多渠道助推水泥粉磨站節(jié)能降耗

  水泥的生產(chǎn)通?？梢苑譃樯现苽洹?a target="_blank" style="color: #4284f4; text-decoration: underline;">熟料煅燒和水泥制成三個(gè)主要環(huán)節(jié)，而水泥粉磨站是從最后環(huán)節(jié)的水泥制成階段，獨(dú)立出來(lái)的一個(gè)成品制作單位。生產(chǎn)水泥熟料的原料在礦山，而生產(chǎn)水泥的混合材料在城鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)，所以，水泥企業(yè)往往在礦區(qū)建立水泥熟料生產(chǎn)基地，而在城、鎮(zhèn)靠近水泥銷售的建筑市場(chǎng)周邊建立水泥粉磨站，從而減少運(yùn)輸中的成本。

  目前我國(guó)數(shù)量最多的中小型水泥廠，普遍采用的是球磨機(jī)一級(jí)圈流工藝來(lái)進(jìn)行水泥粉磨，無(wú)論是球磨機(jī)還是選粉機(jī)，都相應(yīng)存在著耗能高、產(chǎn)能低、產(chǎn)品質(zhì)量差的弊端。盡管一些水泥廠目前都使用了新型干法熟料，但在粉磨的主機(jī)設(shè)備、系統(tǒng)工藝方面仍存在一些問題。在此，筆者將水泥粉磨站的節(jié)能降耗措施逐一進(jìn)行分析，與業(yè)內(nèi)同仁一起共同探討水泥粉磨工藝的節(jié)能高產(chǎn)問題。

  一、優(yōu)化磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

  根據(jù)磨機(jī)存在的問題分析，要想大幅度提高磨機(jī)的工作效率，最關(guān)鍵的就是要調(diào)整磨機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改善其內(nèi)部構(gòu)造。我國(guó)市場(chǎng)上的磨機(jī)多為Φ3m以上的球磨機(jī)，這種磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重不合理現(xiàn)象，致使粉磨效率非常低。針對(duì)這一問題，許多科研設(shè)計(jì)單位或根據(jù)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)或經(jīng)過自主研發(fā)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了不小的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的突破，改造后的磨機(jī)取得了顯著的成績(jī)。磨機(jī)的改造方向主要在于：

  首先，改善磨機(jī)內(nèi)的篩分裝置，設(shè)置高效強(qiáng)制篩分裝置，有效將大顆粒的物料攔截下來(lái)，使合格的物料順利進(jìn)入后倉(cāng)，而較大顆粒繼續(xù)留在前倉(cāng)進(jìn)行進(jìn)一步破碎或研磨。應(yīng)用“小篦縫，大流量”的原理，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一倉(cāng)破碎的功能，將大小顆粒的物料隔離開來(lái)，有效提高粉磨效率。

  其次，在鍛倉(cāng)中安裝活化襯板，這樣就可以加強(qiáng)各鍛層的運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)一定程度上可以提高磨機(jī)的工作效率。而且，磨尾出料裝置具有料鍛分離功能，因此，它能有效將水泥產(chǎn)品與小鋼鍛區(qū)分開來(lái)，使水泥成品順利出磨。而將小鋼鍛隔離開來(lái)，使其不會(huì)隨意漏出磨機(jī)，這樣就大大節(jié)約了能源，也達(dá)到了提高工作效率的作用。

  最后，調(diào)整倉(cāng)長(zhǎng)，設(shè)置合適的球鍛。根據(jù)物料的特性、粒度和工藝特點(diǎn)，將磨機(jī)的倉(cāng)長(zhǎng)調(diào)整到合適的長(zhǎng)度，并配備與之相適應(yīng)的球鍛。在倉(cāng)尾設(shè)置大表面積的小規(guī)格研磨體，這樣就可以使進(jìn)入鍛倉(cāng)的細(xì)物料與小鋼鍛一起進(jìn)行強(qiáng)化研磨。小鋼鍛比普通的鋼鍛單位表面積大，因此可以大幅度提高工作效率，粉磨的效果大大提高了。

  二、采用“多碎少磨”工藝

  水泥磨前配置相應(yīng)的預(yù)磨設(shè)備，采用圈流破碎的方式有效減小物料的粒度，使進(jìn)入磨機(jī)的物料粒度＜5mm，這樣粒度的物料在磨機(jī)中進(jìn)行粉磨時(shí)，可以提高粉磨的效率，還可以使生產(chǎn)出來(lái)的水泥產(chǎn)品粒度集中在3～32μm，從而有效提高產(chǎn)品的質(zhì)量。目前最經(jīng)濟(jì)的是在磨前增加輥壓機(jī)，輥壓機(jī)的結(jié)構(gòu)合理，其工作原理非常先進(jìn)。當(dāng)物料進(jìn)入破碎機(jī)之后，采用合理的運(yùn)動(dòng)軌跡使這些物料在破碎腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)多功能復(fù)合粉碎，這種方法消耗的金屬能量和電量都比較少。而且，輥壓機(jī)的可靠性高，它不會(huì)隨意出現(xiàn)機(jī)械故障，且能結(jié)合破碎研磨的作用，破碎比大、效率高、功耗低。

  據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，破碎機(jī)在電能資源上的利用率為30%，而球磨機(jī)的利用率則僅為5%。為了有效降低功耗、降低成本、提高效率，采用“多碎少磨”的工藝改造是非常有必要的，它是提高磨機(jī)工作效率的一個(gè)重要措施。

  三、多摻加混合材

  通常，水泥成品在出廠之前都需要摻加混合材料，這不僅能有效改善水泥的性能，還能使水泥適合于不同類型的工程建設(shè)中。而且，摻加混合材料還可以節(jié)約水泥熟料，節(jié)約熟料就相當(dāng)于節(jié)約生產(chǎn)環(huán)節(jié)中排放出的二氧化碳、二氧化硫等污染物，同時(shí)節(jié)約電、煤等能耗，起到節(jié)能減排的效果。除此之外，摻加的混合材料還可以是工業(yè)廢渣，如粉煤灰、鋼渣、鉛鋅尾礦、磷渣、低品位石灰石等。這些工業(yè)廢品經(jīng)過一定的高溫處理后，其氧化鈣已經(jīng)變成了鋁酸鹽或硅酸鹽，運(yùn)用到水泥生產(chǎn)中可以有效改善水泥的性能，降低物料的粒度，降低水泥的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

  四、合理使用助磨劑

  水泥的粉磨是水泥成品生產(chǎn)過程中的主要能耗環(huán)節(jié)，采用合適的助磨劑，可以有效改善水泥的粒度分布，減少粉磨時(shí)間，減少小于3μm以下顆粒的數(shù)量，提高磨機(jī)的產(chǎn)量，從而節(jié)約電耗。助磨劑是一種新型科技產(chǎn)品，它能增強(qiáng)水泥的性能、降低水泥生產(chǎn)成本，其作用主要是通過助磨、分散功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過助磨、分散功能，可以使水泥顆粒區(qū)分開來(lái)，可以使水泥和鋼球區(qū)分開來(lái)，這樣就可以增強(qiáng)水泥的流動(dòng)性，從而提高磨機(jī)的工作效率，提高磨機(jī)單位時(shí)間的產(chǎn)量，提高比表面積和水泥的強(qiáng)度。添加劑中的化學(xué)物質(zhì)、水泥和混合材料，進(jìn)行一定的化學(xué)反應(yīng)之后可以有效增強(qiáng)水泥的水化產(chǎn)物，提高水泥的反應(yīng)活性，達(dá)到增強(qiáng)功能。當(dāng)水泥需要細(xì)磨時(shí)，添加助磨劑的效果就更為明顯。例如：在某粉磨站中有兩臺(tái)Φ3.2×13m的球磨機(jī)，產(chǎn)量為45～50t/h。為提高產(chǎn)量，該企業(yè)采用了助磨劑，并對(duì)磨機(jī)進(jìn)行了技術(shù)改造，采用微型研磨體提高了磨機(jī)的研磨能力，采用了直徑為8～12mm的小鋼鍛，該小鋼鍛的總表面積是普通鋼鍛的2.5倍。技術(shù)改進(jìn)之后，主要是小鍛的運(yùn)用提高了產(chǎn)量，水泥產(chǎn)品的比表面積增加了，改善了水泥微粉顆粒組成。最終，每臺(tái)的產(chǎn)量提升到了50～55t/h，產(chǎn)量提高了10%，且細(xì)度小于2.6%。

  五、提高電氣設(shè)備功率因數(shù)

  一是采用了變頻節(jié)能設(shè)備。隨著我國(guó)在變頻節(jié)能設(shè)備上的發(fā)展，變頻節(jié)能設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，許多高壓、低壓和大容量的變頻節(jié)能設(shè)備被研發(fā)出來(lái)。它實(shí)現(xiàn)了變頻軟啟動(dòng)，減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊，可節(jié)電25%左右。二是采用了補(bǔ)償裝置，既有自動(dòng)調(diào)節(jié)的靜電電容器，又有自動(dòng)調(diào)節(jié)的進(jìn)相機(jī)組。三是利用低壓電機(jī)全相控制技術(shù)。它的優(yōu)點(diǎn)是在拖動(dòng)負(fù)荷輕載和重載時(shí)自動(dòng)調(diào)整電動(dòng)機(jī)輸出功率，使電機(jī)達(dá)到最佳節(jié)電目的，可節(jié)電15%左右。四是采用綠色照明系統(tǒng)。通過這些技術(shù)措施，大大改善了水泥企業(yè)功率因數(shù)，減少了無(wú)功功率需求，減少了有功功率的損失。

  六、合理安排生產(chǎn)順序

  水泥的生產(chǎn)設(shè)備通常都是大功率電機(jī)，啟動(dòng)及運(yùn)行時(shí)負(fù)荷較大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)供電線路電壓波動(dòng)較大，以致影響供電質(zhì)量，影響水泥生產(chǎn)的情況。因此，水泥生產(chǎn)中必須嚴(yán)格執(zhí)行合理的設(shè)備開機(jī)順序。一般來(lái)說(shuō)，先是粉磨，緊接著就是包裝，最后就是供料系統(tǒng)。這三個(gè)環(huán)節(jié)的開機(jī)間隔必須在5min以上，這樣就可以有效保障電壓的穩(wěn)定，提高電能資源的利用率。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)科學(xué)管理，加強(qiáng)磨機(jī)工的培訓(xùn)，學(xué)會(huì)聽磨音，根據(jù)磨音調(diào)整喂料量，使其喂料量與研磨體匹配，保持喂料量的相對(duì)穩(wěn)定，并加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，使磨機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

  綜上所述，水泥粉磨站的節(jié)能降耗除了要從工藝上進(jìn)行改革之外，還應(yīng)加強(qiáng)管理方面的一系列措施。傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)企業(yè)中，廠家往往只注重產(chǎn)量和能耗之間的關(guān)系，而忽略了工藝對(duì)于生產(chǎn)質(zhì)量的影響。因此，在今后的粉磨站生產(chǎn)過程中，要綜合考慮質(zhì)量、產(chǎn)量和能耗之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)三者之間的平衡。