賈華平：一項簡單高效屢敗屢戰(zhàn)的節(jié)電措施

　　在當前產(chǎn)能嚴重過剩的背景下，水泥行業(yè)市場競爭正變得日益嚴酷，節(jié)能降耗、降低成本已經(jīng)成為水泥企業(yè)關注的重點。在水泥生產(chǎn)過程中，電耗占到生產(chǎn)成本的20%左右。因此，節(jié)電就成為降低成本的重要措施之一。

　　中國水泥網(wǎng)高級顧問、水泥工藝專家賈華平

　　一是對工藝和設備的節(jié)電優(yōu)化，但這達到一定高度以后，進一步優(yōu)化是有一定難度的；二是加強系統(tǒng)的密閉堵漏，水泥生產(chǎn)的各個工序都要在負壓狀態(tài)下完成，維持負壓狀態(tài)就需要大量的風機耗電，漏風就要增加風機負荷，而這部分漏進去的風對生產(chǎn)是有百害而無一利的。

　　一．生產(chǎn)系統(tǒng)的密閉堵漏

　　漏風導致的弊端主要有四個方面：直接的增大風機負荷增加電耗、降低系統(tǒng)溫度增加煤耗；間接的影響了系統(tǒng)的有效風量，進而影響到系統(tǒng)的產(chǎn)量和質量；促進系統(tǒng)結皮、增大系統(tǒng)阻力、增加電耗、降低系統(tǒng)風量，進而降低產(chǎn)量、結皮的脫落還可能導致工藝事故，這個影響可就大了；容易導致袋除塵器結露、糊濾袋，或電除塵爬電、加大腐蝕。

　　我們的堵漏節(jié)電是否還有潛力可挖呢？ 以燒成系統(tǒng)為例，有一個簡單的判定指標，看看你系統(tǒng)廢氣的含氧量就知道了。就目前國內的生產(chǎn)線而言，管理好的能達到7～8%就是高水平了，多數(shù)在8～9%，個別管理差的能達到10～12%。

　　系統(tǒng)廢氣的含氧量已經(jīng)達到7～8%，是不是就沒有潛力了呢？先不要自我滿足。福建某生產(chǎn)線就已經(jīng)達到了4.5%，我們開始也不大相信，為此，西南科技大學專門去做了檢測，確實達到了4.5%；還有山東的某企業(yè)，管理水平也算不錯了，他們的氧含量正常一般在7.2%左右，今年5月份改完立磨鎖風以后，進一步下降到了5.4%。

　　根據(jù)國內多條生產(chǎn)線的標定數(shù)據(jù)和理論推算，僅考慮系統(tǒng)正常運行，一般系統(tǒng)廢氣的含氧量每降低1%，系統(tǒng)生產(chǎn)就可節(jié)電約0.7kwh/t熟料，若按日產(chǎn)熟料5800噸、月運轉率90%、每度電0.6元計算，一個月就可節(jié)約電費6.5萬元。

　　如果你的生產(chǎn)線能降低4%， 一個月就是26萬元，一年就是300多萬元！盡管這只是一個概念，每條生產(chǎn)線的情況不同，但說明密閉堵漏確實是一項非常值得認真對待的工作。

　　至于如何堵漏，首先要找到漏風點，中醫(yī)講望聞問切，堵漏也是如此：

　　望--仔細觀察整體設施有沒有破損之處，各種孔、門、接頭、轉軸有沒有密封不好的地方，也可以在可疑之處撒些浮灰觀察走向。

　　聞--由于系統(tǒng)處于負壓狀態(tài)，漏風之處多有聲音存在，初步傾聽發(fā)現(xiàn)問題后再眼觀確認。

　　問--全面了解設施或設備的原始質量、安裝質量、檢修維護情況、備件的運行周期、是否有過損傷，綜合判斷有沒有漏風的可能性。

　　切--用手摸，這要強調安全！感覺其表面的溫度、震動是否異常，是否有風動手感。

　　對于生產(chǎn)系統(tǒng)來講，由于工藝調整、運行震動、溫差變化、設備及系統(tǒng)開停、風料磨損、各種腐蝕，搞好的密閉堵漏還會重新開裂。所以，密閉堵漏必須常抓不懈，不可能一勞永逸，所以講屢敗屢戰(zhàn)！

　　盡管我們在密閉堵漏上下了很大的功夫，但由于一些漏風點在高空不好檢查、在隱蔽處不易發(fā)現(xiàn)，特別在保溫材料的遮掩下更難發(fā)現(xiàn)。所以，最終還是要看系統(tǒng)廢氣的含氧量，降不下來就要繼續(xù)查找，直到降下來為止。

　　二．生料立磨喂料鎖風的改進調研

　　以上主要是泛泛地講了些理念，希望引起大家重視。下面具體講一個屢敗屢戰(zhàn)的技術問題：

　　就我們現(xiàn)有的技術裝備來講，還有一個努力了多年而沒有很好解決的漏風點，就是生料立磨喂料鎖風閥。

　　盡管國內外的有關設備廠家、以及國內的四大設計院，都下了很大功夫、作了不懈努力，但由于入磨物料的粒度、水分、粘性、溫差不同，一是鎖風不好、二是頻繁卡堵，依然沒有得到很好解決。下面，我們就來談談這個問題。

　　南方某公司生料立磨的喂料皮帶，由于原有分格輪卡堵頻繁，導致生料供不上燒成系統(tǒng)，只好將分格輪拆除。其漏風之大，可以將入料口皮帶飄得很高。據(jù)廠方介紹，分格輪拆除前后，其循環(huán)風機的電流相差200A(6000V電機)。

　　目前，立磨喂料鎖風閥基本上全部采用分格輪鎖風，而且絕大部分效果不好。為了應對粘濕物料的卡堵，有的廠加了旁路、而有的廠干脆拆掉不用了。

　　生料立磨的喂料鎖風、特別對于物料粘濕的生產(chǎn)線、特別是北方的冬季，一直是大家頭疼的問題。為了解決生料立磨的喂料鎖風問題，國內外的設計單位、設備廠家應該說是下了不少功夫，但主要是集中在分格輪鎖風喂料器的結構改進上，效果十分有限。

　　因此，“受苦受難”的用戶不得不自己動手，結合自己的現(xiàn)場實際進行著各種方式的探索改造。下面就介紹幾種改進措施、以及取得的效果。

　　1.B廠5000t/d線的技術改造

　　B廠5000t/d熟料生產(chǎn)線，生料制備采用德國非凡公司的MPS5000B立式輥磨，其鎖風喂料機為分格輪形式。生產(chǎn)期間，分格輪的每個格子里都堆積粘掛有大量土質原料，特別是格子兩側的底部，其堆積的物料非常堅硬，不但嚴重影響了喂料能力，而且卡跳停車頻繁。

　　分格輪格子中的粘掛物料，需要停磨后人工用風鎬一點點清除，一般每班需要清理一次，嚴重時每班需要清理三至四次，不但費時費力，而且嚴重影響了生料磨的正常運行，繼而影響到水泥窯的正常生產(chǎn)。在被逼無奈的情況下，該公司對鎖風喂料分格輪進行了懸掛鏈條改造，改造后的分格輪格子如圖08-13所示。

圖08-13  懸掛鏈條后的分格輪格子

　　周向貫通8個格子的鏈條，在每個格子中的長度調勻后，其自由下垂時的最低點略小于分格輪的外圓，確保其在不撞擊分格輪外殼的同時能撞擊到格子的底部。在每個格子中的鏈條長度調好后，將鏈條于隔板的貫通處焊接固定起來。

　　改造完成后，從幾年的實際運行來看，基本解決了分格輪內的物料粘掛現(xiàn)象，即使在雨季料濕的情況下也很少因為分格輪粘掛物料而停磨，應該說改造的原理是成功的。

　　但是，也存在以下幾個問題，在使用中不得不給予高度重視。

　?。?）在使用一段時間后，鏈條會發(fā)生磨損，可能導致從焊接處斷開。由于轉子與殼體的間隙比較小，斷開的鏈條一般不會卡進分格輪的縫隙中，但實踐證明，會導致運行阻力加大、分格輪跳停。當遇到斷鏈卡停的情況時，只需反轉分格輪將卡住的鏈條退出，然后停機把斷開點焊好。

　?。?）也有發(fā)生鏈條兩端焊接點同時斷開的情況，極有可能導致鏈條脫落進入生料磨內，對磨盤、磨輥構成直接威脅，這是最不愿意看到的結果。但鏈條一旦脫落是沒有什么好辦法的，只能以預防為主。一是要有計劃的檢修，二是每有停磨機會都要認真檢查，發(fā)現(xiàn)鏈條磨損嚴重的要及時更換，發(fā)現(xiàn)焊接處有開裂或松動的要及時修復。

　?。?）盡管在一定程度上解決了分格輪斗子內的粘掛問題，但由于其間隙不可能太小、物料不可能實時充滿，漏風問題依然存在；還有增加了上述斷鏈風險。

　　2.C廠放棄分格輪鎖風的嘗試

　　鑒于分格輪鎖風喂料的先天不足、實際使用中的一系列問題、而且屢改屢敗，該廠決心放棄分格輪，開拓另一種鎖風喂料設備。

　　根據(jù)以往在水泥、煤粉輸送泵上的經(jīng)驗，嘗試采用變距螺旋輸送機鎖風喂料。通過逐漸縮短螺距的方式  將物料壓實充滿機體、靠料封獲取鎖風效果。其試用現(xiàn)場如圖08-14所示。

　　圖08-14 變距螺旋輸送機鎖風喂料現(xiàn)場

　　采用變距螺旋輸送機鎖風喂料，比現(xiàn)用分格輪設備簡單、維護方便、投資也少，理論上可實現(xiàn)料封鎖風，應該是簡單可靠的。但由于所供物料與水泥、煤粉不同，具有粒度大、水分大、粘性大，而且變化波動大的特點，在實際應用中的表現(xiàn)并不理想。

　　采用變距螺旋輸送機，主要存在如下問題：

　?。?）由于石灰石、砂巖粒度大、硬度大，對設備磨損較大；（2）同樣由于粒度大、硬度大，填充不滿鎖風不好、填充過滿容易卡停；（3）由于物料粘性大，特別當水分較大時，容易將物料擠死，增大運行阻力，最終將螺旋輸送機憋停。

　　3.D廠5000t/d線的技術改造

　　多年的生料磨配料系統(tǒng)防粘堵的經(jīng)驗已經(jīng)告訴我們，應對粘濕物料的最佳卸料輸送設備不是分格輪、也不是螺旋輸送機，而是板式喂料機。

　　板式喂料機，不但可以加大進料口尺寸  減少物料結拱，而且具有在料封狀態(tài)下強制卸料的功能。

　　事實上，在來料皮帶與生料立磨之間，設置一個足夠緩沖來料波動的料封倉，和一臺全密閉板喂機。料封倉內設置一個料位計，通過板喂機調速始終保持倉內  有一定的鎖風物料存在，就能起到很好的鎖風作用，同時具有防粘堵功能。

　　板式鎖風給料機的結構和原理  如圖08-15所示。

　　圖08-15  板式鎖風給料機的結構和原理

　　D廠5000t/d線就采用了這種改造，將分格輪鎖風改為了板喂機鎖風，并取得了很好的鎖風效果。改造后：生料粉磨系統(tǒng)的循環(huán)風機(10000V高壓電機)電流由215A下降到135A，生料粉磨電耗降低了2.768kWh/t生料。

　　該立磨采用分格輪鎖風時的操作畫面如圖08-16所示，畫面顯示其喂料量為440t/h，主機電流202.6A、壓差9.39KPa，循環(huán)風機電流214.7A、頻率48HZ、入口壓力 - 11.0KPa；改用板喂機鎖風后的操作畫面如圖08-17所示，畫面顯示其喂料量為477t/h，主機電流180.6A、壓差7.18KPa，循環(huán)風機電流135.5A、頻率41.5HZ、入口壓力 - 8.8KPa。

　　圖08-16  采用分格輪鎖風時的操作畫面

　　圖08-17  改用板喂機鎖風后的操作畫面

　　4.E廠5000t/d線的技術改造

　　E廠有兩條日產(chǎn)5000噸熟料生產(chǎn)線，原料粉磨系統(tǒng)均采用史密斯的ATOX52.5立磨，給料系統(tǒng)使用史密斯配套的原裝￠2000分格輪鎖風閥。由于該廠采用黃河淤沙配料，不但水份大而且含泥多，使喂料分格輪經(jīng)常堵料、跳停、卡死，嚴重影響了立磨系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。

　　為了維持正常生產(chǎn)，不得已于2013年2月，給分格輪設置了旁路下料系統(tǒng)后，停用了分格輪喂料。旁路系統(tǒng)雖然解決了堵、卡、停的問題，但漏風、漏料更加嚴重，對立磨的臺時和電耗構成了很大影響。

　　2015年5月利用協(xié)同停窯機會，又采用“料封倉 ＋ 全密閉板喂機”對二線立磨進行了喂料改造，6月30日投入生產(chǎn)使用。半年的運行表明，改造取得了較好的鎖風效果，系統(tǒng)漏風大為降低，臺時產(chǎn)量明顯提高，于2016年2月大修期間，又對一線立磨喂料系統(tǒng)進行了相同改造。

　　“料封倉 ＋ 全密閉板喂機”改造，主要包括：計量料封倉、控流棒條閥、全密封板式給料機及其清漏料皮帶機。全密封板喂機改造原理如圖08-18所示，全密封板喂機改造現(xiàn)場如圖08-19所示。

　　圖08-18 料封倉 ＋ 全密閉板喂機技術原理

　　圖08-19 改造后的全密封板式喂料機現(xiàn)場

　　具體改造：在原有分格輪的四層平臺以上，將原有立磨排渣倉改造為計量料封倉；在三層平臺上布置控流棒條閥、全密封板式給料機。由圖08-18、圖08-19可見，與原有分格輪相比，系統(tǒng)龐雜了許多、占用空間增加了不少、平面接口錯位較大。在不能改變原有土建結構的基礎上改造，整個工藝布置和裝備尺寸受到了很大限制，只能進行針對性設計，不可避免的要犧牲一些合理性。

　　應該說，改造確實取得了良好的鎖風效果、運行的可靠性也大幅度提高，但不足的是由于空間狹小給管理和維護帶來諸多不便。實踐表明，“料封倉 ＋ 全密閉板喂機”方案是瑕不掩瑜，改造是成功的。E廠對兩臺生料磨的改造，都取得了較好的運行效果，其一線生料立磨改造前后的同期對比，見表08-03所示。

　　表08-03  一線立磨改造前后同期對比

　　三．裝備T廠的持續(xù)改進升級

　　與前面介紹的幾個水泥廠不同，T廠為一個裝備制造廠，該廠不做廣告、不搞宣傳，而以設備質量和服務質量贏得用戶、以口碑開拓市場。而且，他們的設備可以先嘗后買，如果用戶不滿意，他們無條件拆走。

　　鑒于分格輪式鎖風喂料器結構上的先天不足，T廠在開發(fā)出第一代“料封倉＋全密閉喂料機（板喂機或皮帶機）”立磨鎖風喂料技術之后，發(fā)現(xiàn)該技術存在：結構復雜、維護量大、維修費用高、占用空間大（設備以及料封倉），給用戶帶來的諸多不便，結合自己在多家水泥企業(yè)的標定檢驗和智能控制上的優(yōu)勢，又開發(fā)了第二代 “小料封倉＋齒輥鎖風喂料器”。

　　理論上，齒輥鎖風喂料器不但具有良好的鎖風效果，而且不粘堵物料、不會卡停，設備簡單、占用空間小、維護量??；特別是將稱重計量和智能調節(jié)用于料封倉的料位控制上，從而大大縮小了料封倉的空間體積、強化了料封效果，而且不用破壞原有立磨排渣倉設置，其結構和原理如圖08-20所示。

　　圖08-20  齒輥鎖風喂料器的結構和原理

　　齒輥鎖風喂料器，將喂料和鎖風職能細化分開，設置在來料皮帶與生料立磨之間。依靠齒輥的高可靠性和強悍的防粘堵卸料能力，確保了喂料設備的低故障和高運轉率；為防止物料的卸空或溢出，不可避免的來料波動要求料封倉必須有足夠的緩沖容積，為了縮小這一緩沖容積，系統(tǒng)將齒輥設置為串級調速，根據(jù)來料的波動實時調節(jié)卸料的大小，確保料封倉的進出平衡，將料封倉內的物料穩(wěn)定在一個需要的料位上。

　　為了防止粘掛、離析、粒度變化對料位緩沖的影響，設計將料位計控制改為稱重控制。以系統(tǒng)的整體重量（包括設備、倉體、物料）的變化速率作為齒輥調速的應變量，從而確保了調節(jié)的及時性和調節(jié)幅度的準確性。

　　料位穩(wěn)定控制軟件是該系統(tǒng)的核心技術之一，沒有及時準確的齒輥調速，就難以實現(xiàn)料位的穩(wěn)定（鎖風效果的穩(wěn)定）、就難以將料封倉小型化（鎖風效果  就受制于現(xiàn)場空間）。遺憾的是，T廠經(jīng)過廠內試驗平臺的反復試驗，“小料封倉＋齒輥鎖風喂料器”的調控軟件遇到困難、鎖風效果很不理想。

　　T廠鍥而不舍的精神值得佩服，他們又相繼開發(fā)了第三代“料封倉＋轉輪鎖風喂料器”，并進行了逐漸完善。第三代技術早期用于廣西某水泥廠的一線立磨，使用中出現(xiàn)了一些問題，但在兩個月后又改造了二線立磨。

　　該產(chǎn)品于今年4月份推向市場，在不做廣告和宣傳的情況下，到9月底已經(jīng)銷出去100多臺，而且普遍反映良好。其整體結構如圖08-21所示，其產(chǎn)品樣本（實物照片）如圖08-22所示。

　　圖08-21   T廠立磨鎖風喂料器的整體結構

　　圖08-22   T廠立磨鎖風喂料器的產(chǎn)品樣本

　　該產(chǎn)品具有如下特點：（1）利用進料的沖刷效應，解決了對轉輪的粘掛問題；（2）熱風通過，在南方可進一步緩解粘掛、在北方可防止冬季凍結；（3）小間隙設計和高精度加工，使轉輪本身具有較強的鎖風和防卡效果；（4）恒重控制的料封倉，既能確保鎖風效果、又能過濾喂料量波動；（5）小間隙設計和外圍密封結構，保證了轉輪的圓周方向不卡料；（6）聯(lián)鎖旁路的設置，確保了喂料器故障時不影響生產(chǎn)。

　　T廠的第三代立磨鎖風喂料器，不僅解決了分格輪鎖風堵、卡、停的問題，而且解決了“料封倉＋全密閉板喂機”結構復雜、維護量大、維修費用高、占用空間大、布置困難的一系列問題。具有耐磨性強、可靠性高、鎖風效果好，結構簡單、維護簡便、占用空間小的特點。

　　那么，T廠的第三代技術產(chǎn)品，在水泥廠的實際使用到底怎樣呢？我上周剛收到一個水泥廠的使用報告，也就是前面提到的系統(tǒng)廢氣含氧量降到5.4%的生產(chǎn)線。近日同意了我公開他們公司的請求，這個廠是：青島魯碧水泥公司?，F(xiàn)將他們的報告原版公開，供大家參考：

　　1.改造后情況：鎖風喂料裝置改造后，通過近三個月的運行來看，鎖風效果極好，也未出現(xiàn)物料卡停的現(xiàn)象，磨內增大了噴水量，穩(wěn)定了料層的厚度，循環(huán)風機及尾排風機負荷降低比較明顯，磨機臺時產(chǎn)量有所上升。改前（03.15-06.01）與改后（06.20-08.16）的對比如表一：

　　表一：改造后系統(tǒng)參數(shù)變化

　　2.改造后運行：通過這幾個月的運行，效果比較明顯：

　?。?）各主機設備電流均有不同程度的降低：磨機電流降低10A左右，循環(huán)風機電流降低6A左右，尾排風機電降低2A左右；（2）良好的鎖風能提高系統(tǒng)的烘干能力，提高對入磨水分的適應性，緩解因料濕導致的臺時產(chǎn)量下降，減少了對燒成系統(tǒng)滿負荷生產(chǎn)的影響；（3）變化最為明顯的是系統(tǒng)氧含量及廢氣排放量的變化，氧含量由改造前的7.24%降低到5.47%，降低了1.77%；廢氣排放量由399299m³/h，降低到367158m³/h，降低了32141m³/h。

　　3.效果分析：

　?。?）節(jié)電效益顯著

　　投資回收期不到半年。通過盤點，從表一可以看到  改造后生料系統(tǒng)噸熟料電耗降低了1.05kwh/t.cl，僅節(jié)電一項，按5600t/d熟料計算，每天可節(jié)約5880kwh電，我公司實行峰谷電價，按平均電價0.7元/kwh算，年運轉230天計算，每年節(jié)電效益為950000元左右，半年即可收回成本。

　?。?） 環(huán)保效益明顯

　　環(huán)保監(jiān)管部門對水泥行業(yè)廢氣的監(jiān)管采用折算濃度和排放量來監(jiān)督檢查，收取排污費和判定企業(yè)是否存在超標排放的違法行為。從表一可以明顯的看到，在安裝使用鎖風喂料裝置后，每天的廢氣排放量由9583185m³降低到8811796m³，每天降低771389m³，按年運轉230天計算，每年廢氣的總排放量降低了177419470m³。

　　另外，折算濃度與廢氣中氧含量密切相關，氧含量高則濃度高，反之則低。以NOx排放控制濃度200mg/m³為準，隨氧含量降低，折算濃度也隨之降低，對比如表二：

　　表二：數(shù)據(jù)對比