藍(lán)奧1號TUS新型雙分級高效選粉機(jī)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(jī),但應(yīng)用機(jī)型仍以O(shè)-sepa水平渦流選粉機(jī)居多。相對空氣選粉機(jī)而言,其分級機(jī)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(bǔ)充。
O-sepa籠式選粉機(jī)作為第三代選粉機(jī)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(qiáng)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(jī)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(jī)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(jī)在輥壓機(jī)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(jī)的技術(shù)優(yōu)勢。
1閉路水泥粉磨系統(tǒng)選粉機(jī)現(xiàn)狀及存在問題
1.1 O-sepa選粉機(jī)選粉效率低的主要原因
現(xiàn)階段輥壓機(jī)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(jī)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(jī)蝸殼堆積時或?qū)эL(fēng)葉片磨損后,選粉機(jī)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(jī)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(jī)下部錐體返回磨機(jī)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(jī)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(jī)物料)細(xì)度篩余,%;
B-回料(選粉機(jī)返回磨機(jī)粗粉)細(xì)度篩余,%;
C-產(chǎn)品(選粉機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)應(yīng)用案例
本文選擇3個公司的粉磨系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備配置以及改造前、后選粉機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)取代(更換)O-sepa N-4000選粉機(jī)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(jī)主軸電機(jī)、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)及輸送設(shè)備沿用原系統(tǒng)配置,全系統(tǒng)未增加裝機(jī)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(jī)取代(更換)O-sepa N-4000選粉機(jī)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(jī)主軸電機(jī)、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)及輸送設(shè)備仍沿用原系統(tǒng)配置,全系統(tǒng)未增加裝機(jī)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(jì)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(jī)取代(更換)O-sepa N-2500選粉機(jī)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(jī)主軸電機(jī)、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)及輸送設(shè)備仍沿用原系統(tǒng)配置,全系統(tǒng)未增加裝機(jī)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(jì)分析略)。
3、藍(lán)奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機(jī)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(jī)后,收效顯著。筆者認(rèn)為,這是TUS新型雙分級高效選粉機(jī)技術(shù)性能及特點所決定的。
3.1TUS新型雙分級高效選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)
綿陽藍(lán)奧重型機(jī)械制造有限公司針對O-sepa選粉機(jī)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(jī)("一種新型雙分級高效選粉機(jī)",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(jī)基本結(jié)構(gòu)見圖1。
圖1 TUS高效選粉機(jī)分級原理
3.2 TUS新型雙分級高效選粉機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)選粉效果
TUS新型雙分級高效選粉機(jī)與傳統(tǒng)O-sepa選粉機(jī)回磨粗粉對比可以看出:O-sepa選粉機(jī)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(jī)回磨粗粉現(xiàn)場對比照片見圖2 。
圖2 O-sepa選粉機(jī)與TUS選粉機(jī)回料對比
由圖2兩種選粉機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)回磨物料篩余值可以大致看作是該選粉機(jī)的選粉效率),實現(xiàn)了"能選早選、分選徹底",有效消除管磨機(jī)段的"過粉磨",提高了管磨機(jī)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(jī)進(jìn)行改造已取得明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,若同時對輥壓機(jī)+分級設(shè)備+管磨機(jī)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(jī)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(bǔ)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(jī)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(jī)而言,其分級機(jī)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(jī)段理順后,需要有好的成品選粉機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)段"過粉磨" 現(xiàn)象,提高管磨機(jī)粉磨效率。
(8) TUS新型雙分級高效選粉機(jī)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(jī)進(jìn)行改造已取得明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,若同時對輥壓機(jī)+分級設(shè)備+管磨機(jī)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(jī)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。
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