磨流程,仅靠磨
9、机一仓研磨体对物料的冲击破碎能力远远不够,该系统粉磨效率低、电耗高。上述带有破碎机、棒磨机预处理工艺的粉磨系统,因其处理能力不是太大,一般只适用于直径3.5m及以下规格的管磨机。辊压机、CKP立磨(或其它形立磨)、球破磨预处理工艺已配置在直径3.2m4.2m甚至以上规格管磨机的开、闭路水泥联合粉磨系统(如河北冀东公司二线使用川崎重工的CKP240立磨作预粉磨配置于4.87.5m单仓闭路水泥磨)。水泥料床终粉磨系统效率高(即无球化水泥终粉磨系统5.1和5.2),比联合粉磨系统主、辅机设备配置与占地少、工艺更简化,目前在国内使用的厂家仍为数不多。与筒辊磨相比,立磨的技术的发展与更新完善速度更快,其
10、规格已实现大型化,随着水泥工业节能减排与低碳经济发展及工业废渣综合利用技术的不断深入,这种高效粉磨工艺的推广应用将会更加广泛。辊压机虽属于高压力、高效率的料床粉磨设备(其效率是管磨机的3-4倍),但因其挤压后的水泥颗粒形貌多数为片状、针状、多角状,由于磨辊结构方面固有的粉磨特性,其自身对水泥颗粒形貌的修正能力较差,加之颗粒级配不合理,最终导致水泥的检验性能和现场施工性能(工作性能)不佳,如:凝结时间过快、需水量偏大、流动性能及与混凝土外加剂相容性差等。所以,自辊压机问世至今,国内只是做了一些尝试性实验研究,虽取消了后续管磨机,粉磨系统节电幅度40%,但考虑到产品的施工性能,工业生产中始终都没有
11、将其直接用于水泥成品终粉磨,一般只用于水泥生料和矿渣微粉制备终粉磨工艺。为充分利用辊压机料床粉磨(电能利用率及粉磨效率高)特性,在水泥粉磨工艺中多将其配置于管磨机之前作为半终粉磨(挤压力在5000KN/m2-6000KN/m2、辊压机与系统能力比值达300%-500%,且越大产量越高、系统粉磨电耗越低),由辊压机与动态或静态分级设备和后续管磨机组成联合粉磨系统,有效降低入磨物料粒度、显著改善了易磨性,辊压机投入的吸收功越多(8.0 KWh/t12.0KWh/t),后续管磨机越省电、总电耗越低、整个联合粉磨系统获得的增产、节电幅度越大。实际应用过程中,前置辊压机处理能力大,配用静态分级设备(V形
12、选粉机或VSK选粉机分级)及动、静态分级设备组合分级(V形选粉机与高效组合选粉机等相结合)与管磨机、高效选粉机组成的双闭路系统,已实现了磨机设计产量翻番、粉磨电耗大幅度降低。(预粉磨系统物料不经分级直接入磨,粒度仍较大且不均匀,磨机一仓仍需配用一定比例大球用于粉碎,故系统增产、节电幅度相对较小)。联合粉磨作业过程中由管磨机发挥其独具的对物料高细研磨、均化及颗粒整形功能,完成对水泥颗粒的进一步磨细、颗粒级配优化、颗粒形貌修正(水泥颗粒粒径越小,其形貌越接近于球形),提高水泥颗粒的球形化程度(圆度系数)及施工性能。 二、不同配置的粉磨系统技术能力分析探讨1.辊压机通过式预粉磨工艺系统截至目前,该粉
13、磨系统仍有少部分企业在应用,一般辊压机的处理能力较小,虽然后续管磨机生产潜力有富裕,但前置辊压机一次挤压、作功少(辊压机挤压力6000KN/m2-7000KN/m2、辊压机与系统能力比值约200%左右、单位通过量电耗约在2.5 kwh/t -3.0kwh/t),只相当于一般的挤压破碎功能,挤压过程中可有一定的边料参与循环,挤压后的物料不经分级而直接入磨(挤压后入磨物料80um筛余70%-80%、比表面积只有100m2/kg左右),系统增产幅度在20%-60%,平均节电幅度10%-20%。以下是三个典型的通过式预粉磨系统生产案例:案例一:SX某单位采用140-110辊压机(物料通过量450 t/
14、h -500t/h、功率710kw x2)+4.0x13m双仓管磨机(主电机功率2500KW,装载量185t)+O-sepa N-2000高效选粉机(处理能力360t/h、产量120t/h、功率110kw)组成的预粉磨闭路工艺系统。辊压机投运前,生产P.C32.5R水泥(45um筛余5.0%-7.0%),台时产量93.39t/h,投运后台产达113t/h,增产19.61%;后通过掺加矿渣微粉,系统产量达119t/h,相对于辊压机投运前增产25.6t/h,合计增产幅度27.42%。案例二:HN某2000t/d新型干法线水泥粉磨系统采用100-76.5辊压机(物料通过量260 t/h、功率375K
15、W x2)+4.2x13.5m双仓闭路磨(主电机功率3170KW)+Sepax-375-222(功率160KW)高效选粉机,设计生产能力:不投辊95t/h,投辊130 t/h。投辊运行前后,P.52.5级水泥(比表面积336m2/kg)分别为93.5t/h和116.7t/h,即投辊后增产了23.2 t/h,增幅24.81%;粉磨电耗由投运前的40 kwh/t降至35.3KWh/t,降低4.7 KWh/t,节电幅度11.75%。该系统生产P.O42.5级水泥台时产量达160 t/h。案例三:国外某公司采用140-42辊压机预粉磨(通过量100t/h 、功率150KWx2)配置于3x11m两仓闭路
16、磨前,投辊后系统产量由29t/h提高到45t/h(水泥比表面积360m2/kg -390m2/kg),增产16 t/h,增幅55.2%;系统粉磨电耗由41KWh/t降至31KWh/t,节电24.4%。1通过式预粉磨物料一次通过或有边料循环,但因辊压机后无动态或静态分级设备配置,入磨物料不经分级,粗颗粒比例偏多,其增产节电幅度受限。目前运行的生产线已逐渐减少,有的企业则根据现配辊压机能力(或重新选型)增加后续分级设备组成联合粉磨系统,进一步提高产量、降低系统电耗。一次挤压后物料粒度分布见表1: 表1 一次挤压水泥物料的粒度分布(%) 2 粒度(mm)1515-1010-5 5-33-0.80.8
17、-0.20.2-0.080.08分布(%)02.19.315.117.212.411.2 32.72.棒磨机预粉磨工艺系统 棒磨机属于短粗型(长径比L/D1.2)的磨机,磨内研磨体采用不同直径的耐磨材质钢棒级配,实际应用中研磨体填充率一般在22%-30%之间,根据入磨物料粒度平均棒径多取62mm-68mm左右。与球破磨机相比,棒磨预粉磨物料时,钢棒与物料间的“线接触”方式及其对物料有效的碾压辊轧与磨削,克服了钢球与物料“点接触”的缺陷,棒荷对粒状物料具有其独特的“选择性粉碎”及筛分功能,对于0mm-3mm阶段物料粗处理能力与粉磨效率比球破磨机要高得多,且出机物料中52.5-51.25-2.50
18、.63-1.250.315-0.630.016以下筛析结果(%)2.23 5.27 6.69 11.1424.42 50.253.球破磨预粉磨系统 与棒磨机预粉磨相比,球破磨内使用钢球做研磨体冲击破碎物料,设备运转率较高,维护操作方便。钢球与物料之间为点接触方式,吨物料粗处理电耗略高于棒磨机,约在4.0 kwh/t -5.5 kwh/t。经处理后的入磨物料中2.0mm以下颗粒比例占80%以上,且粒度分布较均匀。采用球破磨预处理工艺,可使后续管磨机增产30%-50%,节电10%-20%。案例一:WY某粉磨站采用3x4m球破磨(主机功率630KW、处理能力100t/h)配置于3.2x13m三仓开路
19、水泥磨前,投运前磨机台时产量55 t/h(P.C32.5级水泥、80um筛余2.0%),投运后台时产量达75t/h,系统增产20 t/h、增幅33.33%。粉磨电耗由36 KWh/t降至31KWh/t、节电13.89%。4.带有破碎机预破碎的粉磨系统 近几年,国内高细碎能力破碎机的研发制造进步较快,其主轴运动方式主要为立式或卧式。水泥粉磨系统使用破碎机集中处理入磨物料,一般能够将入磨物料最大粒度控制在8mm以下,后续管磨机增产10%-15%、节电5%-10%。但其破碎机理主要是空中打击、搓揉的单粒破碎,其效率远低于料床预粉磨。虽然预破碎电耗较低(2.5 KWh/t -3.5 KWh/t),但出
20、机物料中粉料偏少,仅是物料粒度缩小,但产生的内在裂纹少,易磨性改善幅度不大,故增产、节电潜力较低。案例一: JZ某粉磨站3.2x13m三仓开路水泥磨,未采取磨前预处理措施时,P.C32.5级水泥(80um筛余2.0%),台时产量只有53t/h,粉磨电耗34.86KWh/t 。增加PCX100细破机(功率132KW、处理能力90t/h)单独处理熟料后,入磨最大粒度7 5-70.9-50.08mm 0.045mm投运前 (%)49.9 13.228.08.9053 71.0 86.8投运后 (%)33.0 6.116.045 25 42.360.1案例四:国内ZJ某公司制造的预粉磨立磨配置某粉磨站
21、3.2x13m开路水泥磨,物料水份1.0%,预磨后的物料在入管磨前经筛分分级,其中0.080mm料占38.46%,0.08mm-0.9mm料占35%,其余为0.9mm-4.0mm颗粒。投运前,磨机台时产量48t/h(成品80um筛余3.0%),粉磨电耗31.7KWh/t;投运后,磨机台产达74t/h,增产26 t/h,增幅54%;粉磨电耗降至25.1 KWh/t,节电20.80%。46.采用柱磨机预处理的粉磨工艺系统在管磨机前增加柱磨机预处理水泥熟料,预磨后5mm颗粒占85%以上、0.08mm颗粒达30%左右,可使系统增产40%-60%,节电20%-30%。同时可提高水泥比表面积20m2/Kg
22、-50m2/Kg,增加混合材掺量3%-5%。实际应用案例如下:案例一:GWTT水泥厂,2.6x13m开路管磨机原生产P.O32.5水泥台时产量28 t/h、粉磨电耗41 KWh/t。后增设一台ZMJ-900S柱磨机(处理能力45t/h-60t/h、功率110KW)对入磨物料进行预处理,水泥磨产量提高到41.5 t/h,增产13.5 t/h,增幅48.2%。系统粉磨电耗降低至30.78 KWh/t,节电24.93%。案例二:LH水泥公司3.8x12m双仓闭路磨生产P.C32.5R水泥台时产量为67 t/h、粉磨电耗40 KWh/t。为进一步提高系统产量,引入ZMJ-1150S柱磨机做磨前预处理设
23、备(处理能力90t/h-110t/h、功率250KW)配置振筛机筛分入磨物料,使5mm料再返回柱磨机处理。改造后,在控制水泥比表面积345 m2/Kg前提下,磨机台时产量提高至97t/h-100t/h ,增产33t/h左右,增幅49.3%。系统电耗降低至32 KWh/t,节电20%。 7.辊压机联合粉磨工艺系统 近几年,随着国内新型干法线的不断投运,辊压机联合粉磨系统应用比例同步增加,系统工艺设计有单闭路与双闭路之分。其中单闭路系统由辊压机+动态或静态分级设备组成磨前闭路,后续管磨机为开路双仓或三仓。动态(打散)分级机通过调整工作转速,使辊压机处理量的50%以上物料入磨;而静态(V形)分级机通
24、过调节循环风量,可使辊压机处理量30%或以上的物料入磨。因两种分级设备的分级原理不同,经分级后的入磨物料切割粒径与均匀性也不同。后续管磨机内部既有安装筛分隔仓板的高细磨,也有采用较小篦缝双层隔仓板不带筛分功能的普通开路磨;设计安装有筛分隔仓板的高细管磨机比安装普通双层隔仓板的磨机,具有更显著的增产节电效果。筛分隔仓板内筛板既有扇形结构,又有螺旋弧线形(有人俗称牛角状曲线筛板)与扬料板组合而成的,后者具有多重的强制性筛分功能,实际生产应用效果较好。筛分隔仓板利用了“小篦缝大流通”原理,内筛板采用厚度2.0mm-3.0mm的耐磨钢板或不锈钢板冲制而成,筛缝宽度尺寸取值,应根据入磨物料粒度易磨性及流
25、动性参数不同,一般在1.5mm-4.0mm之间选取,生产中使用较多的在2.0mm-3.0mm。当使用较大掺量的干粉煤灰作混合材(磨内流动性好)时,内筛板缝一般采用1.5mm-2.0mm即可,以有效抑制料流,实现磨内磨细。但筛分隔仓板内筛板缝取值较小时,必须严格控制入磨物料综合水分1.5%,否则易则引起堵缝、粘附而导致磨内粉磨状况恶化,生产中已遇到不少。7.1采用辊压机+动态分级机(打散分级机)+双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统,可使后续管磨机在设计能力基础上增产50%-70%,节电15%-25%;由辊压机+静态分级机(V形选粉机或带转子的VSK选粉机)与双仓或三仓开路管磨机组成的单
26、闭路粉磨工艺系统,可使后续管磨机在设计能力基础上增产80%-100%左右,节电20%-30%之间,相关计算与实际生产数据基本吻合。7.1.1由辊压机+动态(打散分级机)或静态(V形选粉机)+双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统。打散分级机的分选过程由高速旋转的风轮风选与机械筛分两个渠道相结合完成,通过调整分级机工作转速与其内部的内锥筒高度及筛分板筛孔尺寸等相关技术参数,可提高入磨物料细粉含量、降低入磨平均粒度。某单位打散分级机调整后的入磨物料粒度分布见表4: 表4 经调整后打散分级机分离的入磨物料粒度分布(%)*5 项 目 出 辊 压 机(mm) 回 辊 压 机(mm) 入 磨 细 粉
27、(mm)粒 径22 2 0.08含量(%)30 601050-60*120-45辊压机,500/100打散分级机。以下是辊压机配置动态及静态分级设备在实际生产中的三个应用案例:案例一:SD某单位由120-45辊压机(物料通过量110t/h-150t/h、功率220KW x2)+500/110打散分级机(处理能力110t/h-160t/h、功率45kw+35KW)+3.2x13m三仓开路高细磨(主电机功率1600KW、设计装载量125t),生产P.C32.5水泥(比表面积320 m2/Kg -340 m2/Kg)原台时产量78 t/h,粉磨电耗32 KWh/t。通过适当增加研磨体装载量(由118
28、t增至130t),提高辊压机压力,并在打散分级机回稳流称重仓的物料循环回路之间增加一道筛孔为3mm的回转筛,3mm物料不再返回称重仓而直接入磨,辊压机挤压效果显著改善。改进后,P.C32.5水泥(比表面积360 m2/Kg -380 m2/Kg)台时产量达92 t/h,粉磨电耗降至26 KWh/t。系统增产17.95%,节电18.75%。6案例二:DZ某单位由140-80辊压机(物料通过量350t/h、功率560KW x2)+TVS静态分级机(循环风机风量120000m3/h)+3.2x13m双滑履三仓开路磨(系国内第一台双滑履3.2x13m管磨机,主电机功率1600KW、设计装载量125t、
29、实际装载量120t)单闭路粉磨工艺系统,P.C32.5水泥(比表面积380m2/Kg)台时产量125t/h,系统粉磨电耗27KWh/t。P.O42.5水泥(比表面积410 m2/Kg)台时产量105t/h,系统粉磨电耗30.6 KWh/t。7采用辊压机+打散分级机的单闭路粉磨系统,案例一在回称重仓物料前增设一道3mm回转筛、增加细颗粒入磨提高系统产量及改善辊压机做功能力的做法,实际生产中可以借鉴。案例二系统中增大了辊压机规格,同时配用的是V形选粉机,相对打散机分级机分选后的入磨物料更细,相同型号、功率、开路流程的管磨机生产P.C32.5水泥,台时产量却比案例一高出33t/h,相对高出35.87
30、%。案例三: ZJ某粉磨线采用120-45辊压机(物料通过量180 t/h、功率220 KW x2)+V5517静态选粉机(循环风机风量70000-90000m3/h)+3x11m开路水泥磨机(主电机功率1250KW、设计装载量100t),生产比表面积480m2/Kg-550m2/Kg的水泥,系统能力达60 t/h -65 t/h,粉磨电耗28KWh/t。(SR某单位 1200t/d干法线水泥粉磨系统采用相同型号120-45辊压机+3x11m三仓开路水泥磨机,只是分级设备配置500/100打散分级机,生产比表面积350m2/Kg的PC32.5级水泥,台时产量只有55 t/h,粉磨电耗33 KW
31、h/t)。本例中采用V选分级后的系统产量高出打散分级机系统约20%左右,系统粉磨电耗约降低15%左右。由案例三可知:即使配置相同能力的辊压机及相同型号的管磨机、因分级设备性能不同、分级后的入磨物料粒度特性及易磨性不同,后续管磨机的增产能力和粉磨电耗指标降低幅度也不同。7.1.2由辊压机+动态或静态分级机(打散机、V选或VSK)组成的磨前闭路和由管磨机+高效选粉机共同组成的双闭路联合粉磨工艺系统,由于前置辊压机处理能力是管磨机实际台时产量的3.0倍-3.5倍以上(甚至5倍-6倍),通过磨尾成品选粉机的分选,在较大程度上减少了磨内“过粉磨”现象,产量大大高出单闭路系统。生产实践已证实,采取技术优化
32、后的双闭路粉磨系统管磨机增产幅度已超出其设计能力的100%甚至以上,即产量实现翻番,并且有部分企业水泥粉磨系统电耗指标已达到26 KWh/t - 28KWh/t的先进水平。经动态或静态分级机分离后的入磨物料比表面积越高(80um或45um细粉比例越大)、出磨水泥越细、选粉机分离性能越好,则系统产量越高、粉磨电耗越低。以下是国内及国外的四个实际生产运行案例:案例一:SY某单位5000t/d干法线,水泥制成采用180-120辊压机(物料最大通过量850t/h、功率1250KW x2)+VX8820(循环风机风量270000m3/h,风机功率560KW)+4.2x13m两仓管磨机(主电机功率3550
33、KW、设计装载量240t)+O-sepa N-4500高效选粉机(最大处理能力810t/h、产量270t/h、功率250KW)组成的双闭路粉磨工艺系统,通过调整V形选粉机系统用风,控制入磨物料80um筛余在21%-23%、比表面积180 m2/Kg -200m2/Kg左右。生产P.C32.5级水泥台时产量达250t/h(比表面积355m2/Kg),系统粉磨电耗27KWh/t。磨制P.O42.5级水泥台时产量240t/h(比表面积365 m2/Kg -370m2/Kg),系统粉磨电耗28 KWh/t。(前置辊压机处理能力为磨机实际台时产量的3.5倍以上)案例二:PJ某单位2x4600t/d干法线
34、,水泥粉磨采用由170-140辊压机(物料通过量710 t/h -830t/h、功率1250KW x2)+VRP1200(循环风机风量280000m3/h、最大喂料量1200t/h、风机功率450KW)+4.2x13m两仓管磨机(主电机功率3550KW、设计装载量240t)+ O-sepa N-4000高效选粉机(最大处理能力650t/h、产量240t/h、功率220KW)组成的双闭路粉磨工艺系统,入磨物料比表面积在200 m2/Kg左右,生产P.O42.5级水泥(成品比表面积360m2/Kg),台时产量达235 t/h-240t/h,系统粉磨电耗27 KWh/t-28KWh/t。8(辊压机处
35、理能力为磨机实际台时产量的3.4倍以上)案例三:HRYC某2500t/d干法线,水泥粉磨采用TRP160-140辊压机(物料通过量765t/h,功率1120KWx2)+TVS96/20(喂料量960t/h)+4.2x13m(主电机功率3150KW,装载量219t)+TESu-310高效涡流选粉机(主轴功率200KW)组成闭路粉磨系统。生产P.C32.5水泥,产量达255t/h(比表面积460m2/kg、R45筛余13%),系统粉磨电耗26.5kwh/t;P.O42.5R水泥产量225t/h(比表面积360m2/kg,R45筛余8.0%),系统粉磨电耗29.5kwh/t.(辊压机处理能力为管磨机
36、产量的3-3.4倍)案例四:HN某5000t/d干法线,水泥粉磨系统采用两套180-160辊压机(物料通过量 950 t/h -1100t/h、功率1600KW x2)+HFV5000气流分级机+3.8x13m两仓管磨机(主电机功率2500KW、设计装载量175t)+ZH5000组合式高效选粉机+O-SePa N-4000高效选粉机组成的闭路粉磨工艺系统,生产能力达180t/h(P.O42.5级水泥比表面积35010m2/Kg),系统粉磨电耗28 KWh/t。9(前置辊压机处理能力达到磨机台时产量的5.2倍-6.1倍)案例五:印度Jaypee Bela水泥厂采用KHD公司RP16-170/14
37、0辊压机(物料通过量870t/h、功率1500KW x2)+VS静态分级机+4.6x16.5m管磨机(主电机功率5000KW)+SKS-V-3750高效选粉机(功率440KW、风量410000m3/h)组成的双闭路粉磨系统生产混合水泥(辊压机处理能力为磨机实际台时产量的3倍),当成品比表面积控制指标300 m2/Kg不变时,辊压机投运前后技术指标对比见表5: 10 表5 KHD辊压机系统投运前后操作结果对比 项 目改造前改造后 对 比增降幅度(%)产量(t/h)138(300m2/Kg)260(300m2/Kg)+122 + 88.41单位功耗(KWh/t)辊压机传动 8.50球磨机传动 30
38、.0915.00 -15.09- 50.15选粉机 0.47 0.47 选粉机风机2.88 2.35- 0.53 -18.40合 计33.4426.32- 7.12-21.29 上述几个实际生产案例充分说明:磨前配置处理能力较大的辊压机、静态分级设备及磨尾配备有一定富裕能力的高效选粉机组成的双闭路粉磨系统,均已获得显著的增产、节电效果,即系统产量与辊压机处理能力/磨机产量之比系数成正比。现代化水泥工业采用大型管磨机粉磨过程中,在没有磨前预处理措施时,其粉磨电耗居高不下。实施磨前物料预处理措施,主要目的是在磨外有效缩小入磨粒度、使物料产生晶格裂纹(只有料床粉磨设备才能做到)、改善物料易磨性(改善
39、幅度可达25%以上)。将磨机破碎仓功能部分或全部移至磨外,整个粉磨系统分为“磨前处理、磨内磨细、磨外分选”三个部分(后续为开流磨则无磨外分选),相当于使后续管磨机有效长度延长、细磨能力大幅提高,凸现“分段粉磨”的技术优势;以前置的高效预处理设备投入较多的吸收功耗,置换出管磨机系统大部分功耗,显著提高系统产量,使整个粉磨系统增产、节电幅度达到最大化。遵循的粉磨规律是:“磨前处理是关键、磨内磨细是根本、磨后选粉是保证”三段一体,各自成体系、互为关联与补充。即:磨前预处理设备效率越高(作功越多)、投入吸收功耗越大、中间半成品越细、易磨性改善越显著、后续管磨机磨细能力越好、则整个粉磨系统产量越高、节电
40、幅度越大。故必须对每一段粉磨过程工艺技术参数进行优化组合,才可将其增产、节能潜力发挥到极致。8.水泥料床终粉磨工艺(无球化水泥终粉磨)系统与管磨机相比,立磨的粉磨效率高出其1.5倍以上,节电幅度达30%。近几年,德国莱歇公司的LM非凡MPS保利休斯RM日本川崎重工CK以及小野田-神户制钢OK立磨与国产立磨及法国FCB公司的HORO筒辊磨(磨辊对物料的啮入角18)等高效率料床粉磨设备用于水泥终粉磨(包括矿渣微粉终粉磨)越来越多,实现了水泥无球化粉磨。与辊压机联合粉磨系统相比,工艺流程更为简化,且占地面积小,设备运转率高。随着新型耐磨材料的应用,研磨部件磨耗显著降低(一般15g/t水泥),磨辊磨盘(筒)使用寿命大大提高。以下是世界知名品牌立磨及法国FCB公司筒辊磨水泥终粉磨的几个实际生产应用案例:案例一:CEMEX公司在阿联酋Jebel Ali 5000t/d线水泥制成系统,采用莱歇公司的LM56.3+3C/S大型水泥立磨(配套主电机功率5700KW),粉磨纯硅酸盐水泥(比表面积351 m2/Kg),产量210 t/h -220 t/h,粉磨电耗34.6KWh/t。11国内湖北亚东公司