第十二篇 生态型水泥生产利废与节能新技术.pdf

! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !第 十 二 篇生 态 型 水 泥 生 产 利 废与 节 能 新 技 术第 一 章 生 态 水 泥 利 废 技 术第 一 节 污 泥 在 水 泥 窑 上 的 无 害 化 资 源 化 处 理一 、 污 染 的 理 化 性 能在 城 市 的 污 水 处 理 系 统 中 ， 作 为 污 水 治 理 的 最 终 的 产 物 污 泥 ， 它 的 含 水 量 随 着处 置 手 段 的 不 同 存 在 着 很 大 的 差 异 。 表 ! # ! # ! 中 是 在 不 同 处 理 阶 段 下 的 污 泥 的 平 均含 水 量 和 固 体 物 状 况 。 显 然 在 污 泥 的 处 置 中 ， 如 何 有 效 地 减 容 和 减 重 是 污 泥 处 理 的 关键 。 由 于 污 泥 尤 其 是 含 水 量 较 高 的 污 泥 的 处 理 量 一 般 比 较 大 ， 生 产 的 连 续 性 也 比 较 强 ，因 此 在 污 泥 的 最 终 处 置 上 要 求 处 理 系 统 能 较 好 地 适 应 污 泥 性 状 及 处 理 量 的 变 化 。表 ! # ! # ! 城 市 污 水 污 泥 在 不 同 的 处 理 阶 段 含 水 和 固 体 物 状 况名 称 总 量 含 水 率 （ $） 固 体 物 （ %）生 污 泥!&()*& !*&浓 缩 污 泥+(),*& !*&消 化 污 泥!()+*& &*,+脱 水 干 化 污 泥 *,% -+*& &*,+干 燥 污 泥 &*.% !+*& &*,+焚 烧 灰 &*/% & &*/&污 泥 经 过 脱 水 后 是 一 种 具 有 异 臭 味 的 、 褐 色 或 者 黑 色 的 、 比 重 略 大 于 水 的 软 性 固 体 ，)()!第 一 章 生 态 水 泥 利 废 技 术它 的 组 分 和 热 值 随 着 污 泥 来 源 的 不 同 而 存 在 着 较 大 的 差 异 。 对 于 城 市 污 水 处 理 厂 未 经过 消 化 处 理 的 新 鲜 生 化 污 泥 ， 它 的 低 位 热 值 （ 干 基 ） 约 为 !#$%&( &)左 右 。 简 单 地 说 ， 污泥 是 一 种 由 各 种 废 弃 物 经 过 一 体 化 生 物 化 学 反 应 后 形 成 的 活 性 物 质 ， 它 的 无 机 成 分 基 本上 类 似 粘 土 矿 物 ， 而 它 的 有 机 成 分 则 主 要 和 污 泥 的 来 源 有 关 ， 例 如 城 市 生 活 污 泥 的 干 基有 机 物 的 含 量 最 高 可 以 到 *%+左 右 。 污 泥 的 有 机 成 分 中 含 有 大 量 的 蛋 白 质 、 脂 肪 、 矿 物油 、 洗 涤 剂 、 腐 殖 质 、 细 菌 以 及 细 菌 的 各 级 代 谢 产 物 （ 各 种 含 氮 、 含 硫 的 有 机 物 质 以 及 一 些低 分 子 量 的 有 机 物 ） ， 其 中 也 包 含 了 寄 生 虫 或 卵 、 微 生 物 、 一 些 工 业 用 高 分 子 材 料 的 残 渣 、废 油 漆 、 各 种 有 机 溶 剂 的 残 余 、 有 机 物 的 焦 或 者 是 不 完 全 分 解 物 。 由 于 在 焚 烧 处 置 中 ， 主要 是 污 泥 的 无 机 物 成 分 构 成 残 渣 ， 因 此 对 于 污 泥 的 焚 烧 处 理 ， 影 响 其 后 续 利 用 或 者 处 置的 主 要 是 污 泥 的 无 机 物 成 分 。 表 !, - ! - ,、 表 !, - ! - $ 为 天 津 水 泥 工 业 设 计 研 究 院 对天 津 市 污 水 处 理 厂 的 脱 水 污 泥 的 化 学 全 分 析 测 试 结 果 。表 !, - ! - , 污 水 处 理 厂 脱 水 污 泥 取 样 全 分 析 表 （ +）产 地 来 源 ./0,12,0$34,0$ 560 7)086,0 9,0 分 挥 发 分天 津 纪 庄 子 （ 鲜 ） *:;, !$:?!5!?% D;?%11. 7(0 !%- !)0 0)77 777（ %） 试 验 内 容6 在 烧 成 系 统 稳 定 运 行 时 ， 对 系 统 各 部 位 的 温 度 、 压 力 、 窑 的 喂 料 量 、 物 料 分 解 率 、 熟料 产 量 以 及 一 次 风 用 量 和 窑 尾 总 排 风 量 等 各 参 数 进 行 测 定 ， 并 作 以 对 比 。& 在 立 筒 底 部 加 煤 的 试 验 ， 一 是 利 用 煤 磨 的 放 风 作 为 送 煤 用 风 ； 另 一 种 利 用 空 气 作为 送 煤 用 风 ， 以 作 对 比 ， 并 探 索 适 应 生 产 实 际 的 操 作 。（ 0） 试 验 结 果6 试 验 中 入 窑 物 料 分 解 率 的 测 定 结 果 见 表 7! 4 7 4 ! 4 7 4 前 加 煤 后最 高 !)% %11最 低 !% %!.%平 均 !7007& 熟 料 产 量 的 测 定 结 果 见 表 7! 4 7 4 7/ 试 验 中 在 立 筒 底 部 未 加 煤 时 ， 仅 窑 头 喂 煤 ， 每 小 时 用 煤 量 为 71!2; 左 右 ， 熟 料 产量 为 (.*+ ,， 煤 的 热 量 为 7-)12;， 熟 料 热 耗 为 0!0%23+ 2; 4 /5。 在 立 筒 底 部 加 煤 试验 中 ， 立 筒 底 部 加 煤 量 后 ， 从 计 量 仪 表 显 示 数 窑 头 喂 煤 量 是 减 少 的 ， 窑 系 统 运 转 正 常 ， 熟) 一 章 生 态 水 泥 利 废 技 术料 产 量 则 提 高 到 !#$% & 左 右 。 这 说 明 立 筒 加 煤 后 物 料 预 热 分 解 较 好 ， 为 窑 增 产 创 造 了 条件 ， 熟 料 实 际 热 耗 为 ()#*+% *, - ./， 比 立 筒 加 煤 前 稍 有 下 降 ， 但 不 明 显 。表 )( - ) - )0时 间 窑 速 （ 123） 提 升 泵 篦 下 压 力 （ *45） 测 定 时 间 （ 367） 热 料 产 量 （ $% &）加 煤 前) )898 )0 :80) )898 )0 :80)# )9( )0 98)# )9( )0 ;8平 均 900加 煤 后)9 )#() )0 ;0)9 )#() )0 !:0)9# )#90 )0 !0)9# )#90 )0 !0平 均 !#） 风 量 （ 38% ）标 况 工 况 标 况 工 况窑 尾 总 风加 煤 前 0 ;9 ;8 )!:): 889)8加 煤 后 #0 #:( )00: (!( 0(#8窑 头 一 次 风加 煤 前 #; (0(; (98 (!8 (#:!加 煤 后 8 )!:( (8) (0;# (89)立 筒 底 部 用 风 8# )#! );! );0; ()(从 表 )( - ) - ) 的 试 验 结 果 可 以 看 出 ， 在 立 筒 底 部 未 加 煤 时 总 排 风 机 的 风 门 开 度 为0=， 总 排 风 量 在 80000 ? 8#00038左 右 ； 立 筒 内 断 面 风 速 约 为 (#3% 左 右 ， 在 立 筒 底 部加 煤 后 ， 总 排 风 机 风 门 开 度 为 #0=， 总 排 风 量 增 至 8;000 ? (00038% & 左 右 ， 立 筒 断 面 风速 约 为 (93% 左 右 ， 有 可 能 使 排 出 的 烟 气 温 度 升 高 。 在 试 验 中 ， 采 取 了 加 大 喂 料 量 来 控制 出 口 烟 气 的 温 度 ， 结 果 表 明 ， 生 料 在 立 筒 内 热 交 换 是 很 好 的 ， 预 热 效 果 明 显 ， 所 以 此 时系 统 风 速 、 风 量 都 是 比 较 合 适 的 。 立 筒 预 热 器 有 关 部 位 的 温 度 与 压 力 的 情 况:#!)第 十 二 篇 生 态 型 水 泥 生 产 利 废 与 节 能 新 技 术试 验 前 后 立 筒 预 热 器 系 统 各 部 位 温 度 压 力 变 化 情 况 的 测 定 见 表 ! # ! # !。表 ! # ! # !测 定 部 位温 度 （ $） 压 力 （ %&）加 煤 前 加 煤 后 加 煤 前 加 煤 后窑 尾 烟 室 () ( (* +*立 筒 下 部 + () !, !)立 筒 中 部 ,(- ,( !) !*)立 筒 上 部 ,- ,!) ( 筒 进 口 ., .+) !* 筒 进 口 )* ,( !*-+ !*.一 次 风 +, +, !)+ !., 表 的 操 作 数 据 可 以 看 出 ， 在 立 筒 底 部 加 煤 前 与 加 煤 后 ， 预 热 器 系 统 的 温 度 、 压 力没 有 太 大 的 变 化 ， 主 要 是 在 加 煤 后 ， 当 系 统 温 度 升 高 时 ， 用 变 动 喂 料 量 来 控 制 升 温 ， 使 窑系 统 温 度 基 本 保 持 在 加 煤 前 的 状 态 ， 而 物 料 量 的 增 大 ， 预 热 又 较 好 ， 分 解 率 提 高 ， 结 果 系统 操 作 稳 定 ， 产 量 提 高 。/ 立 筒 预 热 器 窑 整 流 热 交 换 器针 对 我 国 现 有 泾 阳 型 和 杭 州 型 立 筒 预 热 器 窑 的 工 作 原 理 和 在 生 产 上 的 具 体 情 况 ， 同时 研 制 出 了 立 筒 预 热 器 窑 整 流 热 交 换 器 。 如 图 ! # ! # ) 所 示 ：图 ! # ! # ),.*!第 一 章 生 态 水 泥 利 废 技 术从 图 ! # ! # $ 可 以 看 出 ， 针 对 泾 阳 型 和 杭 州 型 立 筒 预 热 器 内 流 场 特 点 ， 在 立 筒 钵 体内 缩 口 处 增 设 整 流 交 换 器 ， 改 变 了 立 筒 预 热 器 内 的 流 畅 分 布 和 气 流 的 运 动 轨 迹 ， 克 服 立筒 内 物 料 的 股 流 、 偏 流 现 象 使 物 料 在 气 体 中 均 匀 分 散 ， 改 善 气 体 与 物 料 热 交 换 ， 提 高 了 立筒 本 身 的 热 效 率 ， 从 而 提 高 了 入 窑 物 料 的 分 解 率 。三 、 立 筒 预 热 器 综 合 节 能 技 术 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益根 据 我 国 现 有 中 小 型 水 泥 回 转 窑 的 运 行 状 况 ， 多 年 来 中 建 院 在 立 筒 预 热 器 综 合 节能 技 术 方 面 做 了 大 量 的 工 作 。 从 “ 六 五 ” 期 间 就 开 始 对 我 国 一 些 中 小 型 水 泥 厂 家 的 中空 窑 和 立 筒 预 热 器 窑 型 不 间 断 的 实 施 了 综 合 节 能 技 术 改 造 ， 取 得 了 较 好 的 经 济 效 益 。!% 湖 南 古 丈 水 泥 厂 经 改 造 设 计 为 切 线 立 筒 预 热 器 窑 后 ， 从 投 产 后 两 年 新 增 产 值&%! 万 元 ， 所 增 利 税 !&(%)* 万 元 ， 年 增 收 益 为 )%+& 万 元 。% 南 京 青 龙 山 水 泥 厂 经 我 们 进 行 节 能 技 术 改 造 后 ， 历 年 来 的 年 增 收 效 益 为 ： !(+ 年是 (&%& 万 元 ， !(+( 年 是 !,%,( 万 元 ， !( 年 是 !&+%$ 万 元 ， !(! 年 是 !+%! 万 元 ， 其 经济 效 益 一 年 比 一 年 好 。&% 该 院 设 计 的 拉 林 水 泥 厂 切 线 强 化 型 立 筒 预 热 器 窑 ， 其 窑 规 格 为!%) - ,.， 窑 的平 均 台 时 产 量 可 达 到 (%)/0 1， 熟 料 热 耗 为 ,!)230 24 # 56， 与 同 规 格 的 其 他 类 型 立 筒 预 热器 窑 比 较 ， 窑 的 台 时 产 量 提 高 了 &7左 右 ； 熟 料 热 耗 下 降 了 !7左 右 ， 而 该 厂 充 分 利 用煤 磨 放 风 ， 每 年 可 回 收 煤 粉 !*$/， 折 合 标 准 煤 为 !&)$/， 每 年 可 换 回 仅 因 煤 磨 放 风 跑 掉 的煤 粉 所 造 成 的 损 失 就 近 ) 万 元 左 右 。,% 杭 州 水 泥 厂 立 筒 预 热 器 窑 通 过 节 能 技 术 改 造 后 ， 全 年 实 际 增 产 熟 料 )(/， 新 增 水泥 +/， 新 增 效 益 )*%$ 万 元 ， 标 准 煤 耗 降 低 &%!248/ # 56， 进 厂 煤 每 吨 按 !+ 元 。 新 增效 益 & 万 元 ， 改 造 后 每 年 回 收 生 料 &/， 新 增 效 益 !,%, 万 元 ， 全 年 新 增 总 效 益 ! 万元 左 右 。)% 最 近 又 利 用 该 院 研 究 开 发 的 新 技 术 对 河 北 唐 山 特 种 水 泥 厂 的 立 筒 预 热 器 窑 进 行了 综 合 节 能 技 术 改 造 ， 其 效 果 很 好 。该 厂 是 !(+( 年 采 用 该 院 专 利 技 术 设 计 投 产 ， 其 窑 型 为!%) - ,. 切 线 型 带 有 两级 旋 风 预 热 器 的 立 筒 预 热 器 窑 ， 投 产 ! 年 来 台 时 产 量 一 直 为 !%)/ 0 1， 熟 料 热 耗 为,$230 24 # 56， 经 济 效 益 很 好 。 但 由 于 市 场 对 特 种 水 泥 用 量 的 扩 大 ， 该 厂 决 定 委 托 我院 对 其 窑 系 统 进 行 技 术 改 造 ， 改 造 前 为!%) - ,. 切 线 型 带 两 级 的 立 筒 预 热 器 窑 系统 ， 改 造 后 为!%) - ,. 切 线 强 化 型 带 三 级 的 立 筒 预 热 器 窑 系 统 ， 如 图 ! # ! # *、 !# ! # + 所 示 ：+)(!第 十 二 篇 生 态 型 水 泥 生 产 利 废 与 节 能 新 技 术图 ! # ! # $ 技 改 前 工 艺 流 程 图图 ! # ! # % 技 改 后 工 艺 流 程 图&!第 一 章 生 态 水 泥 利 废 技 术经 实 施 技 术 改 造 后 入 窑 物 料 的 !#$分 解 率 由 %&()提 高 到 $*)， 熟 料 产 量 由%+*,- . 提 高 到 %/(,- .， 熟 料 热 耗 由 0&+/12- 13 4 56 下 降 到 0$($12- 13 4 56， 熟 料 质 量 有所 提 高 ， 其 经 济 效 益 如 下 表 %/ 4 % 4 %$。表 %/ 4 % 4 %$项 目 技 改 前 技 改 后 效 果 备 注增产节能台 时 产 量 （ ,- .） %+* %/( 7 /0( 年 运 转 按 8/+. 计年 产 熟 料 （ 万 ,） 8*& ($* 7 %8(年 产 水 泥 （ 万 ,） %$0 %0+$ 7 /&(年 创 利 税 （ 万 元 ） 8($9 (:/% 7 %:$ 水 泥 吨 利 税 按 8+ 元 计熟 料 热 耗 （ 12- 13 4 56） 0&+/ 0$($ 4 /+(年 节 标 准 煤 （ ,） &:年 获 利 （ 万 元 ） %8$8 /&+ 元 - , 标 煤 计从 上 表 可 以 看 出 ， 通 过 节 能 技 术 改 造 经 济 效 益 是 明 显 的 。四 、 对 中 小 型 厂 综 合 节 能 技 改 方 案 和 对 技 改 后 的 技 术 经 济 指 标 的 评 估% 技 术 改 造 的 方 案 及 其 特 点（ %） 对 中 空 干 法 回 转 窑 的 改 造 可 采 用 切 线 强 化 型 立 筒 预 热 器 及 其 配 套 技 术 ， 使 窑 产量 大 幅 度 提 高 ， 熟 料 热 耗 明 显 下 降 ， 对 中 小 型 中 空 干 法 窑 普 遍 适 用 。（ /） 对 现 有 的 立 筒 预 热 器 窑 （ 泾 阳 型 、 杭 州 型 ） 的 改 造 可 采 用 就 立 筒 改 立 筒 的 原 则 ， 将原 有 立 筒 改 成 改 进 型 立 筒 预 热 器 ， 即 可 增 设 两 级 或 者 三 级 旋 风 预 热 器 ， 下 料 方 式 加 以 改变 ， 使 其 均 匀 下 料 ， 在 立 筒 内 部 进 行 结 构 尺 寸 的 调 整 。 采 用 在 立 筒 内 部 增 设 带 有 多 功 能作 用 的 整 流 热 交 换 器 ， 以 达 到 增 产 节 能 的 效 果 。（ $） 其 以 上 技 改 方 案 的 特 点 为 ， 操 作 工 艺 简 单 ， 对 原 材 料 适 应 性 强 ， 技 改 经 费 投 资 少 ，效 益 明 显 ， 改 造 周 期 短 ， 企 业 停 产 损 失 小 ， 改 造 时 间 灵 活 不 受 季 节 限 制 。/ 实 施 综 合 节 能 技 术 改 造 后 的 技 术 经 济 指 标 评 估（ %） 以 中 小 型 回 转 窑 为 例 ， 通 过 我 们 的 实 践 ， 中 空 干 法 回 转 窑 和 泾 阳 型 、 杭 州 型 立 筒窑 的 技 术 经 济 指 标 与 改 造 后 改 为 切 线 强 化 型 立 筒 预 热 器 窑 的 技 术 经 济 指 标 分 别 如 表 %/4 % 4 %0、 表 %/ 4 % 4 %*。表 %/ 4 % 4 %0 中 空 干 法 回 转 窑 改 造 前 后 的 比 较项 目改 造 前 改 造 后!/* ; 0+ ?7A、 :B?、 ?B、 ?7 高 效 选 粉 机 十 余 种 。 这 些 选 粉 机 基 本 上 都 是在 离 心 式 选 粉 机 、 旋 风 式 选 粉 机 或 二 者 相 结 合 的 基 础 上 ， 扬 长 避 短 ， 发 展 改 进 的 。高 效 选 粉 机 的 增 产 节 能 效 果 已 被 实 践 所 证 实 。 如 用 高 效 选 粉 机 取 代 老 式 选 粉 机 可使 粉 磨 系 统 增 产 %$ , -$， 单 位 电 耗 降 低 #!$ , %$， 如 再 配 合 辊 压 机 ， 则 整 个 系 统可 增 产 !$ , *$， 电 耗 降 低 达 .$ , F$。-*G#第 二 章 粉 磨 节 能 新 技 术（ !） 采 用 辊 压 机 ， 开 发 新 的 粉 磨 系 统自 #$% 年 % 月 第 一 台 辊 压 机 应 用 于 水 泥 工 业 以 来 ， 在 近 几 年 得 到 了 迅 猛 的 发 展 。辊 压 机 是 一 种 节 能 型 脆 性 物 料 的 预 粉 磨 设 备 ， 可 用 于 原 料 与 水 泥 的 粉 磨 系 统 中 。 通 过 辊压 机 的 产 品 中 #&! 细 粉 占 (&)， $&)的 物 料 小 于 *。在 粉 磨 系 统 中 ， 增 设 辊 压 机 可 增 产 (&) + %&)， 节 电 *&) + !&)， 如 再 增 设 高 效 选粉 机 可 达 到 前 述 效 果 。辊 压 机 作 为 节 能 增 产 设 备 在 粉 磨 系 统 中 可 灵 活 布 置 ， 但 完 全 脱 离 球 磨 机 的 辊 压 机 、选 粉 机 （ 料 饼 打 散 可 由 选 粉 机 替 代 ） 的 终 粉 磨 系 统 不 失 为 一 项 新 技 术 ， 这 也 正 是 进 入 #&年 代 进 一 步 研 究 和 开 发 的 工 艺 流 程 型 式 。$& 年 代 以 来 ， 我 国 水 泥 工 业 在 新 厂 建 设 和 老 厂 改 造 中 陆 续 引 进 了 新 型 节 电 粉 磨 设备 ， 如 顺 昌 水 泥 厂 引 进 ,-./ 公 司 的 立 磨 ， 云 浮 水 泥 厂 引 进 的 01 立 磨 和 2 3 ,456选 粉机 ， 大 连 华 能 3 小 野 田 水 泥 有 限 公 司 引 进 日 本 宇 部 公 司 的 01 立 磨 和 西 德 洪 堡 公 司 的 辊压 机 已 相 继 投 产 。 与 此 同 时 ， 我 国 引 进 了 17, 立 式 磨 、 辊 压 机 和 2 3 ,456高 效 选 粉 机 的设 计 制 造 技 术 ， 结 合 引 进 技 术 消 化 吸 收 ， 国 内 的 科 研 设 计 单 位 与 装 备 制 造 厂 已 采 用 引 进技 术 制 造 的 国 内 产 品 。 沈 阳 重 型 机 械 厂 引 进 了 17, 立 磨 技 术 ， 已 在 铁 四 局 巢 湖 、 哈 尔滨 、 琉 璃 河 、 抚 顺 等 水 泥 厂 技 改 工 程 的 设 计 中 采 用 ； 哈 尔 滨 、 本 溪 、 双 阳 等 水 泥 厂 在 、 设 计中 采 用 辊 压 机 。目 前 ， 各 种 新 型 节 电 粉 磨 系 统 已 成 为 国 内 开 发 的 重 点 ， 目 前 已 达 到 ： 水 泥 磨 电 耗 由!&89 /:. 下 降 到 (&89 /:. 以 下 ； 生 料 系 统 采 用 立 式 磨 ， 使 生 料 磨 电 耗 由 (&89 /:. 下 降到 *&89 /; . 以 下 。 因 此 ， 立 式 磨 和 辊 压 机 已 形 成 在 粉 磨 系 统 中 获 得 高 产 、 节 能 、 低 耗 的产 品 ， 引 起 国 际 水 泥 界 的 普 遍 重 视 。第 一 节 新 型 高 效 粉 磨 系 统一 、 立 式 磨? 公 司 引 进 了 三 种规 格 的 /0 型 立 式 磨 的 制 造 技 术 ， 其 性 能 见 表 ! # # -。 根 据 我 国 小 水 泥 厂 量 多 面 广 的特 点 ， 合 肥 水 泥 研 究 设 计 院 又 专 门 设 计 了 三 种 规 格 ./0 型 立 式 磨 ， 其 性 能 见 表 ! # # -。表 ! # # - ./0、 /0 型 立 式 磨 规 格 及 主 要 技 术 参 数参 数 ./0!* ./0!* ./0!-* /0!)0 /0C!水 泥 原 料 产 量 （ 1C 3） !* D ! !& D !8 * D * D +* D + * D 8入 磨 物 料 粒 度 （ (） * D +* * D +* * D +* * D +* * D * * D *入 磨 物 料 水 分 （ 4） E ! E ! E ! E ! E ! E !产 品 细 度 /*$*8（ 4） 8 D ! 8 D ! 8 D ! 8 D ! 8 D ! 8 D !产 品 水 分 （ 4） E ! E ! E ! E ! E ! E !主 电 机 功 率 （ 5F） ! ! * * -)* +-*入 磨 风 温 （ G） E +* E +* E +* E +* E +* E +*出 磨 风 温 （ G） 8* D !* 8* D !* 8* D !* 8* D !* 8* D !* 8* D !*出 磨 风 量 （ (） * -* +* +* 8* !*设 备 重 量 （ 1） ) +* +* )* 8*注 ： ./0 型 为 合 肥 水 泥 研 究 设 计 院 自 行 研 究 设 计 的 立 式 磨 。)8,!第 二 章 粉 磨 节 能 新 技 术! 型 为 引 进 德 国 #$%& ()*+,%+ 公 司 技 术 ， 国 内 生 产 的 立 式 磨 。-! ./01 型 立 式 磨 已 于 3 月 在 安 徽 省 蒙 城 县 水 泥 厂 投 入 运 行 ， 用 于 粉 磨 全黑 生 料 。 经 安 徽 省 建 材 行 业 能 源 利 用 监 测 中 心 现 场 标 定 ， 结 论 如 下 ：（ .） 与 传 统 管 磨 相 比 ， 产 量 提 高 445， 电 耗 降 低 每 年 可 节 电 /79 万 :; ? =4。二 、 挤 压 粉 碎 机挤 压 粉 碎 机 是 61 年 代 中 期 由 西 德 首 先 开 发 问 世 的 粉 磨 节 能 设 备 。 使 用 该 设 备 与 球磨 机 配 套 ， 可 以 大 幅 度 提 高 磨 机 产 量 和 降 低 电 耗 。 作 原 理 挤 压 粉 碎 采 用 高 压 料 层 粉 碎 原 理 （ 又 称 粒 间 粉 碎 ） ， 使 能 量 利 用 率 大 为提 高 。 所 谓 料 层 粉 碎 ， 即 是 借 助 一 对 辊 轮 并 在 辊 轮 中 间 造 成 一 个 高 压 应 力 区 ， 压 力 的 大小 根 据 物 料 的 不 同 可 加 以 改 变 ， 并 使 之 适 应 其 应 力 强 度 。 物 料 从 挤 压 粉 碎 机 上 部 的 喂 料斗 中 加 入 ， 在 两 个 辊 轮 相 向 转 动 作 用 下 ， 被 粉 碎 物 料 有 规 律 地 进 入 压 力 区 内 进 行 粉 碎 （ 见图 ./ / 4， 从 而 实 现 了 一 个 在 连 续 高 压 下 的 料 层 粉 碎 过 程 。 图 中!角 称 为 拉 入 角 。 当物 料 进 入!角 的 区 域 内 ， 物 料 就 受 到 高 压 而 被 粉 碎 。 由 于 粉 碎 的 有 效 能 量 直 接 由 辊 轮 传递 到 物 料 上 ， 这 就 使 粉 碎 能 耗 大 大 减 少 。 物 料 经 高 压 挤 压 后 ， 形 成 料 饼 。 这 些 料 饼 由 细粉 和 带 有 大 量 裂 纹 的 小 颗 粒 凝 聚 而 成 ， 强 度 很 低 ， 经 下 一 工 序 的 研 磨 即 变 为 成 品 。图 ./ / 4 挤 压 粉 碎 示 意 图/7 装 备 结 构 特 征（ .） 主 机 部 分 主 机 采 用 焊 接 结 构 ， 为 承 受 高 压 ， 联 结 部 采 用 承 载 销 ； 主 轴 和 磨 辊 一体 锻 制 ， 磨 辊 面 采 用 耐 磨 材 料 堆 焊 ； 主 轴 的 支 承 采 用 双 列 球 面 滚 子 轴 承 ； 进 料 装 置 为 分 体或 弹 性 结 构 。（ /） 传 动 系 统 行 星 减 速 机 悬 挂 式 安 装 ， 缩 套 联 轴 器 刚 性 联 接 ， 弹 性 扭 矩 平 衡 装 置 是挤 压 粉 碎 机 传 动 系 统 的 特 色 。662.第 十 二 篇 生 态 型 水 泥 生 产 利 废 与 节 能 新 技 术（ !） 液 压 系 统 ： 系 统 压 力 主 要 由 两 蓄 能 器 保 持 ， 泵 站 仅 用 于 系 统 压 力 下 降 到 一 定 值 时才 开 启 ， 油 泵 的 启 闭 由 电 接 点 压 力 表 控 制 。（ ） 润 滑 系 统 采 用 集 中 自 动 供 油 方 式 ， 定 时 定 量 供 油 。 应 用 目 前 国 际 上 最 先 进 的步 进 式 分 油 器 。（ #） 自 动 控 制 系 统 采 用 数 字 智 能 仪 表 （ 或 微 机 ） 组 成 物 料 的 配 比 、 喂 料 仓 仓 重 、 磨 机负 荷 等 自 动 控 制 回 路 。 采 用 $% 实 现 系 统 设 备 的 自 动 联 锁 顺 序 控 制 。 并 有 各 项 参 数 检 测显 示 、 报 警 等 功 能 。!& 挤 压 粉 磨 工 艺 流 程（ ） 开 路 预 粉 磨 流 程 图 ( ) ( ) 所 示 开 路 预 粉 磨 流 程 主 要 适 用 于 老 厂 改 造 。 洛阳 水 泥 厂 和 牡 丹 江 建 设 水 泥 厂 已 将 该 流 程 分 别 应 用 在 水 泥 和 生 料 粉 磨 系 统 上 ， 产 量 提 高#*+以 上 （ 指 标 是 ,-. 公 司 对 该 厂 物 料 测 试 后 提 出 的 保 证 值 ） 。 该 流 程 的 特 点 ： 经 过 挤压 后 产 生 的 料 饼 ， 有 (#+重 新 进 入 挤 压 机 进 行 二 次 挤 压 ， 使 入 料 状 况 得 到 改 善 ， 更 加 符 合料 层 粉 碎 工 艺 的 要 求 。图 ( ) ( ) 开 路 预 粉 磨 工 艺 流 程（ (） 闭 路 预 粉 磨 流 程 图 ( ) ( ) # 所 示 闭 路 预 粉 磨 流 程 可 用 于 老 厂 改 造 ， 也 可 用 于新 厂 建 设 。 合 肥 水 泥 研 究 设 计 院 在 江 苏 省 江 阴 水 泥 厂 设 点 进 行 “ 七 五 ” 攻 关 项 目 采 用 的就 是 该 流 程 。 经 武 汉 工 业 大 学 北 京 研 究 生 部 的 标 定 ： 产 量 提 高 /0&1+， 系 统 电 耗 降 低!(+， 研 磨 体 消 耗 降 低 /(&1+， 目 前 普 遍 推 广 的 就 是 这 种 流 程 。图 ( ) ( ) # 闭 路 预 粉 磨 工 艺 流 程212第 二 章 粉 磨 节 能 新 技 术! 挤 压 粉 碎 机 的 特 点（ #） 粉 碎 力 直 接 作 用 于 大 量 颗 粒 组 成 的 料 层 上 ， 使 粉 碎 力 与 颗 粒 之 间 、 颗 粒 与 颗 粒 之间 相 互 受 到 压 力 ， 从 而 使 这 些 颗 粒 在 压 实 后 还 可 以 继 续 受 压 而 导 致 物 料 粉 碎 ， 并 在 颗 粒内 产 生 大 量 裂 纹 ， 使 物 料 的 易 磨 性 得 到 相 当 大 的 改 善 。（ $） 与 一 般 粉 碎 设 备 不 同 ， 挤 压 粉 碎 施 加 的 是 纯 压 力 。（ %） 必 须 保 持 过 饱 和 喂 料 ， 即 保 持 喂 料 系 统 有 一 定 的 料 柱 。（ !） 施 加 的 必 须 是 高 压 ， 水 泥 工 业 用 的 挤 压 机 的 纯 压 力 要 保 持 在 #&()* 以 上 。（ &） 粉 碎 过 程 特 别 快 ， 不 到 # 秒 钟 。& 投 资 与 效 益 以 江 阴 水 泥 厂 的 标 定 指 标 ， 计 算 年 产 #$ 万 吨 普 通 水 泥 的 工 厂 在 原系 统 中 插 入 挤 压 粉 碎 机 的 投 资 与 效 益 （ 表 #$ + $ + !、 表 #$ + $ + &） 。表 #$ + $ + ! 投 资 估 算 万 元主 机 设 备 辅 机 设 备 土 建 等 费 用 合 计 贷 款 利 率 挤 压 机 折 旧 率 年 维 护 费%, $ #- ,& !-. &. $&表 #$ + $ + & 效 益 估 算节 电 降 低 磨 耗 投 资 回 收 期原 指 标 %$/012# &32 4年 节 电 + %$.， #$ /0 1 + 5$-.， %,5 !% 万 元 &5& 万 元约 $ 年（ 未 含 增 产所 得 利 润 ）5 应 用 现 状 #6 合 肥 水 泥 研 究 设 计 院 同 其 他 单 位 一 起 引 进 了 德 国 789 公 司三 种 规 格 挤 压 粉 碎 机 的 设 计 制 造 技 术 ， 为 满 足 国 内 中 小 型 水 泥 厂 的 需 要 ， 该 院 又 自 行 设计 了 日 产 ,4 和 日 产 %4 两 种 规 格 的 挤 压 粉 碎 机 ， 性 能 见 表 #$ + $ + 5。表 #$ + $ + 5 挤 压 粉 碎 机 技 术 性 能型 号 8:;-2$ 8:;#2% ! 5% #规 格!- ? $!# ? %!# ? !# ? 5%!#& ? #辊 子 直 径 （ ） - # # # #&辊 子 宽 （ ） $ % ! 5% #工 作 压 力 （ ()*） 6 #5 #-& #5 #5喂 料 粒 度 （ ）!5&!5!5!5产 量 （ 421） $% %$ ! , 5 # A #$ A $!电 机 功 率 （ /0） $ ? ,& $ ? # $ ? $ $ ? % $ ? &外 形 尺 寸 （ ） %65 ? #!5 ? %!5 !# ? #- ? $# !# ? !5 ? $! !5 ? &$ ? %# &5 ? 5, ? %5配 套 规 模 （ 日 产 熟 料 ） %4 ,4 #4 $4 !4注 ： 8:; 型 为 合 肥 水 泥 研 究 设 计 院 自 行 设 计 。 ）抗 压 强 度（ ）!? +5? !? +5?普 通2+* * ) 1 !2 & ) &2 &+* &* !* 2* 01 +5 * +5 !&2 &* ) + B &* +B& 20 01 +* *+5闭 路 +B + 5 &0 +0& 22 0+ +25 *11出 口 普*+*闭 路 C * !0B &* &!* !5 25 5& +52 1&0经 工 业 性 试 验 结 果 表 明 ： #$% 高 效 选 粉 机 构 成 的 闭 路 系 统 比 原 开 路 磨 产 量 提 高25( ) 1+(， 电 耗 下 降 B( ) +2(， 水 泥 比 表 面 积 比 开 路 低 2-,+. / 左 右 ， 强 度 却 明 显 提高 。 细 度 调 节 方 便 ， 适 于 生 产 多 品 种 水 泥 。 维 修 简 单 ， 操 作 方 便 。* 技 术 经 济 分 析 以 年 产 & 万 吨 的 水 泥 粉 磨 系 统 为 例 ， 对 比 使 用 #$% 型 和 离 心 式两 种 选 粉 机 的 有 关 指 标 、 投 资 及 经 济 效 益 （ 表 &+ 4 + 4 5） 。 从 表 &+ 4 + 4 5 可 见 ， 采 用 #$%高 效 选 粉 机 比 离 心 式 选 粉 机 多 投 资 * ) & 万 元 ， 但 仅 节 电 一 项 即 可 在 半 年 至 一 年 内 收 回多 投 资 部 分 ， 以 后 每 年 均 可 获 节 电 费 & ) &2 万 元 。!第 二 章 粉 磨 节 能 新 技 术表 ! # # $ 两 种 选 粉 机 技 术 指 标 、 经 济 效 益 对 照 表项 目%& # 型 选 粉 机 系 统流 程!流 程!()*+ 离 心 式选 粉 机 系 统指标及效益水 泥 品 种 普,*-.).$+ 筛 余 （ /） ( 0 * ( 0 * , 0 1台 时 产 量 （ 234） !5 !5 !,单 位 电 耗 （ 67 43 2） 5 1 ( 电 量 （ !.,67 43 2） 5. 1. (. 电 量 （ !.,67)43 2） (. ,.年 节 电 效 益 （ 万 元 ） !.)* !,). 投资估算土 建 费 （ 万 元 ） *)1$ !)* *)1$选 粉 机 （ 万 元 ） 8). 8). 1) 筒 （ 万 元 ） !). 循 环 风 机 （ 万 元 ） !) 收 尘 器 （ 万 元 ） 5). !5)* 5) 机 （ 万 元 ） .)* !). .)*合 计 （ 万 元 ） ,)($ ,8). (8)!$增 加 投 资 （ 万 元 ） *) 8)$%& 高 效 选 粉 机 可 广 泛 应 用 于 水 泥 、 生 料 粉 磨 以 外 的 化 工 、 冶 金 、 食 品 、 途 料 、 医 药 等 行 业的 超 细 粉 磨 作 业 。第 二 节 传 统 球 磨 机 粉 磨 节 电 技 术一 、 新 型 水 泥 高 细 磨新 型 水 泥 高 细 磨 是 合 肥 水 泥 研 究 设 计 院 承 担 的 “ 六 五 ” 国 家 科 技 攻 关 项 目 ， 曾 获 !8$1年 部 级 科 技 进 步 二 等 奖 ， !8$5 年 国 家 级 科 技 进 步 二 等 奖 ， 并 获 中 国 发 明 专 利 证 书 。 通 过对 普 通 开 流 磨 的 改 造 ， 达 到 一 次 性 完 成 高 细 粉 磨 作 业 。!) 结 构 与 原 理 新 型 高 细 磨 通 常 由 三 个 粉 磨 仓 组 成 （ 小 型 磨 机 为 两 仓 ） 。 大 中 型 一,88!第 十 二 篇 生 态 型 水 泥 生 产 利 废 与 节 能 新 技 术级 开 流 三 仓 新 型 水 泥 高 细 磨 示 意 图 如 图 ! # # $。图 ! # # $ 一 级 开 流 三 仓 高 细 磨 示 意 图! 筒 体 ； 溢 流 型 篦 板 ； % 分 离 器 ；& 双 层 隔 仓 板 ； 料 段 分 离 装 置 ； ( 出 口 篦 板入 磨 物 料 首 先 在 一 仓 经 较 大 尺 寸 钢 球 粗 粉 碎 ， 然 后 通 过 溢 流 型 单 层 隔 仓 板 （ ） 进 行初 次 粗 细 分 离 。 细 物 料 进 入 一 、 二 仓 之 间 的 过 渡 仓 ， 经 小 尺 寸 钢 球 粉 磨 。 物 料 再 经 物 料分 离 器 （ %） 进 一 步 筛 分 。 大 于 某 一 尺 寸 的 粗 颗 粒 被 挡 在 过 渡 仓 内 继 续 粉 磨 ， 合 乎 要 求 的细 粉 则 进 入 第 二 仓 用 大 段 研 磨 。 在 二 、 三 仓 之 间 设 有 普 通 双 层 隔 仓 板 （ &）（ 小 型 磨 机 没 有此 装 置 ） ， 避 免 尾 仓 小 钢 段 反 向 窜 入 第 二 仓 。 在 第 三 仓 采 用 微 型 小 段 ， 实 现 最 终 高 细 粉磨 。 在 磨 尾 设 置 料 段 分 离 装 置 （ ） ， 使 合 乎 要 求 的 产 品 卸 出 磨 外 ， 使 小 段 或 碎 渣 返 回 磨内 ， 实 现 料 段 分 离 。简 言 之 ， 新 型 水 泥 高 细 磨 采 用 特 殊 设 计 的 粗 细 物 料 分 离 装 置 和 料 段 分 离 装 置 ， 使 物料 在 磨 内 由 相 应 尺 寸 的 研 磨 体 逐 级 粉 磨 ， 同 时 及 时 地 逐 级 筛 分 ， 从 而 达 到 块 状 物 料 在 一级 开 流 管 磨 机 内 一 次 性 完 成 高 细 粉 磨 作 业 。) 关 键 技 术 与 总 体 水 平（ !） 关 键 技 术!） 采 用 微 型 钢 段 ， 解 决 了 水 泥 高 细 粉 磨 时 的 “ 集 聚 粘 附 ” 等 恶 性 粉 磨 现 象 。） 改 变 磨 内 结 构 ， 利 用 筛 分 原 理 解 决 磨 机 各 仓 室 内 物 料 粒 径 与 研 磨 体 尺 寸 不 相 适 应的 矛 盾 。%） 采 用 耐 磨 材 料 ， 解 决 了 研 磨 体 的 磨 耗 高 和 级 配 稳 定 性 的 矛 盾 。（ ） 总 体 水 平!） 与 国 内 大 中 型 水 泥 厂 开 流 水 泥 磨 的 比 较 见 表 ! # # *。表 ! # # *粉 磨 水 泥 的 比 面 积 （ +,- .） %/ &/ /节 电 幅 度 （ 0） ! &/ (/*!第 二 章 粉 磨 节 能 新 技 术!） 与 国 外 高 细 粉 磨 设 备 的 比 较 见 表 ! # ! # $。表 ! # ! # $设 备 名 称 粉 磨 流 程 单 位 电 耗 （ %& ()）丹 麦 徽 段 磨!*+, - !.!+/ - $+ 串 联 粉 磨 ； 外 加 !1234 ) 三 乙 醇胺 ； 磨 内 喷 水 ， 入 磨 粒 度 5 !2. 水 泥06+,丹 麦 康 毕 登 磨!+6 - ! 系 统 ；外 加 条 件 同 上普 通 水 泥*/+0日 本 带 7 # 89:; 选 粉 机!+0 - 硅 酸 盐 水 泥02+2新 型 高 细 磨!+! - *.!+0 - *.!+6 - * 开 流 ； 旋 窑 熟 料 未 经 破 碎 ， 粒 度 56$.； 未 加 助 磨 剂硅 酸 盐 水 泥02+$矿 渣 水 泥 （ 矿 渣 0$?， 比 +-+ 年 降 低 -*)+12 = ?。 电 耗 指 标 与 磨 机 台 时 产 量 均 居 国 内 机 立 窑水 泥 厂 的 先 进 水 平 。(!第 十 二 篇 生 态 型 水 泥 生 产 利 废 与 节 能 新 技 术表 ! # # !$磨别统 计 时 间台 时 产 量（ %&）磨 机 功 率（ ()）磨 机 电 耗（ (