水泥粉磨系统除尘工艺的改进及计算模板.doc

水泥粉磨系统除尘工艺改善及计算
王青
(白鳍豚水泥，安徽 安庆 246005)
中图分类号：TQ172.688.3 文件标识码：B 文章编号：1002－9877()05－0021－02
　　我企业3号水泥粉磨系统原采取Φ2.2m×7.0m球磨机和Φ4.0m高效螺桨离心式选粉机组成闭路粉磨工艺。配料库底采取正压布袋除尘器，磨尾采取SZD1600/2旋风静电组合式除尘器收尘。
1 原系统存在问题及分析
　　1)风机风叶和壳体直接收到含尘气体冲刷，磨损十分严重。平均每个月更换1次风机风叶，2个月更换1次风机外壳，维修费用极大。
　　2)当物料综合水分稍大时风机风叶极易积灰，破坏风叶平衡，风机猛烈震动，收尘效果急剧下降，必需停机人工清理(每班8h最少要清理2次)，除尘器有效运转率极低，且维护劳动强度高。
　　3)人工1次清灰时全部物料集中在1次全部进入球磨机，造成磨内物料量忽然增加，引发饱磨，同时磨尾提升机因为负荷忽然变大，电动机电流急剧升高，数次被卡停。在除尘器清灰前不得不停止库底配料，造成球磨机不能连续均匀喂料。
　　4)原磨尾电除尘器陈旧老化，极板变形，造成极距改变，收尘效率极低，气体排放浓度严重超标。
2 技术改造方案及计算
　　1999年初，企业采取辊压机及高效筛分磨技术改造原粉磨工艺，同时在系统除尘设计中选择1台FGM64－5气箱脉冲袋除尘器替换了原磨尾及库底除尘器。依据除尘器相关参数(如表1)，并结合改造后工艺系统进行理论计算。
 表1 气箱脉冲袋除尘器相关参数
2.1 风量计算
　　1)球磨机所需风量
　　依据资料[1]，并结合本企业Φ1.83m×6.4m高效筛分水泥磨生产经验，取磨内风速为0.5m/s，则：Q磨=0.785×Di2×(1－ψ)×w磨×3600
　　=0.785×2.12×（1－0.3）×0.5×3600=4362(m3／h)
式中：Q磨——磨机所需风量，m3／h；
　　  Di——磨机有效内径，m；
      ψ——磨内研磨体填充率，此磨机为30％。
　　2)库底配料除尘所需风量
　　仍使用原库底配料Φ500mm除尘主风管，从库底延长至磨尾风管处，所以处风管为水平部署，故取管道内气体风速为18m/s[2]，则：
　　Q配=0.785××w主×3600=0.785×0.52×18×3600=12717(m3/h)
式中：Q配——库底配料除尘所需风量，m3／h；
    D2——风管内径，m。
　　整个除尘系统均由密封管道连接而成，密封性能很好，取漏风系数为1.1；则整个系统所需风量为：
    Q总=（Q磨＋Q配）×1.1=（4362＋12717）×1.1=18787(m3／h)
2.2 风压计算
2.2.1 沿程摩擦阻力

　　从除尘器进风口至库底配料主风管总长为100m，此段风管为水平部署,则沿程摩擦阻力为：
　　H摩=λ×(l÷d)×（w2÷2）×ρ
　　=0.024×（100÷0.5）×（182÷2）×1.24=0.96(kPa)
　　H摩——摩擦阻力，kPa；
　　ρ——50℃下干气体密度，kg/m3;
    λ——摩擦阻力系数，取0.024；
　　l——风管总长度，m；
　　w——气体在管道内流速，m/s。
2.2.2 局部阻力
　　1)配料秤支风管入主风管:
　　K=1－（F1÷F2）2=1－（0.07065÷0.19625）2=0.87
　　h单=K×÷2)×ρ
　　=0.87×(7.12÷2)×1.24=0.027(kPa)
　　配料秤共7台，且每台配料秤收尘风管部署形式相同，故在7台秤全部运行情况下，此处局部阻力和为：h秤=7×h单=7×0.027=0.189(kPa)
式中：K——局部阻力系数；
　　F1——配料秤支风管截面积，m2；
　　F2——库底主风管截面积，m2；
    w支——配料秤支风管内流速，m/s；
    h单——单台配料秤支风管局部阻力，kPa；
    h秤——配料秤局部阻力和，kPa。
　　计算结果为每台支风管内风速为7.1m/s，在设计中，配料秤落料点处吸尘罩口断面为02m2，换算得吸尘罩口断面风速为2.5m/s，完全能够确保该处收尘效果[2]。
　　2)Φ2.2m×7.0m球磨机局部阻力h磨为0.25kPa（磨机在正常工况下磨尾负压表读数）；
　　3)磨机出风管、库底主风管和除尘器进风管交叉汇流处局部阻力：h汇=K×(w2÷2)×ρ
　　=1.5×(182÷2)×1.24=0.30(kPa)
式中：h汇——磨机出风管、库底主风管和除尘器进风管交叉汇流处局部阻力，kPa；
    K——局部阻力系数，取1.5；
　　w——库底主风管流速,m/s；
　　ρ——50℃下干气体密度，kg/m3。
　　4)除尘器本身阻力h除为1.7kPa；
　　风机风压：
　　H总>（H摩＋h秤＋h磨＋h汇＋h除）×δ=(0.96＋0.189＋0.25＋0.3＋1.7)×1.1=3.74(kPa)
    式中：H总——风机全压，4.17～4.028kPa;
    δ——阻力损失系数，取1.1。
    经过以上计算，FGM64－5气箱脉冲除尘器风量、风压均满足要求。正常生产中，7台配料秤只需开3～4台，其它做为备用，风阀关闭，所以该系统还有一定富裕量。
3 改造后使用情况
　　自1999年4月实施该方案以来，FGM64－5气箱脉冲除尘器工作正常，除尘器和主机设备同时有效运转率为100％，滤袋破损率极低，各收尘点无扬尘。生产实践证实，该改造方案是切实可行。
　　为了深入验证风管内风速是否适宜(关键是预防风速过高，大颗粒物料进入成品库)，我们在FGM64－5除尘器5个室轮番喷吹时各取喷吹下物料测008mm方孔筛筛余，结果如表2。
　　表2除尘器各室轮番喷吹时各室物料筛余％
　　从表2看出，管道内风速适宜，除尘回灰并不影响水泥质量，反而增加了成品水泥中微粉含量，有利于水泥早期强度发挥。
4 经济效益分析
　　1)原更换风叶每只为1200元，壳体每套为850元，则整年共需维修费用19500元。改造后，从现在生产情况看，FGM除尘器整年维修费用只需更换10条滤袋，滤袋每条40元，即整年维修费用只需400元，比改造前降低1.91万元。
    2)取消了原库底配料除尘及输送设备，简化了工艺步骤。
　　3)单位产品收尘电耗比较见表3。
　　表3 单位产品收尘电耗
　　由表3可见，改造后理论单位产品除尘电耗和改造前相比大致相当。
参考文件：
[1]汪澜.水泥工程师手册[M].北京：中国建材工业出版社，1998
[2]武汉工业大学,等.水泥生产机械设备[M].北京：中国建筑工业出版社，1981，286
(编辑  王承敏)