水泥磨半终粉磨系统的技改

甘肃某水泥公司现拥有3 000t/d和4 500t/d两条新型干法水泥生产线和四条水泥粉磨生产线，1#和2#粉磨生产线配置Φ4.2m×13.5m球磨机闭路系统，3#和4#粉磨生产线配置180-120辊压机+Φ4.2m×13.5m球磨机闭路粉磨系统。1#和2#粉磨生产线生产P·O42.5水泥时，台时产量约95t/h，粉磨工序电耗约38kWh/t。这两条线装备技术差，工艺系统落后，能耗居高不下，存在超出水泥单位产品能源消耗限额标准、执行阶梯电价的政策风险。为响应国家节能减排的号召，提高公司效益，决定对2#水泥磨进行节能降耗改造，在球磨机前新增HFCG180-160辊压机预粉磨系统，组成HFCG180-160辊压机+Φ4.2m×13.5m球磨机水泥半终粉磨系统（开路），一方面可以降低水泥粉磨电耗，另一方面可以提高粉磨生产能力，以灵活应对阶梯电价和市场需求。

1、原料配比2#水泥粉磨系统主要生产P·O42.5水泥。熟料来自厂内现有熟料生产线，混合材采用脱硫石膏、湿排渣等，由汽车运输进厂，配料方案为熟料83%，湿排渣10%，石膏7.0%。

2、技改工艺方案2#水泥磨技改工艺方案采用了先进的水泥粉磨工艺：水泥挤压半终粉磨系统，该水泥磨系统由HFCG180-160辊压机+HFV5000气流分级机+HFX-5000高效选粉机+Φ4.2m×13.5m球磨机组成，辊压机闭路，球磨机由闭路改为开路。该技术节能降耗的原理是发挥大型辊压机预粉磨效率高的特点，配合开流磨利于产品颗粒分布的优势，达到增产降耗的目的。此方案具有粉磨效率高，单位水泥电耗低，水泥颗粒级配合理，而且技术成熟可靠等优点。粉磨系统中的物料通过辊压机高压处理后，结构被破坏而粉碎，物料的易磨性得到大幅度改善，挤压后的物料由V型气流分级机和高效选粉机两道分选，细粉送到下一步粉磨工序球磨机磨至成品，粗粉返回到辊压机重新挤压。技改后保证了后序球磨系统工况的稳定，使研磨体的配备更具针对性和有效性，各球、段的群体冲击、研磨功能得到更为有效的发挥，进一步提高了系统的粉磨效率，从而达到增产节能的目的。并且由于入磨物料粒度大幅下降，球磨机的平均球径也减小，不仅降低了研磨体消耗，其产生的噪声强度也远小于传统粉磨系统。2.1技改前后的粉磨车间主要设备对比2#水泥磨技改前后，原有的球磨系统中的磨机、磨内通风收尘器等基本保留，更换磨内通风风机，取消O-Sepa选粉机、选粉机收尘器、主排风机，采用开路粉磨方式，技改前后工艺系统主机设备见表1。表1技改前后的主要设备配置2.2技改后粉磨系统工艺流程技改前后的粉磨系统工艺流程见图1、图2。图1技改前粉磨系统工艺流程图2技改后粉磨系统工艺流程由图2可见，来自水泥配料系统的配合料（不含脱硫石膏）送入辊压机稳流称重仓，由HFCG180-160辊压机进行挤压，然后送至辊压机料饼提升机，同时脱硫石膏配料也由单独的输送通道送至料饼提升机，混合物料经料饼提升机提起送至HFV5000的V型气流分级机进行一次分选，细粉由风选系统带至下进风动态选粉机进行二次分选，粗粉由V型气流分级机出口返回辊压机稳流仓再次辊压，在此溜管上设置管道式除铁器，对循环系统中可能存在的金属异物再次清除。二次分选时动态选粉机选出的细粉送至旋风收尘器收集，作为成品水泥经成品斜槽输送至水泥入库提升机，动态选粉机分选后的粗粉经斜槽送至2#球磨机进行进一步研磨，经球磨机研磨后的物料由磨内筛分控制细度，出磨的物料即是成品水泥，经磨尾提升机提起后也送至成品斜槽，与辊压机半终粉磨系统生产的成品水泥混合一起送至水泥入库提升机。整个辊压机预粉磨选粉的风路系统包括V型气流分级机、选粉机、旋风收尘器等都由循环风机引风，循环风机出风管一部分返回V型气流分级机进风口循环利用，另外一部分风送至放风收尘器净化，然后由外排风机外排，系统补风在V型气流分级机进口设置补风阀。2.3原有车间的改造1）配料系统的改造由于新增了HFCG180-160辊压机预粉磨系统，2#水泥粉磨生产线提产较多，原配料站的计量设备和输送设备能力不足，皮带秤和皮带输送机均进行了更换。另外，新增了脱硫石膏配料仓，仓底经皮带秤计量后直接送至辊压机料饼提升机。2）原水泥磨车间改造技改后由于2#水泥粉磨系统提产较多，原有闭路磨选粉系统设备配置处理能力不足。技改方案将2#水泥粉磨系统改为了开路，原2#磨磨尾提升机输送能力为450t/h，满足改造后生产能力的要求，仅在出磨提升机出料溜管增加一路直接至成品输送斜槽即可。2#磨磨内通风收尘器利旧，因为开路磨所要求的磨内通风量小一些，原来风机的风量偏大、效率低，技改仅更换合适风量的磨内通风风机即可。新增辊压机预粉磨系统之后，原有球磨机内部结构需要进行相应改造，辊压机预粉磨系统可以取代磨机粗破磨仓的功能，即原来的三仓磨减少一个仓，变为两仓磨，一仓粗磨仓的长度也可以缩短，增加二仓细磨仓的长度，提高研磨效率，本项目2#磨一仓仓长3.25m，二仓仓长9m，由于入磨物料变化较大，一仓和二仓之间的隔仓板也进行了更换。新增辊压机预粉磨系统之后，入磨物料为细粉，相较于改造前入磨的块状物料，物料粒径变化非常大，磨内钢球级配方案需要调整，调整后磨内研磨体级配情况见表2。钢球的平均直径变小，可以提高整仓磨机的钢球表面积，提高对细物料的研磨能力，大大提高磨机的能量利用效率。表2磨内研磨体级配情况

3、工艺设备方案特点1）先进粉磨工艺采用技术先进、节约电能的挤压半终粉磨工艺系统，该技术具有粉磨效率高，单位水泥电耗低，台时产量高，技术成熟可靠等优点。该工艺原理是发挥大型辊压机预粉磨效率高的特点，配合开流磨利于产品颗粒分布的优势，达到增产降耗的目的。2）高效筛分磨装置球磨机系统采用开路操作，根据工艺配置和原料特性，在磨内衬板及隔仓板型式、仓长分布、研磨体级配等方面采用更优化的方案，进一步提高研磨效率。3）高效节能产品选用的各类机械设备均是行业推荐的节能型产品，并进行认真细致的设计选型计算，以确保设备在最佳的工况效率点运行。（1）选粉机采用了永磁直驱电机，直接驱动负载，减少了传递损失，节能15%左右。（2）循环风机和外排风机是负荷波动较大的设备，采用交流变频控制技术，合理控制设备的功率输出以减少无用电能浪费。（3）提升机采用了永磁耦合器，具有检修维护方便、启动平稳、过载保护等优点。（4）所有风机选用新型高效节能风机，全压效率高达83%~85%，轴功率显著下降，节能效果显著。

4、技改后系统运行效果技改前后生产指标对比见表3，技改后中控画面见图3。本项目采用了先进配置的水泥粉磨系统，单线产能及系统电耗等设计技术指标达到国内领先水平，同时球磨机系统采用开路工艺，增强了产品特性适应不同市场需求的能力，效益如下：表3技改前后生产指标对比图3技改后中控画面1）台时产量增加的经济效益2#水泥粉磨生产线的单磨生产能力大幅度提高，可以更好地利用谷电进行生产，生产成本也大幅降低；同时停用电耗较高的1#水泥粉磨生产线，但总产能保持不变，因此总体成本大幅度下降。2）节电效益系统平均台时产量由95t/h提高到250t/h，粉磨工序电耗平均降低14kWh/t，原两套粉磨系统产能按系统产能130万t/年计算，产能不增加的情况下，年节电量可达1 820万kWh/年，按当地平均电价0.55元/kWh计算，年节约电费约1 001万元。3）碳减排效益每年可节约用电量1 820万kWh，减少碳排放10 729.81tCO2。排放因子按照2019年度当地电网基准线OM值和BM值加权平均计算值0.589 55tCO2/MWh计算，GWP值按照IPCC第四次评估报告中CO2值计算。节能减排效果明显，符合国家环保及节能减排政策。

5、结束语2#水泥磨半终粉磨的技改成功案例