4500t_d水泥熟料生产线原料粉磨系统改造方案设计与实践.pdf

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500500t/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/dt/d水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线水泥熟料生产线原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案原料粉磨系统改造方案设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践设计与实践鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会鞠召会，张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏张良宏，邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青邵青，杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春杨春，侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋侯国锋摘要：某4 500t/d水泥熟料生产线配套中卸磨原料粉磨系统，随着生产能力的不断提高，粉磨系统产量低、电耗高、主机设备故障率高、设备维修费用高等问题逐渐凸显。提出了将中卸磨系统更换为TRP220-160辊压机终粉磨系统，并配套使用高效组合式选粉机和22 240kW永磁电机的系统改造方案。从主机设备工艺布置设计，润滑油站、液压站工艺布置设计，控制系统设计和辊压机后期检修维护设计等方面重点介绍了辊压机终粉磨系统改造工艺设计特点。实践应用后，原料粉磨系统产量提高了101121t/h，电耗降低了8.29.2kWh/t。关键词：辊压机；设备选型；组合式选粉机；工艺布置中图分类号：TQ172.632.5 文献标识码：B 文章编号：1001-6171（2023）05-0018-06DOI：10.19698/ki.1001-6171.20235018通讯地址：天津水泥工业设计研究院有限公司，天津 300400；收稿日期：2023-04-03；编辑：孙 娟Design and Application of Raw Material Grindings Technical Transformation Schemein a 4 500t/d Clinker Production LineJU Zhaohui,ZHANG Lianghong,SHAO Qing,YANG Chun,HOU Guofeng（Tianjin Cement Industry Design&Research Institute Co.,Ltd.,Tianjin 300400,China）Abstract:The raw material grinding system adopted the middle discharge grinding system in a 4 500t/dCement Clinker Production Line.With the continuous improvement of clinker production capacity,theproblems of low output,high power consumption,high failure rate of main equipment and highmaintenance cost of equipment were gradually highlighted.Therefore,it is proposed to replace themiddle unloading grinding system with the roller press(TRP220-160)final grinding system,andsupporting the use of efficient combined separator and 22 240kW permanent magnet motor systemtransformation scheme.The process design features of the final grinding system of the roller press are粉磨技术CEMENT TECHNOLOGY 2023/518introduced from the aspects of the process layout design of the main equipment,the equipment layoutdesign of the lubricating oil station and the hydraulic station,the design of the control system and themaintenance design of the roller press in the later period.After practical application,the production ofthe raw material grinding system is increased by 101121t/h,and the power consumption is reducedby 8.29.2kWh/t.Key words:roller press;equipmentselection;combined separator;process layout1项目概况平邑中联4 500t/d熟料生产线于2012年投产，原料粉磨系统采用两套4.6m+（10+3.5）m中卸磨系统。随着生产线生产能力的不断提高，原料粉磨系统难以满足生产需求，存在系统产量低（200210t/h）、电耗高（2122kWh/t）、设备老化、故障率高、运行效率低、备品备件采购及设备维修费用高等问题。为解决上述问题，平邑中联拟对现有原料粉磨系统进行全面升级改造，以达到系统产量500t/h，系统电耗12.5kWh/t，设备可靠性、稳定性大幅提升，备品备件采购及设备维修费用大幅降低的改造目标。2改造方案及工艺设计拆除原有中卸磨系统，安装TRP220-160辊压机终粉磨系统，配套功率22 240kW永磁电机；拆除原有动态选粉机、风机等设备，其中，动态选粉机改用阻力小、运行稳定、便于调节的组合式选粉机；同步优化升级其他配套辅机设备。2.1设备选型2.1.1辊压机选型该项目采用的TRP220-160辊压机由天津水泥工业设计研究院有限公司（简称“天津水泥院”）自主研发设计生产，是目前国内应用于原料粉磨系统规格最大的辊压机。与原有的中卸磨系统相比，TRP220-160辊压机终粉磨系统设备运行更可靠，物料适用性更强，粉磨效率更高，电耗更低。TRP220-160辊压机的主要优点如下：（1）应用计算机力学计算及数值模拟平台，设备更可靠，结构更合理。（2）采用高承载力的四列圆柱滚子轴承及可快速拆换的滑键组件结构。（3）采用天津水泥院自主研发的STRS2材料（HRC4550）辊套，辊套使用寿命提升。（4）辊压机正常工作压力10MPa，对应投影压力4 500kN/m2；最大工作压力16MPa，对应投影压力7 000kN/m2。（5）液压系统采用辊缝优先的控制方案，可自动纠偏；辊缝及液压系统压力均可灵活调整。2.1.2选粉机选型该项目采用的TASr-540组合式选粉机也是由天津水泥院自主研发设计生产，该机型将高效动态选粉机与静态选粉机组合为一体，结构紧凑，重量轻，运行阻力低，使用成本低。组合式选粉机与辊压机配合使用，广泛用于新建或改造的原料粉磨系统中。组合式选粉机由驱动系统、回转系统、壳体、干油润滑系统等组成。按工作原理的不同，组合式选粉机可分为高效动态选粉部分和静态选粉部分（又称V型选粉机部分），两部分靠膨胀节连接。物料经辊压机粉磨后，由提升机送至V型选粉机喂料口，并进入V型选粉机内部，此部分没有任何运动，所以称为静态选粉部分。V型选粉机内部有两组朝向相反的阶梯式分布钢板，板与板之间的区域为分选通道。物料在下落过程中，受阶梯板的逐层冲击，逐步松散，大颗粒物料落入V型选粉机下方，从出口排出，小颗粒物料随气流穿过选粉通道，进入动态选粉机笼形转子与导流叶片之间的选粉区域，进行风选。组合式选粉机的主要优点如下：粉磨技术2023年第5期19（1）流体通道设计更优，运用流体软件对气流走向进行分析，使选粉机壳体不同部位的气流速度均达到最佳。（2）结构设计更优，采用膨胀节连接V型选粉机与动态选粉机，充分考虑了温度变化带来的壳体伸缩变化，同时，便于设备模块化安装，且运行过程中，V型选粉机与动态选粉机不会产生振动干扰。（3）烘干能力强，可满足高水分原料烘干要求。（4）易于控制动态选粉机笼形转子与壳体间的间隙和密封方式，有效控制R200m筛筛余，改善生料易烧性。2.2工艺设计原料粉磨系统工艺设计应注重整体布置，兼顾厂区美观。在经济合理的前提下，粉磨车间布置应尽可能地利用原有设施，以降低投资。本项目采用TRP220-160辊压机终粉磨系统替换原有的2套中卸磨系统，其中，1号中卸磨系统拆除，并在1号中卸磨系统位置安装辊压机终粉磨系统；2号中卸磨系统保留（另作他用）。2.2.1原料粉磨系统工艺流程原料调配库的物料经计量后，通过胶带输送机输送至原料粉磨车间的中间仓，与来自组合式选粉机的粗颗粒物料一起，进入辊压机挤压；挤压后的物料由斗式提升机送入组合式选粉机的静态选粉区域进行选粉；分选后，细颗粒被风带入动态选粉区域，粗颗粒经斗式提升机送入中间仓，再次进入辊压机进行循环挤压。进入动态选粉区域的物料，经选粉后，细粉作为成品由旋风筒收集，经空气输送斜槽送入现有生料库储存；粗粉重新送至组合式选粉机静态选粉区域进行风选。系统热风来自原有窑尾高温风机，用作原料烘干。出循环风机的废气，一部分作为循环风进入组合式选粉机，用于物料烘干和分选；另一部分进入原有窑尾袋收尘器，经净化后排入大气。原料粉磨系统工艺流程如图1所示。2.2.2主机设备工艺布置设计为进一步降低项目投资、缩短建设周期，在满足生产工艺要求的前提下，原料粉磨系统主机设备工艺布置应尽可能利用现有框架结构。经技术评审，决定拆除原有1号中卸磨系统框架内的设备，拆除原有28.000m平面以上的框架结构及原有（3-5）轴至（3-7）轴之间的框架结构，其他框架结构保留利旧。原有框架结构拆除示意如图2所示。图1原料粉磨系统工艺流程石灰石、砂岩、铁粉、炉渣、石灰石粉粉煤灰500t/h高温风机粉磨技术CEMENT TECHNOLOGY 2023/5图2原有框架结构拆除示意此部分框架和设备拆除此部分框架保留，设备拆除此部分框架和设备拆除20图3改造后的原料粉磨系统主机设备工艺平面布置窑尾袋收尘器辊压机循环风机旋风筒组合式选粉机高温风机粉磨技术2023年第5期原有的1号中卸磨拆除后，在中卸磨传动位置放置辊压机，并在中卸磨筒体的位置布置两层电力室；原有动态选粉机拆除后，放置组合式选粉机；原有循环风机拆除后，放置新的循环风机，利用原有风机基础；旋风筒布置在组合式选粉机的左侧，新加钢结构支撑，部分支撑设置在原有的框架上。改造后的原料粉磨系统主机设备工艺平面布置图和工艺立面布置图如图3、图4所示。实施以上改造方案后，原有的框架结构、设备基础及原有空间得到了充分利用，大幅减少了土建投资，缩短了建设周期。2.2.3润滑油站、液压站工艺布置设计润滑油站、液压站置于辊压机传动部分所在平台的下方，以保证润滑油站、液压站液压系统运转的稳定性，进而提高辊压机系统的可靠性。润滑油站油管及配套电缆也布置在辊压机传动部分所在平台的下方，以便于后期设备维护和检修，也利于保持现场环境的整洁、美观。2.2.4控制系统设计采用先进可靠的电气控制系统，以实现原料粉磨高效节能、生产稳定，并减少了现场操作人员。2.2.5辊压机后期检修维护设计辊压机所有设备设施设计时均设置检修平台和通道。此外，辊压机辊子（重量约120t）设计时设置吊运能力145t的检修行车，当辊子需要检修时，运输车可进入厂房，采用检修行车将辊子吊至运输车上，送去检修。在辊压机电机和减速机上方，设计采用可拆卸钢结构，需要检修时，可将钢结构拆除，吊走电机和减速机检修。2.2.6工艺设计特点（1）充分考虑新旧系统的衔接，调整优化工艺方案，优化废气风管气流走向，降低系统阻力；不断优化主机设备的布局，为系统产量及电耗达标提供保障。（2）充分考虑利用原有框架结构，原有框架大部分得到保留和利用，循环风机基础利用原有风机基础，减少了投资，缩短了工期。（3）辊压机配套使用2台2 240kW永磁电机，21图5辊压机配套永磁电机如图5所示，该永磁电机是目前国内配套辊压机系统的最大永磁电机。采用永磁电机，不仅可以使设备运行更加稳定，进一步降低系统故障率，而且永磁电机外形比普通电机小，占地面积小。3改造效果实施改造后，原料粉磨系统产量提高了101121t/h，电耗降低了8.29.2kWh/t，达到了预期技改指标要求。改造前后原料粉磨系统生产技术指标对比见表1，改造后的原料粉磨系统中控操作画面如图6所示。永磁电机永磁电机粉磨技术CEMENT TECHNOLOGY 2023/5表 1改造前后原料粉磨系统生产技术指标对比项目主机规格，m主机功率，kW系统产量，t/h系统电耗，kWh/t改造前（2套中卸磨系统）24.6+（10+3.5）3 5502（200210）2021改造后（1套辊压机终粉磨系统）TRP220-16022 24052111.8差值-2 620+（101121）-（8.29.2）图4改造后的原料粉磨系统主机设备工艺立面布置循环风机辊压机旋风筒组合式选粉机22图6改造后的原料粉磨系统中控操作画面粉磨技术2023年第5期水泥工程 杂志是由中国中材国际工程股份有限公司（南京）主办、面向国内外公开发行的水泥专业核心技术期刊。杂志主要设有“设计研究”、“生产技术”、“工艺装备”、“电气控制”、“计量检测”、“资源环保”、“智能管理”、“工程建设”、“混凝土工程”等栏目，进行专业报道水泥行业前瞻性的开发思路、研发成果和科研动态；专业报道各种规模新型干法水泥生产线的的设计、建设和生产经验；专业报道水泥行业及配套产业的新工艺、新装备、新控制、新技术的研发和应用。杂志定价：单期 20 元，全年 120 元（含邮费）。您可邮局订阅（邮发代码：28-240），也可网络订阅，或电话订阅（025-86835880，周慈）。银行帐号：4301021119100421934开户行：工行南京江宁经济开发区支行户名：江苏水泥工程杂志社地址：南京市江宁区将军大道106号邮编：211100E-mail：c-网址：www.c-水泥工程 杂志2024年征订启事1980年创刊双月15日出版邮发代号：28-240ISSN 1007-0389CN 32-1449/TU本次原料粉磨系统的改造，提升了粉磨装备工艺和智能化控制水平，大幅降低了系统电耗和生产成本，增加了经济效益，提升了企业综合竞争力。参考文献：1 胡必珍，范道荣.4.68.5+3.5m中卸式管磨原料粉磨系统的改造J.四川水泥，2017，（5）：2+6.2 谢小云，李太功，隋明洁，等.鹿泉金隅鼎鑫水泥有限公司1号生料粉磨系统改造方案J.水泥技术，2014，（2）：17-19.3 葛晓.生料辊压机替代中卸烘干磨改造方案选择J.中国水泥，2022，（10）：80-83.23