國產(chǎn)化大型水泥輥磨的研制及應(yīng)用

　　1 前言

　　最近幾年，水泥輥磨終粉磨技術(shù)在國外日臻成熟，并得到了越來越廣泛的應(yīng)用，尤其是在印度、越南等新興水泥市場，有多條新建水泥生產(chǎn)線采用了水泥輥磨終粉磨技術(shù)。在國內(nèi)，湖北亞東、云南東駿、四川星船城等水泥公司采用了進(jìn)口水泥輥磨，目前這些水泥輥磨系統(tǒng)均運(yùn)行正常。

　　水泥輥磨終粉磨技術(shù)在節(jié)能減排上的優(yōu)勢是有目共睹的，但是進(jìn)口水泥輥磨的設(shè)備價(jià)格和維護(hù)成本都比較高，在國內(nèi)廣泛的推廣有一定困難。開發(fā)國產(chǎn)的大型水泥輥磨一直是國內(nèi)水泥粉磨技術(shù)裝備領(lǐng)域的一個(gè)目標(biāo)。

　　天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司多年來一直致力于這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在TRM型原料輥磨和礦渣輥磨得到廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，從2006年開始著手水泥輥磨的研發(fā)工作，并于2009年實(shí)現(xiàn)了張家口金隅水泥有限公司兩臺(tái)TRMS3131輥磨穩(wěn)定粉磨水泥的目標(biāo)，磨機(jī)產(chǎn)量和主機(jī)電耗達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)，率先實(shí)現(xiàn)了水泥輥磨的工業(yè)應(yīng)用。

　　2010年6月，天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司自主研發(fā)的國產(chǎn)大型水泥輥磨TRMK4541在越南福山水泥公司投產(chǎn)，經(jīng)過短期的生產(chǎn)調(diào)試，磨機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。水泥成品的顆粒分布和標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量與球磨系統(tǒng)的產(chǎn)品相當(dāng)，混凝土的工作性能優(yōu)良。

　　TRMK4541水泥輥磨生產(chǎn)OPC水泥的產(chǎn)量為150t/h，可以單臺(tái)配套2750tpd熟料生產(chǎn)線或兩臺(tái)配套5500tpd規(guī)模熟料生產(chǎn)線，同時(shí)也可以用于100萬噸/年規(guī)模的水泥粉磨站，是水泥粉磨技術(shù)領(lǐng)域的一種理想方案。

　　本文重點(diǎn)介紹首臺(tái)TRMK4541水泥輥磨的應(yīng)用情況，供大家參考。2 系統(tǒng)簡介

　　2.1 系統(tǒng)流程

　　TRMK4541水泥輥磨系統(tǒng)的流程詳見圖1。熟料、石膏和混合材由喂料皮帶經(jīng)鎖風(fēng)閥喂入輥磨，物料在輥磨中隨著磨盤的旋轉(zhuǎn)從其中心向邊緣運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到磨輥的擠壓而被粉碎。粉碎后的物料在磨盤邊緣處被從風(fēng)環(huán)進(jìn)入的熱氣體帶起，粗顆粒落回到磨盤再粉磨；較細(xì)顆粒被帶到選粉機(jī)進(jìn)行分選，分選后的粗粉也返回到磨盤再粉磨，合格細(xì)粉被帶入袋式收塵器收集作為成品。部分難磨的大顆粒物料在風(fēng)環(huán)處不能被熱風(fēng)帶起，通過吐渣口進(jìn)入外循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)過除鐵后再次進(jìn)入輥磨與新喂物料一起粉磨。因?yàn)榛旌喜牡乃趾苄?，所以外循環(huán)物料和新喂料共用一個(gè)喂料溜管。出收塵器的成品通過空氣輸送斜槽、提升機(jī)等設(shè)備送入到成品庫中。

　　磨機(jī)通風(fēng)和烘干需要的熱空氣由熱風(fēng)爐提供，熱風(fēng)通過管道進(jìn)入磨機(jī)，出磨氣體通過收塵器凈化后由系統(tǒng)風(fēng)機(jī)送出，一部分排入大氣，另一部分循環(huán)入磨。
 

　　2.2 系統(tǒng)主要設(shè)備

　　系統(tǒng)的核心設(shè)備是TRMK4541輥磨，由天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司自主研發(fā)，采用新的措施來保證物料能夠形成穩(wěn)定的料床。磨機(jī)采用了新型高效籠形轉(zhuǎn)子選粉機(jī)，保證成品比表面積可以在300~400m2/kg范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)，并保證水泥成品的顆粒分布在合理的范圍內(nèi)。系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)詳見表1。

　　3 系統(tǒng)運(yùn)行情況

　　3.1產(chǎn)量及配比

　　根據(jù)生產(chǎn)需要，該系統(tǒng)生產(chǎn)三個(gè)品種的水泥，不同品種水泥的產(chǎn)量及配比如下。

　　3.2水泥單位電耗

　　生產(chǎn)不同品種水泥時(shí)的單位電耗如下：

　　可以看出，該系統(tǒng)粉磨水泥時(shí)的電耗與圈流球磨系統(tǒng)相比降低30%，TRMK4541水泥輥磨與國外輥磨的電耗比較如下：

　　3.3 各點(diǎn)氣體溫度壓力

　　出磨氣體溫度的設(shè)計(jì)值為90℃，因?yàn)槟C(jī)沒有使用噴水，依靠熟料自身的熱量和磨機(jī)粉磨做功發(fā)熱，磨機(jī)的出口溫度就會(huì)達(dá)到90℃以上。在實(shí)際生產(chǎn)中可以通過調(diào)節(jié)冷風(fēng)量來控制出磨溫度在90℃左右，成品水分≤0.5%。[Page]

　　控制合適的磨機(jī)壓差是磨機(jī)形成料層，穩(wěn)定運(yùn)行的前提。額定產(chǎn)量條件下，磨機(jī)的壓差在5000-6000Pa之間，入磨負(fù)壓一般200-500Pa，相應(yīng)的出磨氣體負(fù)壓在5500-6500Pa之間。磨機(jī)運(yùn)行時(shí)各點(diǎn)氣體溫度壓力如下表：

　　3.4 系統(tǒng)風(fēng)量

　　磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，對(duì)系統(tǒng)風(fēng)量進(jìn)行了測定，出袋收塵器風(fēng)管的風(fēng)量測定結(jié)果為：溫度77℃，氣體壓力-7400Pa，工況風(fēng)量350000m³/h，標(biāo)況風(fēng)量240000 Nm³/h。

　　3.5磨機(jī)的振動(dòng)值

　　磨機(jī)振動(dòng)對(duì)設(shè)備的影響很大，必須將磨機(jī)的振動(dòng)值控制在一定的范圍內(nèi)才能有效的保護(hù)磨機(jī)。不同的檢測點(diǎn)檢測的振動(dòng)值也是不同的，TRMK4541磨機(jī)的振動(dòng)傳感器安裝在減速機(jī)殼體推力軸承部分的側(cè)面殼體上。

　　在運(yùn)行中對(duì)磨機(jī)進(jìn)行了振動(dòng)檢測，振動(dòng)值在2.0mm/s左右，屬較低的振動(dòng)范圍，在磨機(jī)旁感覺運(yùn)行非常平穩(wěn)。

　　3.6助磨劑與磨內(nèi)噴水

　　在水泥粉磨過程中添加助磨劑可以起到穩(wěn)定料床、提高磨機(jī)產(chǎn)量的目的，但是這樣會(huì)帶來生產(chǎn)成本的增加，TRMK4541在粉磨水泥時(shí)不添加助磨劑就能保證料床的穩(wěn)定和產(chǎn)量，為企業(yè)生產(chǎn)節(jié)約了成本。

　　在水泥粉磨過程中向磨盤上噴水也可以起到穩(wěn)定料床的作用，但是噴水會(huì)增加系統(tǒng)的烘干成本，同時(shí)會(huì)對(duì)水泥的強(qiáng)度造成不利的影響。TRMK4541在粉磨水泥時(shí)不噴水就能保證料床的穩(wěn)定，體現(xiàn)了其優(yōu)越的性能。

　　4 產(chǎn)品性能

　　利用輥磨粉磨水泥，大家最關(guān)心的是水泥成品的顆粒分布以及由此產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量等問題。中國水泥發(fā)展中心物化檢測所對(duì)TRMK4541水泥輥磨的成品進(jìn)行了性能檢測，結(jié)果表明該系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥成品性能優(yōu)良。

　　4.1水泥的顆粒分布及需水量

　　TRMK4541輥磨粉磨的水泥成品顆粒分布情況如下：

　　與國外水泥輥磨的產(chǎn)品比較如下圖。

　　可以看出，TRMK4541水泥輥磨的成品顆粒分布很寬，n值小于1。與此相對(duì)應(yīng)，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量較低，只有26.4%，與圈流球磨系統(tǒng)產(chǎn)品相當(dāng)。不同粉磨系統(tǒng)的水泥需水量如下圖。

　　4.2混凝土的流動(dòng)度

　　TRMK4541輥磨粉磨的水泥成品配制的混凝土坍落度測定結(jié)果及與國外水泥輥磨的比較如下：

　　從上表可以看出，本系統(tǒng)生產(chǎn)的水泥成品配制的混凝土坍落度較大，具有良好的工作性能，有利于工程現(xiàn)場施工。

　　5 結(jié)論

　　首臺(tái)國產(chǎn)大型水泥輥磨TRMK4541正式投入工業(yè)生產(chǎn)，磨機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)值，水泥輥磨成品的顆粒分布、標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量與圈流球磨系統(tǒng)的產(chǎn)品相當(dāng)，用其配制的混凝土具有良好的工作性能。

　　水泥輥磨終粉磨技術(shù)在國際上已經(jīng)得到推廣應(yīng)用，運(yùn)行結(jié)果充分體現(xiàn)了該技術(shù)具有顯著的節(jié)能效果和優(yōu)良的產(chǎn)品性能，相信TRMK4541水泥輥磨的成功運(yùn)行會(huì)極大地推動(dòng)國產(chǎn)水泥輥磨的技術(shù)進(jìn)步，并在國內(nèi)水泥行業(yè)得到推廣應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)無球化作出重要貢獻(xiàn)。