浅谈TRP辊压机及生料系统.docx

浅 谈 TRP 辊 压 机 及 生 料 系 统Discussion on The TRP Roller Press and Raw Material System马秀宽 1，张士东 2，石国平 1中图分类号：TQ172.639 文献标识码:A 文章编号：1001-6171（2012）06-0041-041 前言目前在水泥领域应用的生料粉 磨系统主要有以下三种形式：球磨机 系 统 、辊 磨 系 统 、辊 压 机 终 粉 磨 系 统。上世纪 80 年代中期问世的辊压 机 ，是 一 种 比 较 理 想 的 节 能 粉 磨 设 备，可以单独或与球磨机组成多种系 统用于各种物料的粉磨，因节能效果 显著，得到较快的发展。辊压机生料 终粉磨系统全部成品由辊压机产生， 取消了球磨机，因此节能幅度更大。2 生料辊压机终粉磨技术的基本情 况辊压机终粉磨系统比其他粉磨 系统节能的主要原因在于辊压机系 统中的“选粉-烘干-风扫”用风风量 和阻力比其他粉磨系统低，即通风电 耗降低，但是辊压机系统中提升物料 的斗提电耗较高。辊压机和辊磨本 身电耗相当，系统电耗存在 23kWh/t 的差值，折算到熟料为 45kWh/t，一 条 5000t/d 水 泥 生 产 线 ，每 年 节 约 电量 约 为 800 万 度 。 假 设 原 料 易 磨 性中等，统一生料细度，可以估算出辊 压机系统和其他粉磨系统的电耗情 况（见表 1）。2.1 国外公司辊压机生料终粉磨系 统中国的福建三德、江西亚东和四 川亚东等厂的原料粉磨均采用德国 洪堡公司提供的辊压机终粉磨系统， 其 典 型 的 流 程 如 图 1 所 示 。 辊 压 机 布置在楼层上，新物料与出辊压机物 料一起喂入 V 型选粉机，粗料经提升 机送入辊压机循环挤压，细料经动态 选粉机进一步分选，粗粉回辊压机系 统挤压，细粉入成品收集系统。根据生料粉磨的特点和要求，通过详细调研和分析研究，在 TRP 辊压 机及 TESu 选粉机技术的基础上，开 发提出了 TRP（R）型辊压机生料终粉 磨系统。如图 2 所示，静态选粉机与动态 选粉机用较短的管道连接，降低了系 统 阻 力 ，烘 干 能 力 显 著 增 强,利 用 窑 尾废气可烘干最大原料水分 8%；动 态选粉机的改进更加有效地控制了成 品 粗 颗 粒 的 含 量 R200m1.0% ，改 善了生料的易烧性。该系统的另一特点是辊压机布 置在地面上，出辊压机（见图 3）和出 V 型 选 粉 机（见 图 4）各 设 一 台 提 升 机，可以降低厂房高度，降低提升机TRP 辊压机生料终粉磨系统2.2表 1 不同生料辊磨系统电耗比较,kWh/t通讯地址：1 中国中材装备集团有限公司科力分公司，天津 300400； 2 赞皇金隅集团水泥有限公司，河北 石家庄 051230；收稿日期：2012-05-31； 编辑：吕 光2012/6 水泥技术41项目辊压机系统辊磨系统球磨系统磨机7.07.57.08.016风机4.04.56.87.55其他辅机1.52.51.52.02.0合计121415172224图 3 TRP 辊压机三维图图 4 生料选粉机三维图机械装备的要求，方便设备检修（见表 2）。3 TRP 辊压机的设计理念中 材 装 备 集 团（原 TCDRI）对 辊 压机的研究工作始于上世纪 80 年代 中期，1988 年参与引进了洪堡公司的 辊压机制造技术，90 年代后期着手大 规格辊压机的开发设计，目前可以提 供各种型号的辊压机装备和各种规 模的系统配置（见表 3），还可提供水 泥行业以外的辊压机装备技术服务， 满足不同物料的粉磨需求。3.1 辊压机的直径 早期的辊压机稳定性较差，主要原因之一是辊径较小，对物料粒度的 适应性差，当年引进技术的最大辊压 机 规 格 为 1150mm 1000mm。 辊 径 越大，对粗颗粒物料的适应性越强， 料饼厚度越大。通过数学推导（见图5），可以得出辊压机处理的最大物料 粒径和料饼厚度与辊径之间的关系 为：物 料 粒 径 ：dmax0.06D，实 际 生 产按 95%0.03D 控制料饼厚度：S20.02D因 此 ，TCDRI 从 1997 年 开 始 组 织大直径辊压机的装备开发，确定最 小 辊 径 为 1200mm，辊 径 系 列 为 1400mm、 1600mm、 1800mm、 2000mm、2200mm、2400mm。3.2 辊压机的宽径比 辊压机的宽径比是指压辊的宽度与直径的比值。自辊压机应用以 来，宽径比就有两种设计思路，一是 以洪堡公司为代表的大宽径比，直径 较 大 的 辊 压 机 宽 径 比 有 可 能 超 过1.0，如 1700mm 1800mm，Koppen( 库 本) 公 司 的 辊 压 机 宽 径 比 一 般 1.0；二 是 以 伯 利 休 斯 公 司 为 代 表 的 小 宽 径 比 ，该 值 一 般 2/3，如 2000mm1300mm。同球磨机规格一 样，为了满足各种系统能力的配套要 求，相同直径的辊压机可能有不同宽 度的规格。分析认为，对于一定直径的辊压 机来讲，宽径比越大，边缘效应越小，表 2 辊压机生料终粉磨系统配置*辊压机3* 原料条件：水分 6%，中等易磨性；细度 R80m：14%（R200m2%）表 3TRP 系列辊压机* 1 宽度系列不限于表中所列型号，主要宽度系列为：450mm、600mm、800mm、1000mm、1100mm、1200mm、1400mm、1600mm、1700mm。2 辊压机功率、通过量为传动选型参考值。42CEMENT TECHNOLOGY 6/2012型号通过量，h电机功率，kW备注TRP100-601402002315石灰石、水泥粉磨TRP120-451001402250铁矿石、水泥粉磨 TRP120-601502002300/400水泥粉磨 TRP120-802403002450/500铁矿石、水泥粉磨 TRP140-652003002450/500铁矿石、水泥粉磨 TRP140-803404002560钢渣、铁矿石、水泥粉磨TRP140-100400500 2630铁矿石、水泥粉磨 TRP140-110500550 2710铁矿石、水泥粉磨 TRP140-120500600 2800铁矿石、水泥粉磨 TRP140-140550650 2800/900水泥粉磨 TRP160-12050065021000铁矿石、水泥粉磨 TRP160-14065076521120/1250钢渣、生料、水泥粉磨TRP180-12065085021250钢渣、铁矿石、生料、水泥粉磨 TRP180-140 850100021250/1400铁矿石、生料、水泥粉磨 TRP180-1701000120021600/1800铁矿石、生料、水泥粉磨 TRP200-1601000120021800/2000生料、水泥粉磨 TRP220-1601100140022000/2250铁矿石、生料、水泥粉磨规模，t/d产量，t/h型号 功率，kW组合式型号 选粉机 风量，m3/h风量，m /h风机风压，Pa3200225002320040005000250270220250250270320350400440TRP160/140 TRP180/120 TRP180/140TRP180/170TRP220/16021250212502140021600;2180022000TVR36TVR34TVSu360TVSu430TVSu52038000035000038000050000075000045000042000045000060000080000070007000700070007000dN MF P S2图 5 辊压机工作原理示意图机械装备3.4 辊压机的线速度压辊的线速度是决定辊压机的 通过量和动力消耗的重要参数之一， 在一定范围内与两者均成线性关系（见图 6）。 但是辊速过快，一方面可能导致设备振动，引起运行失稳；另一方面， 可能导致压辊表面与料层之间的相 对滑动，加剧辊面的磨损，而且此时 辊压机的通过量与线速度不成比例。辊速过慢，物料可能来不及被挤 压就通过辊间，挤压效果下降。而辊 压机的通过量下降，要达到一定的通 过量，辊压机的规格就要做得较大。 TRP 的 辊 压 机 线 速 度 定 在 1.42.2m/s 之间。3.5 辊压机配置（1）辊子采用优质合金钢经大型 水 压 机（800010000t 水 压 机）锻 造 。 炼 钢 时 采 用 钢 包 二 次 精 炼（真 空 脱 气 ），按 大 型 锻 件 探 伤 标 准 JB/ T5000.15-1998 级 标 准 探 伤（高 于 国标的级）制造。（2）主轴承采用四列圆柱滚子轴 承配合双向推力轴承的形式，受力合 理，易于密封，承载能力远远大于调 心滚子轴承。轴承内外圈采用电渣 重熔渗碳钢 G20CrNi4，性能可靠，使 用寿命长。即辊间料层处于压力滑动区未被充分挤压的物料比例越小，挤压效果越 好，但是压辊越宽，越容易产生压辊 偏斜，对液压系统调节性能的要求就 越高；相反，宽径比越小，边缘效应越 明显，但是压辊偏斜量较小，运行相 对稳定。另外，小宽径比的辊压机沿宽度 方向呈三角形受力，最大压力值是平 均压力的 2 倍左右；而大宽径比的辊 压机沿宽度方向呈梯形受力，其最大 压力是平均压力的 1.5 倍左右。后者 显然对辊面的均匀磨损更有利。随着辊压机规模的大型化发展 及节能水平最大化的要求，则辊压机 的规格能力越大越好。然而辊压机 的直径不可能无限加大，直径太大会 带来制造、运输、检修等问题，经研究 确定最大辊径为2400mm。为了满 足大通过量的要求，同时考虑到液压 技术的进步，确定最大宽径比按 1.0 考虑，同时每种直径的辊压机可以有 不同的宽度。3.3 辊压机的压力在 过 去 的 25 年 中 ，辊 压 机 技 术 在各个方面得到了长足的发展，主要 包括传动装置、耐磨处理、液压技术、 控制系统和设计参数等。其中，挤压 力的设计也经过了从大到小的演变。定义单位压辊投影面积所受的 压力为辊压机的挤压力，单位为 kN/ m2。洪堡公司最早的辊压机即第一 代辊压机（1992 年以前）挤压力设计 值 为 10000kN/m2，第 二 代 辊 压 机（1992 年 1997 年）降 到 9000kN/m2，第三代辊压机（1997 年以后）又降到7000kN/m2 以下。TCDRI 在试验系统上对多种物 料进行了挤压试验，寻求合适的挤压 力是试验的目的之一。实践证明，挤 压力过高，能量利用率则会下降，而 且机械故障增加；适宜的挤压力可以 得 到 最 佳 的 粉 碎 效 果 ，优 化 机 械 设 计，配置合理的液压系统。我们进行 的半工业试验证明：对于熟料来讲， 挤 压 力 为 50007000kN/m2 效 率 最 高；在低循环负荷以新料为主时，压 力可以适当高一些；在高循环负荷以 循环物料为主时，压力可以低一些。 由此可见，挤压力与采用的系统流程 有关。生料用辊压机的挤压力也可 低一些。总之，挤压力的合理使用是 为了保证辊压机更好地运行，从而保 证获得更高的系统产量。表 4 系统参数2012/6 水泥技术43产量，t/h产品细度，%电耗，kWh/t260R80m14；R200m214图 7 生料粉磨系统操作画面机械装备4 TRP 生料辊压机运转实例中国国内某厂 3200t/d 生料辊压 机系统运行情况见表 4、表 5。系统经过较短的调试后即达到220t/h 的 产 量 ，经 过 操 作 优 化 ，窑 磨 联动后，系统可稳定运行在 260t/h 左 右，细度合格，质量稳定，系统电耗为1214kWh/t。 图 7 是 该 系 统 的 典 型 操作画面。5 结语水泥生产线的规模越来越大，对 设备的规格能力要求越来越高，辊压 机的运输、节能效果越来越显著。从 机械结构方面分析，辊压机比辊磨简 单，其操作压力远高于其他几种料床 粉磨设备，系统流程相对复杂。但伴 随着企业对节能带来的经济效益的 重视，生料辊压机终粉磨将成为生料 粉磨系统设计时考虑的重要方案之 一。参考文献：1 柴星腾,石国平.生料辊压机终粉磨系统技 术介绍J.水泥技术,2012,(2).表 5主机配置（3）高度集成的液压系统。（4）调整灵活的喂料装置。（5）先进的智能润滑系统。（6）减速机、电机等高端配置。全新打造，精彩集萃，新版四川水泥水泥商情广东建材杂志是由广东省建筑材料研究院主办：44CEMENT TECHNOLOGY 6/20122013四川水泥水泥商情征订启事2013 年广东建材征订启事2013 年隆重推出！国际刊号 LSSN10076344，国内统 的综合性建材科技期刊。自 1985 年创刊以来，坚持为 一刊号 CN511456/TU，邮发代号 62149，在国际国建材、建筑业服务的宗旨，内容涉及面广，包括行业政策 内公开发行。 法规、市场信息动态、新产品、新技术、新设备介绍及技 新版四川水泥水泥商情杂志集前沿性、新闻性术经验交流等；设有政策法规、新型材料、水泥与混凝 和思想性的行业新闻报道和知识性、实用性的水泥技术 土、检测与监理、施工技术、建筑设计与装饰、研究与探 类文章于一身。新闻报道深入行业、观点前卫、立论新 讨、工艺与设备、综合论述、建材信息、质检快讯、建设工颖，密切关注行业风云，聚焦行业重大事件，具有很强的 程信息及产品推介等栏目。 可读性与思想性；技术类文章一直秉持技术就是生产力 广东建材为月刊，大 16 开本，国内外公开发行,国际 的理念，实时紧扣行业技术发展最新潮流，精益求精，着 标 准 刊 号 为 ：ISSN1009-4806，国 内 统 一 刊 号 为 力探讨分析不断提高生产质量和生产效率、不断降低能 CN44-1249/TU，自办发行，每月 20 日出版。定价：每期 源和资源的消耗，具有极强的指导性与实