藍(lán)奧1號TUS新型雙分級高效選粉機在聯(lián)合粉磨系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造中的應(yīng)用

  0引言

  除分別粉磨工藝系統(tǒng)及水泥配制工藝系統(tǒng)外，據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)現(xiàn)有水泥粉磨工藝系統(tǒng)有30種左右[1].；各閉路水泥粉磨系統(tǒng)均配置了不同形式、不同種類、不同規(guī)格的成品選粉機，但應(yīng)用機型仍以O(shè)-sepa水平渦流選粉機居多。相對空氣選粉機而言，其分級機理始終貫穿"分散、分級、收集"三大技術(shù)環(huán)節(jié)，其中"均勻分散是前提、高效分級是關(guān)鍵、有效收集是保證"，環(huán)環(huán)相扣、互為補充。

  O-sepa籠式選粉機作為第三代選粉機的代表，已問世近四十年時間；通過長期在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用，已暴露出一些分級性能方面的缺陷；尤其是我國水泥標(biāo)準(zhǔn)、膠砂強度檢驗方法與世界接軌后，成品水泥的細(xì)度控制比老標(biāo)準(zhǔn)更細(xì)，并在通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)中引入了成品R45μm篩余控制方法及與之對應(yīng)的篩余指標(biāo)；以R45μm篩余測試O-sepa選粉機的選粉效率一般只有40%-50%左右，而選粉效率能夠達(dá)到60%或以上的卻很少，導(dǎo)致一部分水泥成品未能及時分選出來，形成回料參與磨內(nèi)循環(huán)，產(chǎn)生"過粉磨"現(xiàn)象將不可避免，系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷不斷增大，不易調(diào)控操作，最終造成粉磨系統(tǒng)產(chǎn)能發(fā)揮較差、電耗上升、成本提高。

  本文基于O-sepa選粉機在閉路水泥粉磨系統(tǒng)應(yīng)用的不足，介紹藍(lán)奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機在輥壓機雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)增產(chǎn)、節(jié)電改造中的應(yīng)用，探討TUS新型雙分級高效選粉機的技術(shù)優(yōu)勢。

  1閉路水泥粉磨系統(tǒng)選粉機現(xiàn)狀及存在問題

  1.1 O-sepa選粉機選粉效率低的主要原因

  現(xiàn)階段輥壓機聯(lián)合粉磨工藝系統(tǒng)所占水泥粉磨工藝中的比例較大；實際應(yīng)用中的O-sepa選粉機選粉效率低的主要原因有：

  （1）撒料盤邊緣撒料不均，導(dǎo)致物料在選粉室內(nèi)分散不均勻。

  （2）水平渦殼通過兩個風(fēng)管切向進(jìn)風(fēng)，由于一次風(fēng)管與二次風(fēng)管截面積不同，導(dǎo)致渦殼內(nèi)風(fēng)速不均勻，無法為物料的有效分級創(chuàng)造必要條件；尤其是水泥物料水份較大，在選粉機蝸殼堆積時或?qū)эL(fēng)葉片磨損后，選粉機內(nèi)部不能夠形成均勻穩(wěn)定的空氣力場時，其分級效果就更差。

  （3）下部錐體進(jìn)入的三次風(fēng)管太小，風(fēng)速較低，不足以完成清洗進(jìn)入下錐體的物料，從某種意義上說，三次風(fēng)基本上形同虛設(shè)。

  （4）實際上只對物料進(jìn)行了一次分選，選凈度不高。

  綜上所述，由于選粉機自身選粉效率低，使一定比例的水泥成品，也隨著粗粉一起由選粉機下部錐體返回磨機進(jìn)行重復(fù)研磨，造成磨內(nèi)"過粉磨"現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致循環(huán)負(fù)荷過高，難以建立粉磨平衡而嚴(yán)重制約了整個粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量的發(fā)揮。

  1.2循環(huán)負(fù)荷K與選粉效率η的關(guān)系

  （1）循環(huán)負(fù)荷K：選粉機回料量（即粗粉）與成品量的比值?？捎孟率龉角蟮茫?

  K=(A-C)/(B-A)×100%                        （1）

  式中：

  K-循環(huán)負(fù)荷，%；

  A-出磨物料（即入選粉機物料）細(xì)度篩余，%；

  B-回料（選粉機返回磨機粗粉）細(xì)度篩余，%；

  C-產(chǎn)品（選粉機細(xì)粉--入庫成品）細(xì)度篩余，%；

  （2）選粉效率η：進(jìn)入成品中某一規(guī)定粒級與選粉機入料中該粒級的重量百分?jǐn)?shù)，可用下式求得：

                      （2）

  式中： -選粉效率，%；

  A，B，C符號含義同前

  當(dāng)磨內(nèi)粉磨效率低，出磨細(xì)度偏粗，合格成品量少，則循環(huán)負(fù)荷越高，選粉效率越低，回料量越多；反之，則選粉效率高，循環(huán)負(fù)荷低。相對雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)而言，物料經(jīng)擠壓分級后的入磨粒徑縮小、易磨性已顯著改善，出磨物料中的成品比例相對較多，循環(huán)負(fù)荷一般在50%--120%范圍內(nèi)，大多數(shù)應(yīng)用在70%--110%，上限應(yīng)以不超過150%為宜。在此區(qū)間內(nèi)，隨著循環(huán)負(fù)荷增大，系統(tǒng)產(chǎn)量增加。當(dāng)然，產(chǎn)量提高幅度與系統(tǒng)配置及所用選粉機規(guī)格與選粉效率、操作人員水平密切相關(guān)。[3]

  2藍(lán)奧1 號 TUS新型雙分級高效選粉機應(yīng)用案例

  本文選擇3個公司的粉磨系統(tǒng)主機設(shè)備配置以及改造前、后選粉機的選粉效率變化情況進(jìn)行分析。

  2.1改造前的情況

  改造前，3個公司的粉磨系統(tǒng)主機設(shè)備配置分別見表1、表2、表3。

  表1  漳縣祁連山公司水泥粉磨系統(tǒng)主機設(shè)備配置與性能參數(shù)※

  表2  東方希望公司粉磨系統(tǒng)主機設(shè)備配置與性能參數(shù)※

  漳縣祁連山公司與東方希望公司雙閉路聯(lián)合粉磨工藝流程見圖1：

  圖1     雙閉路聯(lián)合粉磨工藝流程

  表3  達(dá)州利森公司粉磨系統(tǒng)主機設(shè)備配置與性能參數(shù)※

  2.2 利用TUS新型雙分級高效選粉機實施改造的效果

  （1）漳縣祁連山水泥公司采用藍(lán)奧1號TUS4000新型雙分級高效選粉機取代（更換）O-sepa N-4000選粉機改造后效果見表4、表5：

  表4  粉磨系統(tǒng)改造前、后技術(shù)指標(biāo)對比

  表5  循環(huán)負(fù)荷與選粉效率測試數(shù)據(jù)

  表5中水泥品種為P·O42.5R；改造前、后，成品水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量仍為26.5%，基本無變化。改造過程中，后續(xù)選粉機主軸電機、系統(tǒng)風(fēng)機及輸送設(shè)備沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機功率。

  改造前，R45μm篩余循環(huán)負(fù)荷為188%~276%、對應(yīng)的選粉效率為56%~41%；

  改造后，R45μm篩余循環(huán)負(fù)荷為91%~109%、對應(yīng)的選粉效率為86%~79%，選粉效率平均達(dá)82.7%；

  由表4分析估算：改造后，按年產(chǎn)120萬噸水泥，噸水泥節(jié)電3.0kWh，年節(jié)電360萬kWh，以平均電價0.60元/ kWh計，年節(jié)電效益216萬元；按平均增產(chǎn)40t/h，年按6000h運行（運轉(zhuǎn)率68.5%）則增產(chǎn)水泥24萬噸，水泥增產(chǎn)部分按平均利潤20元/t計算，年增產(chǎn)的24萬噸水泥可增效益480萬元，與節(jié)電效益合并，共計增效696萬元/年。

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  （2）東方希望集團(tuán)水泥粉磨系統(tǒng)采用TUS4000新型雙分級高效選粉機取代（更換）O-sepa N-4000選粉機改造后效果見表6。

  表6  粉磨系統(tǒng)改造前、后技術(shù)指標(biāo)對比

  表6中水泥品種為P·O42.5R；改造前、后，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量仍為26.8%，基本無變化。改造過程中，后續(xù)選粉機主軸電機、系統(tǒng)風(fēng)機及輸送設(shè)備仍沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機功率。

  改造前，R45μm篩余循環(huán)負(fù)荷為189%~299%、對應(yīng)的選粉效率為55%~40%；

  改造后，R45μm篩余循環(huán)負(fù)荷為88%~116%、對應(yīng)的選粉效率為90%~81%，選粉效率平均達(dá)83.25%（技術(shù)經(jīng)濟分析略）。

  （3）達(dá)州利森公司水泥粉磨系統(tǒng)采用TUS2500新型雙分級高效選粉機取代（更換）O-sepa N-2500選粉機改造后效果見表7。

  表7   粉磨系統(tǒng)改造前、后技術(shù)指標(biāo)對比

  表7中水泥品種為P·O42.5R；改造前、后，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量27.5%，基本無變化。改造過程中，后續(xù)選粉機主軸電機、系統(tǒng)風(fēng)機及輸送設(shè)備仍沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機功率。

  改造前，R45μm篩余循環(huán)負(fù)荷為186%~282%、對應(yīng)的選粉效率為54%~39%；

  改造后，R45μm篩余循環(huán)負(fù)荷為88%~106%、對應(yīng)的選粉效率為86%~83%，選粉效率平均達(dá)83.88%；（技術(shù)經(jīng)濟分析略）。

  3、藍(lán)奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機技術(shù)性能及特點

  上述三家公司采用TUS新型雙分級高效選粉機后，收效顯著。筆者認(rèn)為，這是TUS新型雙分級高效選粉機技術(shù)性能及特點所決定的。

  3.1TUS新型雙分級高效選粉機的結(jié)構(gòu)

  綿陽藍(lán)奧重型機械制造有限公司針對O-sepa選粉機選粉效率低、回料中存在大量成品、循環(huán)負(fù)荷高等不良狀況，研制開發(fā)出具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的TUS新型雙分級高效選粉機（"一種新型雙分級高效選粉機"，專利號ZL201420196523. 3），R45μm選粉效率達(dá)到80%甚至85%以上。TUS新型雙分級高效選粉機基本結(jié)構(gòu)見圖1。

  圖1   TUS高效選粉機分級原理

  3.2 TUS新型雙分級高效選粉機分級特點

  （1）真正實現(xiàn)了"均勻分散、高效分級、有效收集"。

  （2）采用二次分級原理對物料進(jìn)行兩次分選，使出磨物料中所含成品被分選得更干凈、更徹底。

  （3）通過磨尾提升機輸送的出磨物料通過四個對稱的進(jìn)料口均勻進(jìn)入選粉機內(nèi)部，撒料盤上的物料撞擊到擋料板后向邊緣均勻分散，繼而進(jìn)入轉(zhuǎn)子與導(dǎo)風(fēng)葉片形成的水平渦流選粉區(qū)，物料在自身重力與水平渦流空氣力場作用下，被第一次分選：細(xì)粉通過轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，再由出風(fēng)口進(jìn)入成品布袋收塵器；粗料被離心力甩出籠型轉(zhuǎn)子以外，和一部份未選出的細(xì)粉（45?m以下成品顆粒），因重力沉降作用一起進(jìn)入下部選粉室內(nèi)的分料裝置、撒料裝置及下部轉(zhuǎn)子，對這些物料再次進(jìn)行均勻分散與分級，即物料在下部選粉室內(nèi)經(jīng)過第二次分選：成品則隨上升氣流（負(fù)壓）進(jìn)入上部選粉室內(nèi)，與第一次分選后的成品同時被收集；粗料經(jīng)回料裝置返回磨機繼續(xù)研磨。經(jīng)過上述兩次分選的全過程，使進(jìn)入該選粉機的物料選凈度及選粉效率得到大幅度提高。

  3.3 藍(lán)奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機選粉效果

  TUS新型雙分級高效選粉機與傳統(tǒng)O-sepa選粉機回磨粗粉對比可以看出：O-sepa選粉機回磨粗粉選凈度低，R45μm篩余51%，仍有大部分成品隨之回到磨內(nèi)導(dǎo)致"過粉磨"現(xiàn)象產(chǎn)生。兩種選粉機回磨粗粉現(xiàn)場對比照片見圖2 。

  圖2  O-sepa選粉機與TUS選粉機回料對比

  由圖2兩種選粉機回磨粗粉對比可知：應(yīng)用藍(lán)奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機的粉磨系統(tǒng)對出磨物料中成品選凈度高（在成品水泥細(xì)度不變的前提下，經(jīng)選粉機分選后的回磨物料越粗，即篩余值越大，則其中所含成品量就越少，說明選粉機的選粉效率越高），回磨物料呈現(xiàn)"粗砂狀"（右圖），成品含量已很少，R45μm篩余達(dá)到82%甚至以上（按照一般經(jīng)驗，選粉機回磨物料篩余值可以大致看作是該選粉機的選粉效率），實現(xiàn)了"能選早選、分選徹底"，有效消除管磨機段的"過粉磨"，提高了管磨機粉磨效率；從而顯著增加系統(tǒng)產(chǎn)量，降低粉磨電耗。

  以上案例中，只是對成品選粉機進(jìn)行改造已取得明顯的技術(shù)經(jīng)濟效果，若同時對輥壓機+分級設(shè)備+管磨機實施針對性改進(jìn)，則系統(tǒng)增產(chǎn)、節(jié)電綜合效果將更為顯著。

  4結(jié)束語

  總結(jié)藍(lán)奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機在水泥粉磨系統(tǒng)改造的實踐，筆者認(rèn)為可以歸納如下：

  （1）生產(chǎn)實踐證明："分段粉磨"的能耗明顯低于一段粉磨；相對于聯(lián)合粉磨系統(tǒng)而言，應(yīng)始終貫穿"磨前處理是關(guān)鍵、磨內(nèi)磨細(xì)是根本、磨后選粉是保證"的技術(shù)宗旨。三段之間相互關(guān)聯(lián)、互為銜接與補充，系統(tǒng)中的每一個接口都非常重要，絕不能忽視。

  （2）應(yīng)以粉磨工序能耗指標(biāo)及穩(wěn)定性評價粉磨系統(tǒng)優(yōu)劣（其中包括所用選粉機的選粉效率）。

  （3）應(yīng)以水泥工作性能指標(biāo)及穩(wěn)定性評價水泥實物質(zhì)量（面對混凝土行業(yè)用戶需求）。

  （4）應(yīng)以系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)率評價粉磨系統(tǒng)穩(wěn)定性（設(shè)備配置）。

  （5）相對空氣選粉機而言，其分級機理始終圍繞"分散、分級、收集"三大關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)；其中"均勻分散是前提、高效分級是關(guān)鍵、有效收集是保證"，環(huán)環(huán)相扣、缺一不可。

  （6）在預(yù)粉磨段與管磨機段理順后，需要有好的成品選粉機作為系統(tǒng)增產(chǎn)節(jié)電的保證；正確選擇、應(yīng)用高效選粉機是閉路粉磨系統(tǒng)挖掘生產(chǎn)潛能、實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能降耗最重要、最有效技術(shù)手段之一。

  （7） 應(yīng)用專利技術(shù)研制開發(fā)的藍(lán)奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機采用二次分級原理對物料進(jìn)行兩次分選，使出磨被選物料中的成品分選得更干凈、更徹底，有效消除管磨機段"過粉磨" 現(xiàn)象，提高管磨機粉磨效率。

  （8） TUS新型雙分級高效選粉機R45μm選粉效率達(dá)到80%甚至85%以上，且水泥成品粒徑分布合理，在水泥粉磨系統(tǒng)節(jié)電改造過程中具有良好的應(yīng)用效果。水泥粉磨系統(tǒng)節(jié)能空間巨大，在水泥進(jìn)入微利時代的今天，采用技術(shù)成熟的高效分級設(shè)備進(jìn)行改造，降低制造成本意義重大、迫在眉睫。

  （9）本文中的案例，只是對成品選粉機進(jìn)行改造已取得明顯的技術(shù)經(jīng)濟效果，若同時對輥壓機+分級設(shè)備+管磨機實施針對性改進(jìn)，提高出磨物料中成品率，為該高效選粉機有效分選創(chuàng)造更好的先決條件，則系統(tǒng)增產(chǎn)、節(jié)電效果將更為顯著。