水泥联合粉磨系统辊压机功效提升技术改造.pdf

55中图分类号：TQ72.632 文献标识码：B 文章编号：008-0473(2023)05-0055-03 DOI编码：0.6008/ki.008-0473.2023.05.0水泥联合粉磨系统辊压机功效提升技术改造宋志玄 杨必朋 靳华东 秦 瑞（中国葛洲坝集团荆门水泥有限公司，湖北 荆门 448000）摘 要 在水泥联合粉磨系统中，辊压机运行的稳定性、挤压做功情况是影响系统产量、能耗的关键因素之一。在CLF170-100辊压机系统节能降耗改造中，针对辊压机运行中不稳定、做功效率低的问题，对辊压机液压系统、进料装置进行改造，实现提高产量、降低能耗的目的。关键词 节能降耗 辊压机 液压系统 进料装置0 引言国家“能源双控”、“双碳”政策的实施以及水泥单位产品能耗消耗限额新标准的发布，对水泥行业能耗提出了更高的要求，水泥企业需要通过技术改造，不断优化能源消费结构，降低能源消耗量。在水泥生产过程中，水泥粉磨过程电耗占比高达40%以上，降低粉磨过程电耗，对企业节能减排、降低成本、提高市场竞争力具有重要意义。料床粉碎是目前公认的最先进的粉磨技术，根据联合粉磨过程“多破少磨”原则和球磨机结构的成熟程度，提升辊压机功效的作用远大于挖掘球磨机潜能。1 辊压机系统的基本情况1.1 联合粉磨系统主机设备配置公司水泥粉磨生产线采用辊压机+球磨机的联合粉磨系统，设备参数见表1。1.2 影响辊压机挤压做功的因素在联合粉磨工艺系统中，辊压机主要起到预粉磨的作用，其做功能力直接影响系统产质量的上限。辊压机主体结构为两个相向转动的挤压辊，通过液压系统平衡辊缝，物料从两辊间喂入，随着空间的变化受到逐渐增大的作用力而被挤压破碎。影响辊压机挤压做功效率的因素主要有三方面：一是过饱和喂料，辊压机的挤压力主要源于物料与辊子之间的相互作用力，因此做功效率有效发挥的前提是有足够、连续、稳定的料柱进入两辊之间；二是减少边缘效应，即防止端面漏料；三是需要足够且稳定的工作压力，这需要液压系统高效、精准的运行。1.3 辊压机运行中存在的问题及原因分析（1）辊压机运行不稳定。辊压机改造前运行参数见表2。辊压机运行中辊缝、电流、压力波动2023年第5期 新世纪水泥导报 No.5 2023 Cement Guide for New Epoch 粉磨技术加，与第一阶段调试结果一致。采用新工艺辊磨功耗比设计为1.33，实际运行达到了1.95，“多破少磨”的节能效果更明显。3 结束语 经过两次调试试验验证了“二拖一+半终粉磨”工艺较原单辊单磨的半终粉磨生产工艺更具有优势，新工艺生产水泥较原工艺下降1 kWh/t，台产最高可达到330 t/h左右。台产虽然比两台磨同时运行时的产量降低4050 t/h，但是在市场低迷的环境下并未影响水泥销售保供，还可减少一条球磨机的频繁启停次数。因此自2023年5月起，AS基地基本采用新工艺进行水泥生产。采用新工艺生产时，2#磨入磨及出磨水泥细度均较粗，为调节入库水泥细度，需加大主排风机和选粉机转速，主排风机拉风大导致电耗增加明显，后续将进一步进行操作参数优化及研磨体级配调整，以实现水泥粉磨电耗的进一步降低。（收稿日期：2023-06-16）56表 主机设备参数表2 辊压机改造前运行参数大，严重时出现电机过流跳车，频繁开停机影响系统产质量、电耗。此外，操作员需频繁调整双进料闸板开度来控制电机电流，增加劳动强度。此外，系统运行不稳定，液压系统频繁动作，液压阀件易损坏，跑冒滴漏严重，影响设备运转及现场卫生。（2）辊压机做功效率未有效发挥。辊压机运行电流、功率仅为额定值的50%60%，辊压机做功能力未充分发挥，入磨物料细度偏粗，比表面积偏低，甚至出现跑粗现象，增加球磨机的负荷，导致工序台时产量偏低，电耗偏高。结合现场检查情况，对比分析运行参数，确定造成上述问题的主要原因为：（1）现有进料装置存在缺陷，不能保证辊压机过饱和喂料。受混合材、石膏物料种类变化影响，入辊压机系统物料中细颗粒及粉状物料偏多，物料离析严重，现有进料装置运行轨迹为翻板式，当物料粒度较细、进料开度较小时，流量调节板距离辊面较高，物料逸散于流量调节板背部区域且料床较松散，影响辊压机运行的稳定性。此外，当辊压机带料运行，动辊拉开，辊缝变大时，大量物料从延伸板与辊间溢出，致使辊压机挤压效果不理想，循环负荷较大，提升机及循环风机负荷大，无法形成有效的饱和料床。（2）现有液压及控制系统已使用较长时间，控制逻辑已不能满足物料变化需要，影响辊压机挤压效果。现有的辊压机液压系统工作方式为恒辊缝控制，辊压机系统纠偏效果不理想，液压系统压力输出不稳定，且压力追踪不够灵敏，工作压力不能实现中控控制，不能根据物料变化及时调整工作压力，导致对物料的挤压效果差。2 改造方案及实施针对辊压机存在的上述问题及原因，公司实施了相应的改造方案。2.1 辊压机进料装置改造将原辊压机进料装置更换为DHS弧形进料装置（见图1所示），流量调节板运行轨迹为沿辊面弧形作等距移动，确保辊压机在任一咬入角位置，物料均能填满辊压机挤压腔，形成稳定的料柱，物料不溢散，从而能保证辊压机的料床稳定1。采用新型喂料管延伸板+侧挡板结构，实现双层双作用密封，有效阻止端面漏料，降低辊子端面磨损的风险。此外，更换进料装置驱动方式，增加开度反馈，操作更为灵活、准确。2.2 辊压机液压系统及控制系统改造将液压系统油站、阀件、氮气囊重新更换，控制系统更换为SPC控制系统（见图2所示）。该控制系统采用西门子PLC控制技术，全系统集成了多个检测单元和控制元件，控制系统放在主控柜中，OS界面采用与该控制系统相配套触摸屏，辊压机各种辅助设备启、停信号，数据检测，控制逻辑运算，设备运行保护等都受主控柜检测及控制2，控制更智能化，人机交互界面更直观，适应性更强，设备运行更稳定。SPC控制系统采用融合模糊控制，相比现有2023年第5期 No.5 2023 宋志玄，等：水泥联合粉磨系统辊压机功效提升技术改造 粉磨技术57变化来灵活控制辊压机的工作压力2（目前控制9.010.0 MPa）。增加氮气囊容积，由20 L改为24 L，增加液压系统缓冲能力，增加液压管路管径，提高纠偏反应灵敏度，增加对物料的适应性，改善辊压机运行稳定性。3 改造后效果改造前后辊压机运行电流变化趋势对比见图3所示，辊压机改造后的运行参数见表3所示。技术中采用恒辊缝、恒压力控制的方案，能更好地保证辊压机的有效做功，能在合理范围内实现自适应调节和压力的稳定输出，从而提高物料的挤压效果。中控操作人员能实时根据工艺系统的图2 SPC控制系统界面图改造前电流趋势图改造后电流趋势图图3 改造前后中控电流趋势对比图（1）辊压机运行稳定性改善。改造后辊压机整体运行更加稳定，因电流过流及辊缝差过大跳车情况基本消除，纠偏方式更加灵敏，工作辊缝稳定在30 mm5 mm左右，两辊辊缝差4 mm，工作压力稳定在10 MPa1 MPa，两辊压力偏差小于1 MPa，且可以实现中控调节。2023年第5期 新世纪水泥导报 No.5 2023 Cement Guide for New Epoch 粉磨技术原有杠杆式进料装置 DHS弧形进料装置图 进料装置对比图 表3 辊压机改造后的运行参数（2）辊压机做功能力改善、改造后，辊压机运行更加稳定，避免频繁纠偏，减少了无用功，工作压力增加至10 MPa，辊压机电流及运行功率提高约20%，台时产量增加约10 t/h。（3）系统运行电耗降低。吨水泥电耗下降约0.8 kWh/t，年节约用电约80万kWh，年节约电费近50万元，取得了良好的经济收益和社会效益。参考文献1 成都九泰科技有限公司.辊压机集成液压调节控制系统：CN201911135660.XP.2019-11-17.2 张能,魏洪广,项明涛,等.联合粉磨工艺之辊压机系统的优 化升级J.新世纪水泥导报,2022(1):73-76.（收稿日期：2023-06-29）