大型生料球磨機效能低問題及其對策

　　近幾年來，我國水泥企業(yè)發(fā)展速度較快，特別是新型干法水泥生產(chǎn)線的建設(shè)更是突飛猛進。在生料粉磨方面，日產(chǎn)4000噸以上新型干法生產(chǎn)線多采用立磨，立磨的優(yōu)點是產(chǎn)量高、電耗低，缺點是投資大、運轉(zhuǎn)率低、維修難度大；而日產(chǎn)2500噸以下的新型干法生產(chǎn)線多采用球磨機，例如日產(chǎn)1000噸生產(chǎn)線多選用φ3.8×7.5m風(fēng)掃烘干磨、日產(chǎn)2500噸生產(chǎn)線多選用φ4.6×10＋3.5m烘干中卸磨、日產(chǎn)3000噸生產(chǎn)線多選用φ5.0×10.5m風(fēng)掃烘干磨生料球磨，球磨機的優(yōu)點是投資省、運轉(zhuǎn)率高、維修簡單，因此受到眾多水泥企業(yè)的青睞，但其缺點是產(chǎn)量低，電耗高。球磨機從10年前國內(nèi)普遍用φ2.2m或φ2.4m發(fā)展到目前普遍用φ4.2m或φ4.6m以及φ5.0m大型球磨機，其規(guī)格越來越大型化了。生料球磨機向大型化發(fā)展的目的一則為工藝布局便利，二則為提高粉磨效率，降低單產(chǎn)電耗。然現(xiàn)實結(jié)果卻是粉磨效率隨著磨機大型化反而降低了，噸生料綜合電耗最高竟達29-30度，幾乎高于優(yōu)秀小磨機的一倍，這無疑影響了相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟效益的發(fā)揮并與設(shè)計者初衷大相徑庭。

1、生料磨機的調(diào)查數(shù)據(jù)

1.1 φ5.0×10.5m 球磨機                                              

表1

1.2 φ4.6×10＋3.5m中卸烘干磨                                          

表2

1.3 φ3.8×7.5m風(fēng)掃烘干磨                                            表3                                                                        

1.4 φ2.2m或φ2.4m球磨機                                           表4                                                                         

1.5 φ2.2m或φ2.4m球磨機＋細碎機                                     表5                                                                          

2、生料磨機綜合電耗比較

^*注：為了便于比較，“+2.5 kwh/t”為烘干用電調(diào)整量。

3、 經(jīng)濟效益比較

3.1 以1000噸/日新型干法生產(chǎn)線生料磨機φ3.8×7.5m風(fēng)掃烘干磨與φ2.2m生料磨或φ2.4m球磨機＋細碎機系統(tǒng)比較，前者比后者每噸生料多耗電6.65度，每度電按0.6元計算，則每噸生料成本增加3.99元，每天需要生料約1600噸，則每天增加成本約0.638萬元，每年按300天生產(chǎn)，則每年因此增加成本203.9萬元。

3.2 以2500噸/日新型干法生產(chǎn)線生料磨機φ4.6×10＋3.5m中卸烘干磨與φ2.2m生料磨或φ2.4m球磨機＋細碎機系統(tǒng)比較，前者比后者每噸生料多耗電7.16度，每度電按0.6元計算，則每噸生料成本增加4.296元，每天需要生料約4000噸，則每天增加生產(chǎn)成本約1.72萬元，每年按300天生產(chǎn)，則每年因此增加成本549.5萬元。

3.3 而以配備了φ5.0m磨機的3000噸/日生產(chǎn)線與φ2.2＋細碎機相比一噸生料粉耗電竟高出近10度，一噸熟料多耗電15度，僅此一項一年竟多消耗908.8萬元，這簡直是匪夷所思。

通過上述數(shù)據(jù)的分析比較可以看出大型生料磨機與小型生料磨機相比，其效能低，綜合電耗高，生產(chǎn)成本高，這是大型生料磨機普遍存在的嚴重問題，在能源日益緊張（特別是煤炭資源相對緊張的省份）的今天，應(yīng)當(dāng)引起我們的高度重視！

二、 原因分析

1、大型球磨機生產(chǎn)效能的發(fā)揮受到隔倉板通料能力束縛

   根據(jù)托瓦洛夫公式，磨機產(chǎn)量為：Q=q·N₀≈0.184D_iV_inφ(6.16-5.75φ)·q

   磨機隔倉板的通料能力取決于隔倉板（篦縫）的面積S，S= πD_i²，這樣，單位面積隔倉板需要的通料量：Q₂=Q/S= k ₂D_i^1.5（k ₂——常數(shù)）

     上式表明：單位面積隔倉板的通料能力與磨機直徑的1.5次方成正比，隨著磨機直徑的增大，隔倉板通料能力嚴重束縛了磨機產(chǎn)量的增加，這正是影響大型球磨機生產(chǎn)效能發(fā)揮的重要因素之一。

2、大型球磨機單位時間做功頻率低。

3、磨機直徑越大研磨體滯留帶的不利影響越大

4、入磨物料粒度太大且粒徑分布過寬

新型干法水泥廠在石灰石破碎系統(tǒng)一般選用單段（反擊）錘式破碎機，其理想出料粒度指標(biāo)為90%≤25mm（這是老的《工藝管理規(guī)程》的基本要求），但錘頭磨損到中、后期，其出料粒度會大大增加，有的達到40mm甚至50mm，遠遠大于φ4.6m球磨機的最佳經(jīng)濟入料粒度15mm（詳見內(nèi)部資料《磨外預(yù)粉碎的幾個共性問題》），同時入磨物料粒度從0～40mm甚至50mm分布太寬、級差太大，而磨內(nèi)研磨體級配無法綜合兼顧，細碎粗磨、細磨的能力難以平衡，進一步影響磨機效能的發(fā)揮。因此，粉磨效率低，電耗高。盡管說大型球磨機對研磨體的提升高度大、對入磨物料的沖擊力大，但是，就破碎來講，破碎機的電能利用率比球磨機要高數(shù)十倍早已有定論。

5、“過粉磨”問題 

由于輸送設(shè)備和分級設(shè)備的制約，大型生料磨機的循環(huán)負荷率未必達到最佳值，因而“過粉磨”現(xiàn)象必然存在。

三、 對策及實例分析

1.1 對新上新型水泥生產(chǎn)線生料磨盡量采用節(jié)能效果明顯的立磨；

1.2 對現(xiàn)有大型生料球磨機的使用廠家，要盡快選用大型細碎機把主要原料——石灰石進行充分細碎。

2、實例分析

2.1 浙江兆山新星集團公司

浙江兆山新星水泥集團第一條新型干法生產(chǎn)線是一條日產(chǎn)1000t/d熟料新型干法生產(chǎn)線，其石灰石破碎系統(tǒng)采用的是一臺PCF1616破碎機，生料制備系統(tǒng)采用的是一臺φ3.8×7.5m風(fēng)掃烘干磨。自2001年9月18日投產(chǎn)以來，磨機臺時產(chǎn)量一直徘徊在80噸左右，不能滿足窯系統(tǒng)的需求，嚴重制約公司經(jīng)濟效益的進一步提升，有時影響到公司的生產(chǎn)的順利進行，針對這種狀況，公司決定對生料磨系統(tǒng)進行技術(shù)改造。

A 增設(shè)預(yù)破碎系統(tǒng)前后部分數(shù)據(jù)對比表

B 數(shù)據(jù)分析

生料磨采用預(yù)破碎系統(tǒng)后，不但提高了生料磨的臺時產(chǎn)量，滿足了窯熟料煅燒的需要，而且直接降低了生產(chǎn)單位電耗，按每生產(chǎn)一噸生料節(jié)約電2.87度，每度電0.6元計算，每生產(chǎn)一噸生料可節(jié)約電費1.722元，扣除增加細碎機后每噸耐磨件材料消耗0.3元/噸，每生產(chǎn)一噸生料可節(jié)約成本為1.422元，按年產(chǎn)熟料30萬噸，需耗用48萬噸生料粉，則按此計算一年可節(jié)約電費68.26萬元。

2.2廣東四會駿馬公司

該公司新建3000t/日新型干法生產(chǎn)線生料制備系統(tǒng)的工藝流程

A φ5.0×10.5m風(fēng)掃烘干磨使用細碎機與不使用細碎機  臺時、電耗比較表

B 數(shù)據(jù)分析

a 磨機臺時產(chǎn)量大幅度提高。使用細碎機后，磨機臺時產(chǎn)量明顯提高，由不使用細碎機時的209.0t/h，提高到266.7t/h，臺時產(chǎn)量提高57.7t/h，增產(chǎn)幅度為27.61%。

b 生料粉磨單位電耗大幅度降低。不使用細碎機時，生料磨機單位電耗為28.2kwh/t，使用細碎機后，生料粉磨單位電耗為24.41kwh/t，降低單位電耗為3.79kwh/t，降低幅度為   13.44%。

C 經(jīng)濟效益評估

生料磨采用細碎機后，不但提高了生料磨的臺時產(chǎn)量，而且直接降低了生產(chǎn)單位電耗，按每生產(chǎn)生料節(jié)約電3.79kwh/t，每度電0.6元計算，每生產(chǎn)一噸生料可節(jié)約電費2.274元，扣除增加細碎機后每噸耐磨件材料消耗0.3元/噸，每生產(chǎn)一噸生料可節(jié)約成本為1.974   元，按年產(chǎn)熟料100萬噸，需耗用155萬噸生料粉，則按此計算一年可節(jié)約電費305.97萬元，該項目總投資僅節(jié)電一項不足半年即可全部收回。

四、 結(jié)論