国产水泥立式辊磨研磨区提产降耗改造.pdf

国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区国产水泥立式辊磨研磨区提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造提产降耗改造彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云彭凌云1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1，董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑董苑1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1，刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强刘栋强2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2摘要：以某水泥厂国产水泥立式辊磨的成功改造为例，介绍了天津水泥院新型立磨研磨区改造专利技术，该技术通过改变物料在磨盘上的流速及运动轨迹、加宽有效研磨区，达到提高立磨稳定性、增产降耗的目的。本次改造采用在线堆焊方式完成，改造周期短，施工周期仅约20天，投资回报率高。改造后，在相同水泥配比和成品细度情况下，1号水泥磨提产38%，系统电耗下降3.0kWh/t；2号水泥磨提产22%，系统电耗下降2.6kWh/t，改造效果显著。关键词：立磨研磨区；磨擦系数；啮合形式；在线堆焊中图分类号：TQ172.632 文献标识码:B 文章编号：1001-6171（2023）04-0043-04DOI：10.19698/ki.1001-6171.20234043通讯地址：1 天津水泥工业设计研究院有限公司，天津 300400；2 大连水泥集团有限公司，辽宁 大连 116109；收稿日期：2023-01-17；编辑：孙 娟Improvement of Production and Consumption Reduction in the Grinding areaof Domestic Cement Vertical Roller MillPENG Lingyun1,DONG Yuan1,LIU Dongqiang2（1.Tianjin Cement Industry Design&Research Institute Co.,Ltd.,Tianjin 300400,China;2.Dalian Cement Group Co.,Ltd.,Dalian Liaoning 116109,China）Abstract:Taking the successful modification of domestic cement vertical roller mill in a cementfactory as an example,the application of TCDRI new grinding area technology in the modificationproject of domestic cement vertical roller mill is introduced.By changing the flow rate and movementpath of the material on the table,the effective grinding zone is widened,so as to improve the stabilityof the vertical roller mill,increase production and reduce consumption.This modification adopts themethod of online welding,shorten the period of modification.The construction period is 20 days,andthe return on investment is high.Under the condition of the same cement recipe and fineness offinished products,the output of No.1 mill was increased by 38%,and the power consumption of the装备技术2023年第4期431前言水泥行业面临日益严峻的节能降耗压力，特别是GB 16780-2021 水泥单位产品能源消耗限额标准的出台，促进了各水泥生产企业利用停机时间对生产设备进行节能降耗升级改造。在水泥生产过程中，粉磨系统电耗占全部生产用电的 60%70%，因此，进行粉磨系统改造、降低粉磨系统电耗是水泥生产企业节能降耗的主要目标之一。立磨终粉磨系统具有工艺流程简单、占地面积小、操作维护简单等优点，是水泥生产企业常用的成品制备粉磨系统。其中，立磨是粉磨系统运行的主要设备，集研磨、选粉、烘干等功能于一体，也是节能降耗改造的重点设备。某水泥厂有两台型号相同的国产水泥立磨，磨盘直径4.6m，配置2个主动磨辊和2个辅助磨辊，装机功率3 150kW，水泥立磨系统配置见表1。自投产以来，立磨稳定性差、振动大，频繁出现振动跳停情况，运转率和台时产量低，电耗高，严重影响了水泥生产。一段时期的统计结果显示，两台水泥立磨平均产量均为90t/h左右，1号水泥立磨主机电耗20.59kWh/t，2号水泥立磨主机电耗22.95kWh/t，虽已多次对这2台磨机进行过调整，但立磨稳定性较差的问题一直未得到妥善解决，提产降耗收效甚微。2020年，该水泥厂采用天津水泥工业设计研究院有限公司（以下简称“天津水泥院”）新型研磨区技术，对两台水泥立磨进行了局部结构升级改造，改变物料在立磨磨盘上的流速及运动轨迹，加宽立磨有效研磨区，在提升立磨稳定性的基础上，提高了设备运转率，提产降耗效果明显。改造后，在相同水泥配比和成品细度情况下，1号水泥立磨提产38%，系统电耗下降3.0kWh/t；2号水泥立磨提产22%，系统电耗下降2.6kWh/t。2立磨工作原理和问题分析立磨是利用料床粉碎原理进行物料研磨的设备，料床主要由磨辊、磨盘及磨盘上的物料组成。立磨工作时，一方面，磨辊直接施压在物料上，对物料进行挤压粉碎，另一方面，磨盘回转产生离心加速度，使磨盘上受磨辊挤压的物料颗粒间形成运动速度差，受剪切力而粉碎。料床挤压和剪切粉碎相结合，最终达到产品粒径要求。假想立磨料床工作时，物料颗粒间存在“摩擦系数”，若物料颗粒受挤压和剪切力小，则摩擦系数较小，磨辊和物料间会出现打滑现象，料床厚度波动大、薄厚不均，磨机振动大，产量低，电耗高1。如何提高摩擦系数，成为解决立磨频繁振动、提产降耗的关键，常用的方法有增加磨内挡料圈高度和“向料床喷水”两种，但这两种方法均存在缺陷。虽然增加挡料圈高度会提高立磨稳定性，但同时也会导致料system was reduced by 3 kWh/t.The output of No.2 mill is 22%,and the power consumption of thesystem is reduced by 2.6 kWh/t.Key words:vertical roller mill grinding area;friction coefficient;meshing pattern;online welding表1水泥立磨系统配置立磨选粉机收尘器系统风机磨盘直径，mm主辊直径，mm主辊宽度，mm额定功率，kW转子直径，mm额定功率，kW处理风量，m3/h风量，m3/h全压，Pa额定功率，kW4 6002 3607503 1504 00025040 300410 0007 7001 250装备技术CEMENT TECHNOLOGY 2023/444层加厚、电耗升高。如果向料床喷水过多或喷水位置不当，则易引起水泥的早期水化反应，从而影响水泥性能。通过该水泥厂的现场测量和标定数据可知，水泥立磨磨辊有效研磨区宽度为140mm，仅占全部辊宽的20%。磨辊有效研磨区宽度窄，立磨工作时，物料受压面积小，料床上的物料在磨辊施压粉碎前急速跑离；物料在受剪切粉碎前，颗粒间难以形成速度差，产生的剪切力小，物料间摩擦系数小。另外，立磨主电机消耗功率较低，额定功率为3 150kW，实际消耗功率1m，无法保证物料正常落在磨盘中心，易产生边缘效应，使一些物料未经磨辊粉磨就直接甩离磨盘；不但影响粉磨效率，还会增加磨内通风阻力。本次改造延长了直段下料管，使其距磨盘高度缩短为500mm，同时，相应延长了喂料溜管，使其插入至直段下料管内。3.3导风环改造原导风环水平方向夹角角度较小，不仅影响风环处阻力和带料能力，还会使一些成品物料再次被吹回磨盘，破坏料床稳定，本次改造对原导风环角度进行了调整。3.4回转下料器改造原水泥立磨喂料采用回转下料器，易产生磨损，影响锁风效果，造成磨内通风量不足。本次改造将回转下料器改为立式锁风给料器，该设备利用料位进行锁风，使用变频电机，根据进料量实现自动调速，使立磨壳体内保持合适料位。4改造效果该水泥厂利用生产淡季，完成了对两台水泥立磨磨盘磨辊研磨区、下料管、导风环及喂料装置的改造，每台磨机的改造周期约为20d，改造效果显著。4.1立磨振动值降低本次改造在不增加磨内喷水的前提下，两台立磨均由频繁跳停转变为平稳运行，水平和垂直方向振动值均下降至1.5mm/s以内。改造前后立磨振动趋势对比见图1。4.2磨辊有效研磨区加宽改造前，两台立磨磨辊的有效研磨区宽度仅为辊宽的20%，改造后，运转1 000h后测量，磨辊有效研磨区宽度为260mm，占辊宽的35%，有效加宽了研磨区宽度，达到了预期改造效果。加宽研磨区后，不仅提升了立磨稳定性，实现了提产增效，还有效延长了辊套衬板耐磨件的使用寿命。4.3立磨提产降耗改造前，1 号水泥立磨磨辊加载压力最高9.0MPa，主机消耗功率约1 850kW；2号水泥立磨磨辊加载压力最高8.5MPa，主机消耗功率约2 000kW。改造后，1号水泥立磨加载压力为11.0MPa，主机消装备技术2023年第4期45耗功率约2 400kW，增幅30%，2号水泥立磨加载压力为11.0MPa，主机消耗功率2 300kW，增幅15%。1号水泥立磨在熟料占比73%时，改造前后成品细度折算到相同成品细度下，产量由改造前的90t/h 上升至 125t/h，增幅 38%，主机电耗由 20.59kWh/t下降至19.38kWh/t，风机电耗由6.75kWh/t下降至6.12kWh/t，系统电耗合计下降3.0kWh/t。2号水泥立磨在熟料占比87%时，改造前后成品细度折算到相同细度下，产量由改造前的90t/h上升至110t/h，增幅22%，主机电耗由22.95kWh/t下降至20.7kWh/t，风机电耗由6.2kWh/t下降至5.6kWh/t，系统电耗合计下降2.6kWh/t。两台水泥立磨改造前后产量和电耗对比见表2。5结语（1）本次对国产水泥立磨研磨区的改造，采用天津水泥院专利技术（ZL201420246816.8），在两台立磨上均取得了显著效果，有效解决了原立磨存在的稳定性差、产量低、主电机消耗功率低、有效研磨区宽度窄、能耗高的问题。（2）改造采用在线堆焊的方式，改变了磨盘衬板和磨辊辊套的外形，改造周期短，投资回报率高。（3）本次改造项目为解决水泥立磨运行稳定性问题及提高物料摩擦系数，提供了新的解决思路，也为水泥行业节能降耗做出了贡献。参考文献：1 胡泽武，胡其军，高明，等.立磨水泥终粉磨喷水研究J.水泥工程，2022，（4）:17-21.2彭凌云，赵海洋，刘金磊.TRM辊磨粉磨抗硫酸盐水泥的应用J.水泥技术,2022，（4）:34-39.3王仲春.水泥工业粉磨工艺技术M.北京：中国建材工业出版社，1998.表2两台水泥立磨改造前后产量和电耗对比项目1号水泥立磨2号水泥立磨改造前改造后改造前改造后熟料比例，%73738787产量，t/h9012590110比表面积，m2/kg385385384384主机电耗，kWh/t20.5919.3822.9520.70风机电耗，kWh/t6.756.126.205.60系统电耗，kWh/t30.0427.0330.7528.10a 改造前图1改造前后立磨振动趋势对比b 改造后装备技术CEMENT TECHNOLOGY 2023/446