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提高磨機產質量的技術途徑

  1、問題的提出

  我公司原有兩條10萬t機立窯水泥生產線,主要設備有兩臺帶Φ3.5m離心式選粉機的Φ2.2m×6.5m閉路生料磨,兩臺Φ2.8m×10m機立窯和兩臺Φ2.2m×7m開路水泥磨。

  1992年根據(jù)水泥市場情況,公司決定進行年產30萬t水泥的擴建改造。當時設計了兩個改造方案:一是增加一條年產10萬t的水泥生產線,預算總投資為2500萬元,由于場地的限制,難度較大;二是在原有基礎上,只擴建一臺Φ2.8m×10m機立窯,而生料磨和水泥磨則充分利用原有廠房設備,進行挖潛改造,完善配套,形成了兩臺生料磨、三臺機立窯和兩臺水泥磨的“二三二”工藝布局,預算投資約1500萬元,與前一方案相比,可節(jié)省投資1000余萬元。通過反復論證,認為后一方案投資省,建設周期短,切實可行。 

  計算表明,增加一臺Φ2.8m×10m的機立窯后,兩臺生料磨和水泥磨的臺時產量必須達到25t/h和17.5t/h以上,方能與窯的生產能力平衡。

  2、提高磨機產質量的措施 

  2.1  縮小入磨物料粒度

  我公司原石灰石破碎工序采用一臺2PF—1010雙轉子反擊式破碎機一段破碎,由于石灰石硅含量高達7%左右,硬度高以及進廠石灰石粒度大,對設備的過載沖擊造成了頻繁損壞和板錘、邊護板的嚴重磨損、出機物料中漏網塊也較多較大,因而嚴重影響了磨機的產量。為了使破碎系統(tǒng)趨于合理,我們進行了如下的改造:

  (1)采用二級破碎。在2PF—1010反擊式破碎機前增設一臺PE600×900顎式破碎機。二級破碎機進料粒度由300~500mm減小至50~100mm,大大減少了設備的損壞及磨損,同時也提高了破碎機的產量。

  (2)第二級閉路破碎。為了杜絕石灰石漏網塊,在反擊式破碎機后面增設了一臺自制的Φ2m×2.5m篩孔為20mm的回轉篩,從而使入磨石灰石平均粒徑由14.2mm降為6.29mm,見表1。  

表1  破碎系統(tǒng)改造前后入磨物料粒度對比 

 

  (3)熟料的破碎??紤]立窯卸出的熟料溫度較高、硬度大等因素,我們采用了PEX150×750破碎機,使入磨熟料粒度保持在25mm以下,從而為水泥磨機的穩(wěn)產高產打下了有力的基礎。 

  2.2  選粉機的改造 

  2.2.1  選粉機的選型改造 

  原與Φ2.2m×6.5m生料磨配套的Φ3.5m離心式選粉機的生產能力和選粉效率,均不能滿足大幅度提高磨機臺時產量的要求,因此我們根據(jù)有關資料,對當時國內應用的四種選粉機經過對比,在生料磨和水泥磨上,都選用了選粉效率較高的Φ2m高效旋風式選粉機,作為磨機改造的配套選粉設備。實踐證明,循環(huán)負荷率在100%~130%時,選粉效率達到70%~75%,收到了很好的生產效果。

  2.2.2  選粉機的改進

  為適應頻繁變換水泥品種對水泥細度變化的要求,我們在選粉機上設計安裝了調速式電機,并將儀表安裝在微機配料控制室,這樣操作工人根據(jù)產品細度要求,靈活地調節(jié)選粉機的轉速,從而提高產品產質量。生產情況表明:控制的生料和水泥細度在目標值±0.5%的情況下,細度合格率都達到98%以上。

  2.3  確定磨機合理的工藝參數(shù)

  2.3.1  適當增加研磨體裝載量

  在生料磨改造過程中,拆除了原生料磨的烘干倉,并將280kW電機更換為380kW,同時增設了電容就地補償。通過試驗,將研磨體裝載量從24t增加至34t,電機運行電流為額定電流的83%。Φ2.2m×7m的水泥磨在增加電容就地補償?shù)那疤嵯?,研磨體裝載量從33t增加到36t,電機運行電流為額定電流的85%。通過以上改造,兩年多來,既保證了設備的正常運行,也為大幅度提高磨機的臺時產量奠定了基礎。 

  2.3.2  優(yōu)化磨機配球

  根據(jù)入磨物料粒度與球徑的關系和實踐經驗,先初步定出磨機的配球方案,再通過臺時產量、細度合格率、選粉效率、循環(huán)負荷率和篩余曲線等進行綜合測試評價與試驗調整,最終確定了合適的配球方案。生料磨改造前后配球方案見表2,生料磨篩余曲線見圖1。 

圖1  生料磨篩余曲線  

表2  生料磨改造前、后配球方案 


注:生料磨一倉改造前長度為2m,改造后為2.5m;二倉改造前為3.25m,改造后為3.75m。

表3  水泥磨改造前、后配球方案  

注:水泥磨一倉改造前長度為2.5m,改造后為2.75m;二倉改造前為4.25m,改造后為4m。Φ2.2m×7m水泥磨通過優(yōu)化配球(方法同于生料磨)也收到良好的效果。水泥磨改造前后配球方案見表3,水泥磨篩余曲線見圖2。 

圖2  水泥磨篩余曲線 

  2.3.3  保持良好的磨內通風

  我公司Φ2.2m×6.5m生料磨改造前是按原磨機臺時產量16t/h設計磨機通風量的,使用4—72№.6C風機,轉速為1800r/min,風機配用11kW電機,工作電流僅為11A,負載率僅達50%,磨機改造后,臺時產量從19t/h提高到21t/h時,磨尾排風管道出現(xiàn)嚴重降塵現(xiàn)象,每班次降塵多達800~1000kg。我們通過對設備的系統(tǒng)檢查分析認為,由于增加了研磨體裝載量,同時磨內阻力也有所增加,風速變慢,致使氣體中的部分粉塵產生重力降落。為此,我們決定采用不改變設備原狀,只換風機皮帶輪的辦法,將風機轉速從1800r/min調到2000r/min,風管降塵量有所減少,但沒有徹底解決。又將風機轉速從2000r/min提高到2200r/min(該風機允許轉速2240r/min),風管降塵問題得到徹底解決。經測試電機電流從11A提高到17A,風機排風量也從原來的5600m3增加至7070m3,磨內風速從0.48m/s增加到0.65m/s,風機電機負載率也從50%增加至77%。兩年多來生產運行情況良好,僅此改造,可提高磨機臺時產量1.3t/h左右。與此同時,在水泥磨上也做了相應的改造,磨內風速從0.42m/s提高到0.58m/s,對水泥磨的高產也起到了重要作用。

  2.3.4  定期補加研磨體和清倉重配工作

  在正常生產中,為了保持磨機良好的粉磨效果,我們根據(jù)磨機的階段產量和不同材質研磨體消耗,結合磨機小時耗電變化,來計算研磨體補加數(shù)量,一般半月補加一次球段,一季度進行一次磨機清倉重配工作。在補加前,對磨機的出磨物料、回粉、成品的細度做一次系統(tǒng)篩析,檢驗粉磨狀況,然后,決定其補加的規(guī)格及數(shù)量,以便使磨機始終處于良好的粉磨狀態(tài),保持磨機的穩(wěn)產高產,生料磨、水泥磨的臺時產量統(tǒng)計見表4和表5。 

表4   生料磨改造前后臺時產量對比(t/h)  

注:1.磨機更換電機是在1993年8月完成的。2.破碎系統(tǒng)改造、高效旋風式選粉機改造是1994年12月下旬至1995年1月上旬完成的。 

表5  水泥磨改造前后臺時產量統(tǒng)計(t/h)  

注:磨機、選粉機改造是在1993年8月結束的,9月進行工藝參數(shù)的試驗。 

  3、磨機改造后的技術經濟效果

  本次磨機提高產質量改造,是邊生產邊擴建同時進行的,從1993年1月起,至1995年1月結束,又經11個月的生產檢驗,歷時三年的時間。1995年在電力緊張、停電壓負荷較多的情況下,當年完成水泥產量25.1萬t。Φ2.2m×6.5m生料磨臺時產量達到25.8t/h(0.08mm篩篩余8%~9%),Φ2.2m×7m水泥磨臺時產量達到18.4t/h(0.08mm篩篩余4%~5%,水泥品種主要是425R普通水泥和425號火山灰水泥)。

  由于生料磨、水泥磨臺時產量的大幅度提高,噸生料耗電從22kWh降至18.9kWh,年節(jié)電106萬kWh;噸水泥粉磨耗電由34kWh降至28kWh,年可節(jié)電150.6萬kWh,以上兩項年綜合節(jié)電256.6萬kWh,使公司的噸水泥生產綜合耗電降到75.6kWh,比改造前降低10.2kWh,比國家定額90kWh還低14.4kWh,若按現(xiàn)行電價0.76計算,年可節(jié)支195.0萬元。 

  參考文獻
  1、手冊編寫組.立窯水泥廠工藝設計手冊.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1992
  2、程榮達.磨機節(jié)電大有可為.新技術資料匯編(內部資料),1990 

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