鄒偉斌： 降低水泥粉磨系統(tǒng)電耗技術(shù)措施與案例分析

　　8月15日，“2019中國(guó)水泥智能化高峰論壇暨第十一屆國(guó)際粉磨峰會(huì)”在南京隆重召開。此次會(huì)議由中國(guó)水泥網(wǎng)主辦，基仕伯化學(xué)材料（中國(guó)）有限公司、中建材凱盛機(jī)器人（上海）有限公司、丹東東方測(cè)控技術(shù)股份有限公司共同協(xié)辦，以“數(shù)字生產(chǎn)智慧工廠”為主題，吸引到水泥企業(yè)、技術(shù)專家、科研單位等600余人共聚一堂，全面梳理當(dāng)前水泥工業(yè)技術(shù)成就，深入探討水泥生產(chǎn)系統(tǒng)智能化未來。

　　中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問鄒偉斌在本次大會(huì)上作了題為《降低水泥粉磨系統(tǒng)電耗的技術(shù)措施與案例分析》的報(bào)告，就水泥粉磨環(huán)節(jié)如何降低生產(chǎn)能耗同與會(huì)嘉賓進(jìn)行了詳細(xì)的交流。

　　鄒偉斌表示，目前國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)粉磨系統(tǒng)分類眾多，工藝參差不齊。從運(yùn)行狀況來看，一些水泥廠在粉磨系統(tǒng)細(xì)節(jié)優(yōu)化方面存在不足是導(dǎo)致電耗偏高的重要原因。

　　據(jù)了解，國(guó)內(nèi)配置高效率料床預(yù)粉磨設(shè)備運(yùn)行的水泥粉磨系統(tǒng)，目前生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥，系統(tǒng)粉磨電耗先進(jìn)值已≤26kWh/t，少數(shù)系統(tǒng)粉磨電耗≤ 22 kWh/t ～24 kWh/t（應(yīng)增大預(yù)粉磨能力），極個(gè)別在20kWh/t左右。

　　鄒偉斌在報(bào)告中分別從配置輥壓機(jī)預(yù)粉磨的系統(tǒng)、輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)、外循環(huán)立磨預(yù)粉磨系統(tǒng)、管磨機(jī)系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)與要求、高效成品選粉機(jī)的選擇與選用等方面分享了節(jié)能降耗措施及相關(guān)案例。

　　配置輥壓機(jī)預(yù)粉磨的系統(tǒng)

　　配置輥壓機(jī)的預(yù)粉磨系統(tǒng)需要具備幾大特點(diǎn)。1、可靠穩(wěn)定的輥壓機(jī)進(jìn)料控制系統(tǒng)（應(yīng)用雙杠桿進(jìn)料裝置），四周料床必須受限，始終保持良好的擠壓做功能力；2、順暢的管道與風(fēng)路，高效的料餅打散裝置，良好的物料分散功能；3、均勻分散、有效分級(jí)、穩(wěn)定收集；4、高效率的V選分級(jí)系統(tǒng)（分散與分級(jí)）；5、高效率的動(dòng)態(tài)選粉機(jī)分級(jí)系統(tǒng)；6、與輥壓機(jī)預(yù)粉磨系統(tǒng)相適應(yīng)的管磨機(jī)磨內(nèi)結(jié)構(gòu)與研磨體級(jí)配；7、采用新型高效的聯(lián)合（半終）粉磨工藝；8、高效率的磨尾成品選粉機(jī)分級(jí)系統(tǒng)。

　　配置輥壓機(jī)的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)要提升粉末效率，需要大限度發(fā)揮輥壓機(jī)的前端粉磨作用。下面是J公司采用“大型輥壓機(jī)與小管磨機(jī)組合案例”。

　　J公司采用HFCG180-160輥壓機(jī)（處理能力1050t/h、1600kW×2）+V型靜態(tài)氣流分級(jí)機(jī)+組合選粉機(jī)+Φ3.2m×13m開路管磨機(jī)（主電機(jī)功率1600kW）；生產(chǎn)P.C32.5R水泥，比表面積≥350m2/kg、系統(tǒng)產(chǎn)量200t/h、粉磨電耗23kWh/t；生產(chǎn)P.O42.5水泥，比表面積≥350m2/kg、系統(tǒng)產(chǎn)量175t/h、粉磨電耗26kWh/t。入磨物料比表面積≥280 ～ 300m2/kg，裝機(jī)功率比3200kW/1600kW=2.0。

　　另外，材料特性對(duì)粉磨系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量與能耗有著明顯的影響。影響因素包括物料的成分和晶體結(jié)構(gòu)、物料的硬度和強(qiáng)度、物料的含水量及溫度、物料的磨蝕性、物料的易碎性及易磨性等等。

　　材料特性對(duì)粉磨系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量與能耗的影響：

　　需要注意的私，C2S含量與熟料易磨性之間有著重要關(guān)系。根據(jù)國(guó)外試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料顯示：當(dāng)控制相同的水泥成品比表面積350m2/kg時(shí)，熟料礦物組成中增加10%的C2S（或減少10%的C3S時(shí)）將會(huì)增加粉磨電耗5kWh/t。在緩慢升溫及緩慢冷卻制度下得到的C3S 結(jié)晶尺寸粗大（＞60μm）， C2S結(jié)晶致密，韌性增加，導(dǎo)致明顯易磨性變差。熟料在慢冷條件下在1250℃時(shí)C3S分解出C2S 及二次f-CaO，C2S實(shí)際含量增加，不但強(qiáng)度降低，而且易磨性將明顯變差（韌性增加），系統(tǒng)產(chǎn)量顯著降低。

　　外循環(huán)立磨預(yù)粉磨系統(tǒng)

　　從粉磨設(shè)備發(fā)展和改進(jìn)方面來看，外循環(huán)立磨應(yīng)該是一個(gè)趨勢(shì)。

　　HRM外循環(huán)立磨預(yù)粉磨應(yīng)用案例：江蘇明港水泥有限公司由江蘇建材院設(shè)計(jì)的粉磨系統(tǒng)，采用HRM43.4Y預(yù)粉磨立磨+V型靜態(tài)氣流分級(jí)機(jī)+下進(jìn)風(fēng)動(dòng)態(tài)選粉機(jī) +Φ3.8m×13m開路管磨機(jī)（主電機(jī)功率：2500kW），設(shè)計(jì)產(chǎn)量：≥180t/h（現(xiàn)實(shí)際產(chǎn)量≥ 200t/h），成品細(xì)度：350㎡/kg ，顆粒形貌球形度比輥壓機(jī)預(yù)粉磨系統(tǒng)好，立磨主電機(jī)功率：2800kW（主電機(jī)功率比=2800kW/2500kW=1.12），系統(tǒng)粉磨電耗：26 ～ 27kWh/t。

　　外循環(huán)四輥立磨終粉磨應(yīng)用案例：山東魯南中聯(lián)水泥有限公司采用46.2+2C/S外循環(huán)立磨終粉磨工藝，系統(tǒng)主要配置：外循環(huán)四輥立磨+V型靜態(tài)氣流分級(jí)機(jī)+下進(jìn)風(fēng)高效動(dòng)態(tài)選粉機(jī)+大布袋收塵器，生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥（成品比表面積370±15m2/kg），水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量26.5～27.0%系統(tǒng)產(chǎn)量155～165t/h，粉磨電耗25.5 kWh/t。

　　輥壓機(jī)水泥終粉磨系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1、斷開管磨機(jī)，理論上相比配有管磨機(jī)的系統(tǒng)可節(jié)電50%；2、工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，但系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷大；3、水泥成品溫度低，比聯(lián)合粉磨系統(tǒng)至少低30 ℃ ～50 ℃（熟料溫度取決于—篦冷機(jī)）；4、石膏脫水不完全，影響凝結(jié)時(shí)間；5、水泥粒徑分布相對(duì)較窄，水泥成品需水量相對(duì)較大；6、顆粒形貌球形度差，多為片狀、多角狀，內(nèi)摩擦力大。

　　E公司HFCG160-120輥壓機(jī)（通過量675t/h、原主電機(jī)功率900kW×2，更換為1120kW×2）+V3500選粉機(jī)+3500下進(jìn)風(fēng)動(dòng)態(tài)選粉機(jī)，生產(chǎn)P.O42.5級(jí)水泥，斷開Φ4.2×13m管磨機(jī)（3550kW），系統(tǒng)產(chǎn)量130t/h、系統(tǒng)粉磨電耗22.47kWh/t，系統(tǒng)產(chǎn)量145～150t/h、系統(tǒng)粉磨電耗20～21kWh/t，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量≤27.5%，應(yīng)用在商砼反映良好，與聯(lián)合粉磨系統(tǒng)基本相同，水泥溫度降低30～40℃。

　　管磨機(jī)系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)與要求

　　管磨機(jī)能夠充分發(fā)揮管磨機(jī)細(xì)磨功能（磨細(xì)能力好，可進(jìn)一步優(yōu)化水泥顆粒分布與成品顆粒整形，提高水泥球形度），相對(duì)于被磨物料而言，管磨機(jī)必須做到（管磨機(jī)段控制技術(shù)原則）：“喂得進(jìn)、磨得細(xì)、排得出”。

　　管磨機(jī)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的不正常磨況需要企業(yè)引起重視：研磨體粘附與變形；襯板磨損或破損；襯板表面粘附；研磨體堵塞隔倉板或出磨篦板篦縫；物料水分大，堵塞隔倉板或出磨篦板；磨內(nèi)物料溫度高堵塞隔倉板或出磨篦板；隔倉板或出磨篦板篦縫延展（塑性流變）；細(xì)磨倉活化環(huán)磨損；研磨體表面粗糙，研磨能力差；使用帶有盲板的隔倉板等。

　　高效成品選粉機(jī)的選擇與選用

　　閉路水泥粉磨系統(tǒng)，成品選粉機(jī)非常重要，必須具備高效率的分級(jí)能力，選粉效率應(yīng)≥80%。高效成品選粉機(jī)主要應(yīng)用于輥壓機(jī)（或外循環(huán)立磨）與不同形式分級(jí)機(jī)+管磨機(jī)+成品選粉機(jī)組成的聯(lián)合（半終）粉磨系統(tǒng)。

　　目前常用選粉機(jī)主要有O-sepa與Sepax及TESu等不同形式的成品選粉機(jī)。

　　不同結(jié)構(gòu)形式的成品選粉機(jī)：

　　提高水泥粉磨系統(tǒng)效率的改造措施

　　1、配置高效率料床預(yù)粉磨設(shè)備（輥壓機(jī)或外循環(huán)立磨）的水泥聯(lián)合（半終）粉磨系統(tǒng)，具有顯著的增產(chǎn)與節(jié)電優(yōu)勢(shì)。

　　2、水泥粉磨工程技術(shù)人員，應(yīng)透徹了解被粉磨材料的物理、化學(xué)特性。

　　3、輥壓機(jī)或外循環(huán)立磨，應(yīng)始終保持穩(wěn)定的做功效率，為管磨機(jī)磨細(xì)與整形奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　4、優(yōu)化管磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，充分利用磨內(nèi)動(dòng)態(tài)研磨體對(duì)水泥顆粒磨細(xì)與整形的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

　　5、選擇高效率成品的選粉機(jī)。

　　6、水泥聯(lián)合（半終）粉磨系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了良好的“分段粉磨”，每一段的物料粒徑不同，應(yīng)根據(jù)工藝配置，繼續(xù)挖掘系統(tǒng)潛力。

　　7、應(yīng)增大預(yù)粉磨段處理能力，充分利用高效率料床粉磨設(shè)備處理粗顆粒物料。

　　8、輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)及外循環(huán)立磨終粉磨系統(tǒng)，是水泥粉磨系統(tǒng)節(jié)電技改的發(fā)展趨勢(shì)。