Φ4.2 m× 13.5 m水泥磨系统与磨内隔仓板及出磨篦板技术改造实践.docx

4.2m×13.5m水泥磨系统与磨内隔仓板及出磨篦板技术改造实践摘要水泥联合粉磨系统两台中42mX13.5m水泥磨随着设备的老化出现了电耗偏高、出磨水泥比表面积偏低及台时产量偏低的情况，为了提高产量降低能耗，对水泥粉磨系统的工艺和设备进行了仔细地检查和分析，制定出优化改造方案，逐一实施落实后，取得了较好的改造效果。我公司现有的两条水泥粉磨生产线，始建于年，于年投入运行，设计台时产量220th,采用由4.2ml3.5m水泥磨配套C1.F170/100辐压机组成的联合粉磨生产工艺,正常运行时，比表面积在33Omzkg,台时产量210th左右（低于设计值），生产PO42.5水泥粉磨电耗在30kWht左右。随着水泥粉磨系统的技术改造及新技术的普遍应用，公司水泥粉磨系统的各项指标已落后于周边同级别公司水平，成为制约公司制造成本下降地因素之一°为提高比表面积和台时产量，降低能耗，我们首先对1#水泥粉磨系统的工艺和设备进行了仔细地检查和分析，制定出优化改造提升方案，并逐一实施落实，取得了较好的效果。本文从粉磨工艺、技术分析和改造措施等方面对水泥粉磨系统的改造进行了总结。1粉磨工艺流程1#生产线水泥粉磨系统采用4.2m×13.5m管磨和C1.F"0/100辐压机，磨尾选粉系统采用S-4500选粉机，配套M5-47N925.5D风机，采用变频控制。工艺流程见图1.投产运行后，1#水泥磨一直处于高负荷运行，随着设备的老化，出现了电耗偏高、出磨水泥比表面积及台时产量偏低的情况，为此，我们对水泥粉磨系统的工艺和设备进行了检查和分析。2存在的问题及分析2.1 磨尾选粉循环风机磨尾选粉系统运行中风机振动值高达6.0mms,接近6.3mms的限值，风机运行频率只能设定到33Hz,风机转速490rmin,风压、风量不能满足选粉需求，导致选粉效率低，水泥成品比表面积低至320340mkg,为此特请第三方公司对风机进行了检测诊断，结果见表Io图1水泥粉磨系统工艺流程表1风机检测诊断结果项目流量/(m3h)全压/Pa转速/(rmin)输入功率kW效率/%额定值2700004000742450>80实测值101492237149010073.2根据检测结果可以看出，风机风量达不到选粉系统风量的要求。针对风机振动大的问题，我们对风机叶轮清理后进行了动平衡测试，未发现异常，再次开机运行，随着运行时间延长，振动值逐渐变大，判断是风机叶轮积灰导致失去平衡，引起振动。经检查后发现，风机叶轮工作面基本无积灰，但非工作面积灰较多，厚度不匀，且每只叶片积灰分布不规则。2.2 辐压机经检测，C1.Fl70/100辑压机实际运行参数与正常工况差距较大，主要表现为辑压机电流低（额定63A,实际46A）,经辐压破碎后的物料中V2mm的颗粒仅占40%,远达不到90%的要求，造成系统在台时产量215th的情况下不能稳定运行，比表面积偏低。自2012年投产以来，辐压机未进行过辑面的翻新维护。磨损后由公司维修人员进行补焊，补焊质量达不到要求，同时因金属探测仪失效，金属杂物进入耨压机，共同造成辑面磨损加剧（见图2）,导致入机物料不能均匀破碎，辑压机做功偏低。图2辑压机辐面磨损情况2.3 V型选粉机系统V型选粉机系统循环风机采用电动阀门控制风机风量，实际运行时存在风量调节不精准的情况；V型选粉机内部的分级打散叶片受物料长期冲刷，磨损严重，致使分级打散效果差,成品颗粒不能及时分选排出系统，造成选粉效率低，影响耨压机做功；V型选粉机分级叶片磨损部位集中分布在叶片中间，原因是系统物料进入V型选粉机的下料溜子为单通道，进入V型选粉机时，物料大多集中在通道中间，这与物料进入V型选粉机时形成均匀料幕的要求相悖，影响V型选粉机选粉效率。2.4 水泥磨机水泥磨原一仓长度为2.8m,研磨体装载量50to为判断1#水泥磨机的研磨效果，我们采取急停的方式，从磨内每间隔05m进行取样，检测其0.08mm筛筛余，并绘制了筛余曲线见图3。图31#水泥磨筛余曲线从曲线图看，物料进入一仓后，筛余值没有降低，反而升高，且峰值出现在二仓头部，约37m处，距二仓末端1.5m处筛余值达到最低点，不再下降。3改进措施1）消除循环风机积灰为消除积灰影响，我们制定了采用压缩空气（压力05MPa）清扫的措施（见图4）。在风机叶轮边沿约20mm处设置4个压缩空气喷嘴，喷嘴沿风机叶轮轴向（宽度方向）均布,安装角度调整到压缩空气能够吹扫到叶片非工作面的全部径向（长度方向）区域，压缩空气管件固定在进风管道上。改造后，风机叶片积灰减少，风机转速提高到638rmin（运行频率43Hz）,振动值长期稳定在3.54.5mms,工况明显得到改善，选粉效率提升，水泥成品比表面积大于35OmNkg,满足质量要求。图4喷嘴安装位置2）辑压机辐面补焊我们把耨压机辑子返厂维护，对辑面整体车削，重新堆焊辐面后安装使用，运行电流稳定在5055A,做功效率达到78%以上。3）改造V型选粉机系统在对辐面修®的同时，我们对V型选粉机系统也进行了检查和改造。将叶片按照原始尺寸进行了焊补、修复；安装变频控制器，通过调节风机转速控制风机风量，替代并拆除了原有阀门；根据现场情况，我们对入V型选粉机下料方式进行改造，制作安装了三通道溜子，使物料强制分流，形成均匀料幕。改造后，风机风量易于调节和控制，入磨物料细度（0.08mm筛筛余）由35%降到20%,提高了选粉效率。4）提高水泥磨研磨能力为平衡一、二仓研磨能力，我们把一仓长度由2.8m延长至3.6m,研磨体装载量由50t提高到65t。改造后水泥磨研磨能力大幅提高，出磨成品比表面积达到35Omzkg”4改造效果通过以上改造，1#水泥磨产品比表面积大于35Om万kg,台时产量稳定在230th以上，生产PO42.5水泥粉磨电耗降到27kWht左右，提质提产节电效果十分明显。为了提产降耗，质量稳定，改善当前磨内存在的不合理弊端，充分挖掘粉磨能力，进一步发挥磨机粉磨研磨与整形的作用，我们对原有的磨内隔仓板、出磨篦板进行了优化改进，着重对磨机结构进行改造，通过实践取得了较为良好的改造效果。01现状分析我公司有一条C1.F180120B辑压机+V选+组合式选粉机（型号1.ZX4000）+4.2×13.5m组成的半终闭路粉磨系统，以生产PO42.5级水泥为主，年生产水泥120万吨。因受物料的变化和设备自身缺陷，磨内系统阻力影响较大，水泥工序磨机电耗居高不下，质量完成合格率较差，我公司利用2021年年底淡季检修时间对磨机进行技术升级改造。本文主要介绍此项目改造的过程、效果及经验总结。02基本情况该粉磨系统生产PO42.5级水泥配比：材料熟料矿渣脱硫石膏石灰石助磨剂配比85.6%4.0%5.3%5.0%0.1%含水率：水渣Io-14%左右，脱硫石膏16%以上，综合1.52.2%水泥质量控制指标：45Hm筛余小于9%,比表为340±15I117kg,磨尾配置Orepa选粉机（型号1.CX4500）,选粉效率为40%-55%,循环负荷为170-230%。入磨物料筛余情况：45Hm筛余65%,80m筛余36.4%,比表面积10411fkg0出磨物料情况：45m筛余43.3%,80m筛余9.3%,比表面积175户kg<.台时产量：270280th0主机设备参数见表1设备名苏规格、型号及主要参数提压机C1.F180120B,遁过量：700850th,功率：125OkWV型选粉机VX96201喂料量：6001200th,选酚风量：180000320000m3h统合式选粉机1.ZX4000.处理风量：240000m3h.功率：160kW缙环风机：250000m3h（工况）,功率：45OkW水泥磨4.2×13.8m,研体装或量：245t.功率：355OkKO-Sepa选粉机迭粉风量：45000e3/nin.功率：16OkT发气风机Xl：300000m3h（H况），功率：71Ok5表1主要设备参数03存在的问题及优化方案3.1 磨机磨内结构3.1.1 原因分析磨机为2仓结构，分仓不合理导致磨内做工不平衡；磨内研磨仓为直线式走向，导致糊球现象或跑粗；3.1.2 改造措施合理分仓，在原二仓另外增设一道双层隔仓（新式内选粉弧形双层隔仓板）为3仓结构,使系统更趋平衡，调整磨机结构见表2。项目改造后一仓二会一仓二合三仓有效内径三n40604080406040804080可效长度三35509400355040005300行杭干式大汶冢小波冢大波纹小波冢小波纹%合板形式双层得仓唳无州分装皇出身N板;老式再迨住双层隔仓板无仲分装量逢整男彩双层碍合板防青荽出科表2主要结构调整改为三仓磨的优势提高一仓（粉碎粗磨仓）的粉碎能力，按比例配入50的钢球，提高一仓破碎能力，第二仓（过渡仓）的钢球选用巾25-l7的钢球级配，主要起承前启后的作用，实际上是为第三仓（细磨仓）粉磨创造条件。同时，使磨内各仓的功能得以充分发挥,能够确保一仓粉碎后粗颗粒经筛分过过渡二仓被二仓进行粗细研磨,在一定筛孔尺寸条件下分选细颗粒顺利进入三仓高效研磨创造了良好的条件。3.2 钢球级配调整3.2.1 原因分析磨内级配不合理，致使磨内研磨体降低研磨效果；根据入磨粒度和出磨粒度，磨内做工效率较低；数据分析磨尾选粉机选粉效率较低，造成磨机循环负荷加大；二仓钢球级配混乱,研磨能力不足，出现过粉磨现象严重，磨内温度及水分无法及时排出，造成磨内温度较高，糊球严重，篦缝物料堵塞，水泥质量下降。3.2.2 改造措施磨内钢球级配进行科学调整,按照入磨物料的性质和粒度级配情况决定钢球的级配和装载量，使粉磨与研磨能力平衡，改造前后研磨体装载量和级配情况见表3。项目改道的改造后一金二金一会二金三全二急球役Dn29.6718.4736.3319.5813.79轩片体规格5O-2O25-155O-2525-1715-12.761184606595境支率%31.332,628.0331.6132.62表3（钢球总装载量：220T）钢球级配进行调整，根据入磨物料粒度0045筛余约65%和出磨粒度约43%,磨内破碎能力不足和研磨效率较低,导致磨内做工不平衡，成品率占据比例较少。对磨内研磨体级配进行合理调整，适当提高一仓研磨体平均球径增加破碎能力，降低二，三仓平均球径，增加研磨体与物料的有效接触面积，提高研磨能力。3.3 隔仓板改造3.3.1 原因分析磨内为老式隔仓板，通常为磨前没有配置根压机时采用，通风效果较差，篦缝己严重堵塞，磨内形成静电吸附现象，过粉磨现象严重，降低研磨效果；出磨葭板为老式铸件篦缝已严重堵塞，形成堵料现象，磨内通风效果较差；因循环负荷较大，导致磨内风量无法使用足够的风量，磨内目前风量较小，形成磨内温度较高，出磨水泥温度1”度；出磨篦板的过料能力较小，造成二仓内存料量多，粉磨效率低下，仅有中心处出料，其他外圈全部堵塞，磨内通风不良，造成物料流速不畅，磨内温度与水分排出困难，磨内产生严重粘附，恶化粉磨环境，影响磨机正常粉磨。左图：改造前隔仓板右图：改造前出磨篦板3.3.2改造措施隔仓板和出磨篦板采用镂空框架与冲孔筛板双层复合型防堵篦板（1）隔仓板装置有两路筛分系统，一路弧形筛片筛分，一路平面筛片筛分，物料分别由两路筛分系统进行筛选，粗颗粒进前仓，细颗粒进后仓。由于是两路筛选，因此该装置与其它类型筛分具有以下优点:过料能力强；对物料水分适应能力强；物料流速可根据磨况调整。隔仓板后篦板改全盲板为部分开篦缝的篦板，减小通风阻力，具有通风效果好、过料能力强，且篦缝的设计具有较强的自洁能力，从而加大了细筛板处的抽吸力，加强了细筛板的筛分效果，同时这种隔仓板还有消除一、二仓研磨盲区的效果。（2）出料篦板改为防堵型出料篦板，满足磨内通风和过料面积的需要，因为改造后的出料篦板，按照原篦板外形规格尺寸，选用适当厚的耐磨不锈钢板，机加工筛缝，筛缝根据篦板形状均匀分布，开孔率远高于铸造的篦板上的缝，并且比铸造的缝要光滑，不仅可以提高出料篦板的通风能力而且使得经过出料篦板的气流风速均匀，始终使磨内保持良好的通风、过料能力，促进磨机系统的良性循环，降低选粉机循环负荷，提高选粉机选粉效率，大幅度提高磨机工作效率和出磨产品质量。左图：改造后隔仓板右图：改造后出磨篦板04磨内改造前后数据对比4.1质量对比9±fl?tS>.4f一»-I*1Zx3M0»11.42,e?*20/小“4BI34ZOe33»U2*4.74»«O06IlMIOS1.01<7tn1MN00¾W0tKit08otntIl,ZlJjZJ*lWH35*t-»9V1*W«-IBO«2otot31：81nIiT112Ml10S.71»<»1«.04SIC0OOlM10000Mfe91ll1«''fS100MI,J0S.I01213以上数据取自能源管理系统，对4#水泥磨磨内技术改造后生产PO42.5级水泥质量数据进行对比，改造后水泥比表面积平均上升了2.17m2kg,合格率上升19.5%,标准偏差下降2.82水泥3d抗压强度较2021年度平均24.1MPa相比增加了1.9MPa.4.2 台时电耗对比99r,t<t)(Mr*(Mkft>t),(Mlt)«5f.<(Mt)9TAI.29Mt:»084：2SM11.H0IlZ2«<1itnrIinOMinrMt9Il由上表可以看出，改造后水泥磨台时产量提高了ll88th,水泥粉磨电耗下降了2.7kWhto磨主电机电耗下降了0.54kwht（研磨体添加220吨）。主排风机电耗下降了0.02kwht,循环风机电耗上升了0.12kwht,*昆压机电耗下降了O.lkwh/t。4.3 选粉效率数据对比也4黄后逡龄效率检测Bfffls或晶件环欠分、送粉效率之改造Ir45.358.36.3300%43p.042.545.358.211.1265、45%p.042.545.358.27.S293%43p.042.542.159.59.7186%54、p.042.5早第值44.558.558.65261、46%改造后36.659.66.6130%64%p.o42.552.370.010.92356%p.042.546.765.26.7216%55、p.042.548.869.514.6165¼63、p.042.5早差T46.166.0759.71S659%根据取样数据对比看出，改造后出磨水泥磨45Um筛余平均值均高于改造前，循环负荷下降75%,选粉效率提高13%。通过对磨内结构及出磨魂板的改造，磨内通风良好，过粉磨现象减少，粉磨效率得到提升，磨况良好，将细粉及时排出直接影响磨机粉磨效率。说明磨内物料流速决定细度，出磨细度决定循环负荷，循环负荷会影响水泥颗粒级配，颗粒级配影响水泥性能的发挥。左图：改造前右图：改造后根据在线粒度分析仪水泥颗粒粒径分布数据可以看出：32um<%<60um之间较粗颗粒占15.94%,%>45um的颗粒总量8.38%。水泥成品中3um<%<32um颗粒总量占比由改造前的65.22%上升到69.92%左右，有利于水泥强度的进一步发挥。4.4系统电流对比项目等机电流（八）小斗提电流（八）出博斗提电流（八）入摩耳提电流（八）出磨韧料遇更(P)改造前190-21064-67130-15080-100117改造后185-20066-68125-13080-110110差化1011t20IIOt71上表对改造前后各设备电流进行对比，磨机主电流下降IOA,入辐压机斗提电流提高IA左右，出磨提升机电流下降20A左右，入库斗提电流上升约IOA左右。05改造预期效果及效益分析1、通过对磨机内部进行优化与改造后，增加磨内通孔率和过料能力，增大通风面积，且篦缝不易堵塞。磨内通风良好有利于降低磨内温度，排出水分，减少过粉磨现象和提高粉磨效率。2、磨内结构由二仓改为三仓磨后，在现有的入磨物料配比不变的情况下(混合材为水渣为主)，出磨水泥比表面积改造后达到260m2kg以上，成品比表面积达到350m1kg以上,细度小于6%(0.045筛余)，系统台时产量达到290th,吨水泥工序电耗小于26kwht,改造后可以改善水泥性能，出磨质量稳定，提高水泥台时，降低能耗。3、通过对该水泥磨磨内结构改造和钢球级配调整，水泥工序电耗降低1.okWh/t计算，按2021年实际生产水泥约105万吨计算，电价0.46元kwh,每年可节约成本48.3万元。06总结在水泥成品比表面积和细度稳定可控的情况下，磨内通风良好，磨机状况稳定。充分说明新型出磨固板结构合理，具有通风、过料面积大，篦缝光滑、不易堵塞的设计特点，能有效改善原出磨葭板堵塞的问题。出磨蒐板通孔率由原来的8%左右提高到20%左右，篦缝不易变形，蔑板篦缝为机械加工，均匀光滑，通孔率相对提高，提高了磨机的通风能力和过料能力。