1、辊压机联合粉磨系统节能降耗措施辊压机联合粉磨系统节能降耗的措施辊压机联合粉磨系统因其增产效果显著而得到了广泛应用。目前，水泥厂粉磨工艺以趋于设备大型化、系统自动化、工艺简单化、技术节能化的发展趋势。本文从郑州天瑞水泥有限公司辊压机、磨机系统改进和工艺参数控制等方面列举了联合粉磨系统的节能降耗改进措施：改进辊压机进料装置为正上部进料，并把流量调节板改为双边对称调节；调整V型选粉机内部结构；对磨机系统隔仓板、一仓衬板、二仓衬板以及磨内研磨体级配进行调整。结果表明：改进辊压机系统能够提高系统循环量，增加物料挤压次数，改善了挤压效果；合理控制料粒度、物料水分及辊压压力能够提高辊压机的辊压效果充分发挥辊
2、压机节能优势；改进磨内结构，优化操作，能够充分发挥磨机的研磨能力保证系统节能效果；对整个系统工艺参数进行调整，合理分配其比例，以达到改善水泥性能，降低水泥工业能源消耗的效果。关键词：粉磨系统,辊压机,磨机,节能降耗IJOINTGRINDINGSYSTEMENERGYSAVINGMEASURESABSTRACTRollergrindingmachinejointduetoitsincreasingproductionsystemhasbeenwidelyused.Atpresent,cementgrindingprocesstotendtobeenlargedequipment,automati
3、on,processsimplification,thedevelopmenttrendofenergytechnology.BasedTianRuicementCo.,LTD.Ofzhengzhourollermachine,grindersystemandimprovetheprocessparametersarecontrolledetcenumeratedjointgrindingsystemenergysavingmeasures:improverollermachinefeedingdeviceforupperfeed,andpositivebilateralsymmetrycir
4、cuit-adjustingboardtoadjust,AdjustVclassifierinternalstructure,Forgrindingmachinesystemdiaphragms,awarehouselinerboard,twowarehouselinerandgrindingmillbodyinsidethegradationadjustment.Theresultsindicatethattherollerpressoftherollermillsystemcanimprovecirculation,increasethenumberofextrusion,improvet
5、hematerialextrudedeffect,Reasonablecontrolpartical,materialmoistureandrollerpressurerollermachinecanimprovetheeffectofrolleradequatelyrollermachine,energysaving,Improvedgrindinginstructure,optimizingoperation,canfullyexertmillgrindabilityassurancesystemenergysavingeffect,Forthewholesystem,KEYWORDS:s
6、hutgrindingsystem,Rollermachine,Grindingmachine,SavingenergyandreducingconsumptionII目录前言.1第一章联合粉磨系统概述.21.1发展与现状.21.2联合粉磨系统工艺流程及其分类.21.2.1工艺流程.21.2.2分类.31.3项目背景.4第二章辊压机系统的节能降耗措施.62.1辊压机进料装置的改进.62.2提高辊压机辊压措施.62.3V型选粉机和风阀的调整.82.4改后效果.8第三章磨机系统的节能降耗措施.103.1磨机隔仓板的改进.103.2磨机一仓衬板的改进.103.3磨机二仓衬板的改进.113.4研磨体级
7、配的调整.113.5改后效果.11第四章联合粉磨系统工艺参数的调整.134.1不同控制参数下的电耗、熟料消耗对比.134.2优化水泥颗粒分布，提高水泥性能.13结论.16致谢.17参考文献.18外文资料翻译.19III前言以预分解窑为代表的新型干法水泥生产技术是国际公认的代表当代技术发展水平的水泥生产方法，具有生产能力大，自动化程度高，产品质量好，能耗低，有害物排放量低，工业废弃物利用大等一系列的优点，成为当代水泥生产的主要技术1。我国是水泥大国，水泥粉磨技术不仅影响到水泥工业的振兴和发展，而且直接影响到水泥产品的质量2。如何进一步优化工艺，改进操作，实现节能最佳化则是水泥行业技术和管理人员长
8、期讨论的问题3。据有关资料表明，在水泥厂中，每生产一吨水泥需要粉磨的各种物料就有3-4吨之多，粉磨电耗占工厂总电耗的65%-70%，粉磨成本占生产总成本的35%左右。而粉磨系统的维修量约占全厂设备总维修量的60%，其钢铁消耗占工厂钢铁总消耗的55%以上。显而易见，提高水泥厂粉磨工艺水平对企业综合效益的影响是十分显著的。显然，全面增强节能意识、优质意识和环保意识已成为广大水泥企业的当务之急。有专家认为，通过水泥粉磨系统的技术进步，提高水泥比表面积，不仅可以充分挖掘水泥的潜在强度，而且对改善水泥早期强度和提高混合材掺加量、降低水泥综合电耗等都有着积极的作用4。辊压机及联合粉磨技术经过十余年的应用与
9、完善已日趋成熟，不仅将其自身高效节能的特点得以充分体现，而且随着主机可靠性的提高和工艺系统的完善，系统运作率得到大幅度提高。无论在国外还是在国内都已成为新建水泥生产线，尤其是大型水泥生产线粉磨系统的优选方案。此外，由于辊压机可以和打散分级机、球磨机、选粉机等构成多种粉磨工艺流程，满足不同生产线的产量要求和质量要求，而且由于辊压机系统占地面积小，布置方便，因而在水泥厂粉磨系统的技术改造中也得到了广泛的应用。1第一章联合粉磨系统概述1.1发展与现状现代水泥粉磨技术观点认为：好水泥是磨出来的。随着科学技术的不断进步，水泥粉磨技术已呈现多元化的趋势。现代水泥粉磨技术发展大体经历两个阶段：第一，20世纪
10、50年代至70年代球磨机大型化及其匹配设备的优化改进和提高阶段；第二，20世纪70年代至今的挤压粉磨技术发展完善和大型化阶段。在当前水泥工业发展过程中，随着生产线规模的不断扩大，水泥粉磨系统产量的增加和能耗的降低即实现高产低耗，成为越来越重要的问题。人们一方面寻求单一粉磨设备，以尽可能的简化工艺流程，节省投资成本，并在此基础上降低粉磨电耗，如各类高细磨的开发以及发展立磨、辊压机终粉磨系统；另一方面在现有基础上开发低能耗的粉磨流程如各种预粉磨、联合粉磨系统等5。挤压联合粉磨系统被越来越广泛地应用在水泥粉磨系统中，这是人们经过多年研究、试验，结合水泥粉磨原料特点及水泥质量要求，将辊压机和球磨机的各
11、自优势发挥到最大，从而实现系统最优而总结出的实践经验。水泥粉磨系统从最初的小直径钢球磨发展到大直径的水泥球磨，然后又发展到超细磨，这几个都是从球磨上的发展，虽然产量和电耗有一定的提高但是提高幅度不是太大。随着技术的不断提高发现应用水泥立磨和辊压机来粉磨水泥可以大大的降低电耗，但是也出现了粉磨的水泥性能不是太好。后来经过改进把辊压机（立磨）球磨组合到一块成为联合粉磨系，使得水泥磨的台时产量大幅度提高，电耗也降低不少，水泥性能也较好，因此联合粉磨系统也最受人们的青睐。1.2联合粉磨系统工艺流程及其分类1.2.1工艺流程联合粉磨系统亦称结合粉磨、二次挤压粉磨、二段粉磨系统等，它是2当今辊压机应用的主
12、要流程。联合粉磨系统是将挤压后的物料（包括料饼）先经打散分级机打散分选，小于一定粒径的半成品（一般小于0.5-3mm）送入球磨机粉磨，粗颗粒返回辊压机再次挤压。球磨机系统可以开路，也可以闭路的。其代表性的工艺流程见附图。附图联合粉磨系统工艺流程上图该种系统流程相对复杂，但辊压机可吸收高达系统磨机相等的能量，承担的粉磨工作量大大增加，为此节能效果也更大。1.2.2分类辊压机联合粉磨系统的工艺流程很多，按具有的实质性差别来划分有：后续球磨系统是开路或闭路；辊压机部分和球磨机部分的排风收尘器是分开还是统一；即合用2台还是合用1台；气体通过细选粉机的方式是直通还是循环；磨机和细选粉机的通风排放是串联还
13、是并联，当然还可以分出很多。下面介绍具有代表性的四种辊压机联合粉磨系统工艺流程：1.带V型分级机的挤压联合闭路粉磨系统经配料站配合后的配合料由皮带机、提升机送入稳流称重仓内，经辊压机挤压后，再由提升机送入V型分级机，出V型分级机后的粗粉返回稳3流称重仓进行二次挤压，细粉（半成品）由风带入旋风筒收集后入磨，出磨物料由提升机、斜槽等送至高效选粉机，分选出的粗粉通过斜槽回到磨机，细粉随气流进入高浓度收尘器内，收下的灰即为成品，再由输送设备送入水泥库。2.带V型分级机的挤压联合开路粉磨系统经配料站配合的配合料由皮带机、提升机送入稳流称重仓内，经辊压机挤压后，在由提升机送入V型分级机，出V型分级机后的粗
14、粉返回稳流称重仓进行二次挤压，细粉（半成品）由风带入旋风筒收集后入磨，出磨水泥即为成品再由输送设备送入水泥库。3.带打散分级机的挤压联合闭路粉磨系统流程经配料站配合后的配合料由皮带机、提升机送入稳流称重仓内，经辊压机挤压后，再由提升机送入打散分级机，打散分级后的粗粉返回稳流称重仓进行二次挤压，分级处的细粉（半成品）入磨，出磨物料由提升机、斜槽等送至高效选粉机，磨内通风也进入选粉机，分选出的粗粉通过斜槽回到磨机，细粉随气流进入高浓度收尘器内，收下的灰即为成品，再由输送设备送入水泥库。4.带打散分级机的挤压联合开路粉磨系统流程经配料站配合后的配合料由皮带机、提升机送入稳流称重仓内，经辊压机挤压后，
15、再由提升机送入打散分级机，打散分级后的粗粉返回稳流称重仓进行二次挤压，分级处的细粉（半成品）入磨。出磨水泥即为成品，再由输送设备送入水泥库。上述系统为防止铁件和非磁性金属进入辊压机损坏辊面，在入稳流称重仓的皮带机上均需要安装交叉皮带式除铁器和金属探测仪，当有铁件混入物料中时，除铁器将自动除铁，如有非磁性金属材料通过，金属探测仪将报警并急停皮带机。1.3项目背景郑州天瑞水泥有限公司辊压机承担联合粉磨任务，通过调整辊压机的压力来达到不同的辊压机功率。通常在相同水泥产量和比表面积的情况下，4粉磨系统中辊压机电耗每增加1KWHt，球磨机电耗大致可以减少2-3KWHt即系统总电位电耗将降低1-2KWHt
16、。辊压机的能量利用率大大高于磨机的能量利用率，辊压机挤压产生的增产节能效应，既与原料自身的粉磨特性有关，也取决于系统的挤压工艺6。由于辊压机是挤压破碎，水泥成品中颗粒形状呈现不规则的鳞片型，加上高效选粉机作用，使得均匀性系数n值较大，水泥的颗粒范围较窄。因此水泥用水量较传统单独球磨机水泥用水量大，水泥流动性较差，对混凝土施工不利。在该公司主要表现在坍落度损失严重，达不到用户的坍落度值得要求。2008年，该公司有几千吨出厂水泥因达不到要求而退回。虽然选粉机的细粉再进球磨机，但细度已达到240-300mkg。在球磨机中水泥产量大，流速快，颗粒形状不能得到很好的修正。在联合粉磨系统中，辊压机与球磨机
17、装机功率之比不能过大，太大虽然节能但水泥在施工时混凝土用水量大，流动性较差对施工不利；太小辊压机高效节能的优势不能很好的发挥。下面以郑州天瑞水泥有限公司为例，进行说明。下表1-1为该公司系统主机设备配置情况。表1-1主机设备配置表第二章辊压机系统的节能降耗措施2.1辊压机进料装置的改进原进料装置设计为侧上部进料，物料必须经过一定角度的“转弯”方可进入两辊系之间进行挤压，“转弯”过程减小了给料压力，物料较为松散，造成料床不稳，挤压过程中压力上不去，辊缝撑不开，实用功率低，挤压效果差，同时，流量调节板只能从一方进行调节，调节幅度有限且极不方便，影响正常生产。针对这种情况，我们将进料装置有侧上部进料
18、改为正上部进料，流量调节板有单边调节改为双边对称调节。这样增加了给料压力，提高了物料密实度，稳定了料床，没有出现过辊缝撑不开、压力上不去等不正常现象，流量调节板进行进料调整也更加方便有效，保证了辊压机挤压效果。我们根据实际生产情况，适当增加辊压机辊缝间隙3-5mm，将辊压机工作压力由7.5MPa逐步调整到8.5MPa，辊压机输出功率由600kw提高至640kw左右，提高辊压机系统循环量，增加了物料循环挤压次数，改善了挤压效果，充分发挥了辊压机节能优势。2.2提高辊压机辊压措施辊压机的生产能力可以通过间隙的料饼来计算：Q=3600BSS2vr2（2-1）2-1式中Q辊压机能力，th；B辊压机宽度
19、，m；S2料饼厚度，同间隙，mm，正常20-25mm；v辊压机线速度，ms；r2料饼密度，tm3，取决于滚压压力。在辊压机选型确定后，辊压机的宽度和线速度是固定的，即辊压机生6产能力与料饼厚度、辊压压力及物料性能有关。1.改善入辊物料的性能提高辊压机辊压效果（1）料粒度:粒度过大影响辊压效果，过小同样影响辊压效果；物料密实度低（物料均齐），带入空气量多，影响辊压机的运行，所以入辊物料的颗粒级配组成也很重要，较为连续的粒度分布最为理想。应提高破碎机效率，防止物料粒度过大。（2）物料水分：入辊物料水分决定了压辊间的咬合角，水分过低咬合角小不易形成料饼，水分过大会造成料饼不易打散。一般入辊物料综合水
20、分最佳在1-1.5%左右。(3)熟料的易磨性：配料及烧成上应考虑降低C2S含量；应减少还原熟料（黄心料）；提高篦冷机急冷效果改善熟料的易磨性。其次，在混合材的选择上应选择易磨性较好的混合材。2.稳定的喂料稳流称重仓的作用不仅仅是称重计量物料重量，要通过调整料流来调整新旧料的比例，调整物料的级配来获得好的挤压效果。一般情况下，60%-80%仓位是合理的。要确保辊压机均衡稳定喂料（合适的仓压、稳定的流量和合理的颗粒级配）。3.合适的辊压压力和料饼厚度一般认为，压力越高细粉量越多；但过高的压力会导致料饼不易打散，导致分级机效率下降。以料饼的松散程度来判断压力合适与否：料饼以手能掰开为宜；太松散说明压
21、力不够；太硬说明压力太大。应根据粉磨水泥的品种的不同及物料的粒度、易磨性等情况选择合适的压力。辊压机压力一般控制在6.5-7.5MPa，当物料粒度大、易磨性差时压力可适当控制高些7。辊缝（料饼厚度）一般控制在20-25mm，当来料粒度较小或粉料较多时，可适当控制辊缝小些。4.辊子两侧存在漏料，降低了辊压效果，即边缘效应应可能减少边缘效应的影响，因此要求调整好侧挡板，一般要求侧挡板距离磨辊断面1-2mm，但不可摩擦到磨辊。侧挡板磨损后应立即予以更7换。正常情况下，辊压机的电流反映了辊压机的工作状况，电流越高说明辊压机出功越多，辊压效果越好，应通过调整合适的辊压和辊缝使辊压机处于最佳运行状态。2.
22、3V型选粉机和风阀的调整优化V型选粉机内部结构，对V型选粉机内部挡风板进行调整，适当关闭上部三排，使其开度在10%-20%左右，同时将下部挡风板全开，降低上部风室通风量，增加下部风量，以便于料饼充分打散后在进行分选，避免部分未经过充分挤压的粗物料短路进入细粉，在操作中将循环风阀开至100%，并根据V型选粉机进出口风压和系统工况适当调整循环风机转速和补风阀开度，保持V选系统的风压、风量平衡，既有充足的风量来确保选粉产量，又有适当的风压保证选纷细度，提高了选纷质量和效率。以上措施，提高了辊压机系统的挤压、打散和分选效果，降低入磨物料细度，同时粒度分布更加均匀，80um筛余由55降低到35，2mm筛
23、余由10降到了1，由于增加了挤压次数，入磨物料产生的微裂纹较多，结构疏松，易磨性好，为充分发挥磨机的细磨优势提供了条件7。2.4改后效果辊压机改进前后相关对比数据见表2-1表2-1辊压机系统调整前后主要技术数据对比1以上数据为稳定生产中每班平均统计数据，均采集自同一品种；2水泥注：3综合电耗是品种：P.O42.5水泥；配比：熟料80%，矿渣10%，石子5%，石膏5%;指辊压机系统、磨机系统的吨水泥耗电量之和。表2-1表明：系统电耗随着辊压机消耗功率的增加而逐步降低，辊压机功率由600kw增加到647kw增加幅度8%，系统增产幅度超过10%，水泥综合电耗降低了8%，降低2.5KWht以上。9第三
24、章磨机系统的节能降耗措施水泥工业中用来粉磨原料、燃料、及水泥的主要设备是球磨机9。球磨机的喂料细度越细，出磨物料的比表面积就越大10。若窑头罩负压不易控制，熟料质量变差11。提高磨机产量，降低粉磨作业中的电耗，保证粉磨成品的细度，都是目前急待解决的问题12。辊压机系统优化后，入磨物料更细更均匀，必须针对入磨物料的这一变化来改进磨机结构，优化操作，才能保证系统节能效果最佳化。磨机系统主要改进和优化措施如下：3.1磨机隔仓板的改进原设计为双层筛分隔仓板，筛孔宽度为2mm，考虑到辊压机系统优化后，入磨物料2mm筛余由原来的大于10%，降到现在的小于1%，筛分已无必要，而且还影响磨内通风和物料流速，出
25、现满磨、磨内温度高等现象，我们将其改造为普通双层隔仓板，中间设有半截扬料板，两边均是篦缝为8mm的篦板，既保留了强制过料功能，为“料往高处流”创造条件，又不减少篦板通风面积，降低了通风阻力，同时能控制一仓料位，保持一仓能充分利用研磨体动能的“料球比”，使磨机增效。3.2磨机一仓衬板的改进辊压机系统优化后，入磨物料更细，易磨性得到大大的改善13，使辊压机的粗碎、细碎等破碎功能和磨机的粗磨、细磨等研磨功能分工更加明显，给磨机的进一步研磨提供了较好的条件，同时，也使得磨机的研磨功能必须更加突出。根据这一思路，我们将一仓的阶梯提升衬板更换为节能型环沟阶梯衬板，设计时适当降低了衬板工作面提升角度，减少研磨体的“冲击粉碎”，增加其“滚蹭研磨”功能，把研磨体的动能得以较为合理、有效的利用，避免不必要的研磨体提升高度所消耗的功率，即可在降低能耗的同时提高粉磨效率14。103.3磨机二仓衬板的改进在二仓我们保留原来的锥形分级衬板，由于二仓较长，研磨体会产生“结团滑落“现象，这使得部分研磨体获得了能量但处于相对不动的“滞留”状态，研磨体之间的相对滚蹭摩擦力度大为减小，影响研磨效率，我们借鉴开流高细磨节能技术，在二仓设置了5道“活化环”（也可称为活化衬板），减轻了研磨体团滑落现象，而且还能使研磨体形成三维滚蹭的研磨动态，强化了研磨能力和粉磨效率15，为了延长物料在磨内的停留时间，防止物料过
