技术 | ф3.8m×13m闭路粉磨系统节能改造

前言

01

粉磨系统基本情况

#1水泥粉磨系统主要磨制P·O42.5R水泥。熟料由本厂窑系统提供，少量外购；石膏为脱硫石膏，石灰石和其他混合材均为外购。水泥原料情况及配比见表1，系统技改前后的主要设备配置见表2，工艺流程见图1，2，系统产量和电耗见表3。

表1 水泥原料情况及配比(％)

表2 系统技改前后的主要设备一览

图1 原粉磨系统工艺流程

图2 技改后的粉磨系统工艺流程

表3 系统节能技改前后的的运行指标对比

02

技改方案及系统运行后效果

2.1 技改方案的描述

该水泥磨系统技改工程采用高效节能、技术先进的辊压机预粉磨系统，在原#1球磨机系统前增加1套HFCG180-160辊压机+HFV4500气流分级机+HFX-4500-SN高效选粉机组成的闭路预粉磨系统，辊压机挤压产生的细粉通过下进风高效选粉机的分选，使得入球磨机的半成品细粉能有效控制在0.2mm以下，比表面积可达到240～260m2/kg以上。

原有ф3.8m×13m球磨机闭路系统更改为开路系统工艺生产，球磨机内部需进行高效筛分磨改造，原磨尾提升机提升能力足够，不需更换；原球磨机高效选粉机保留作为水泥冷却器使用(夏天成品水泥温度较高时，可作为水泥降温使用)，充分利用了原有设施，降低了投资成本，提高了水泥性能；原选粉机配套的袋收尘器PPCA128-2×7保留使用(可供球磨机磨内通风以及水泥冷却收尘使用)；原收尘器配套主风机需进行改造，电机功率降低至90kW。

工艺流程为：按一定比例配好的熟料、脱硫石膏及混合材等通过皮带机输送到新建辊压机系统内，经过辊压机挤压后的物料经提升机喂入气流分级机内，经分选后的粗粉返回辊压机稳流称重仓，称重仓内物料经辊压机再次挤压后，通过提升机再喂入气流分级机进料口，经气流分级机分选的细粉随气流进入高效选粉机内，经选粉机二次分选，粗粉返回辊压机称重仓再次挤压，细粉随气流进入旋风筒收集后作为半成品，由空气输送斜槽输送至球磨机进料口。出旋风筒的含尘气体通过循环风机排出后，大部分作为循环风返回气流分级机内再次参与选粉，其余的含尘气流放风至一台新增的袋式收尘器内，收下的粉尘也送入球磨机。

2.2 粉磨系统的细节优化

粉磨设计过程中通过专业的流场软件对系统主要管道进行流场模拟后再优化设计，使得工艺流程简化，主机设备参数配置更准确化，系统更优化，有利于降低系统粉磨电耗，图3和图4是优化前后管道压力分布及流场流线图。从图3和图4，可以明显看出优化后管道内风路相对平稳，不存在剧烈过渡，正负压分布压力梯度最小，进出口压损整体较低。在设计过程中采用专业软件对管道进行模拟后，系统更加优化，有效降低系统的阻力。

图3 优化前管道压力分布及流场流线图

图4 优化后管道压力分布及流场流线图

2.3 技改后系统运行效果

(1)系统技改后，节电效果显著、经济效益显著。采用1套HFCG180-160辊压机预粉磨系统联合原#1球磨机ф3.8m×13m形成联合粉磨系统，技改后#1水泥磨系统台产提高到平均192.0t/h，水泥粉磨工序电耗从技改前的平均45.0kWh/t，降低到平均29.2kWh/t，吨水泥平均节电约15.8kWh/t，单套水泥磨系统产能按照120.0万t/年计算，年节电量约1896.0万kWh/年，节电效果显著，年节电量约1896.0万kWh/年，折合标煤量约2332.1t/年，同时相应减少了发电企业的相应污染物的排放，环境效应可观。按照当地平均电价0.55元，kWh计算，年节约电费约1042.8万元，经济效益可观。水泥粉磨系统技改后，节能减排效果显著，被肇庆市经信局列为“工业与信息化发展专项资金(企业转型升级方向)”中的“水泥粉磨系统节能技术改造示范项目”。

(2)充分利用原有设施对开路磨水泥进行降温，节约投资，并提高了水泥性能。针对开路磨水泥温度高的问题，充分利用原有设施，将原球磨机系统的动选保留，选粉机粗粉改为入成品斜槽，磨尾出来的水泥分两路设计，水泥温度低时，直接送入成品斜槽，水泥温度高时，喂入动选内进行冷却，能够将水泥温度降低约12~15℃，成品水泥温度控制在110℃以内，生产出的水泥品质较之前闭路磨高，水泥标稠降低了约1%，水泥性能得到了改善。

(3)系统运行中控界面。由表3及图5可见，技改后“一拖一”联合粉磨系统实际运行考核值及粉磨系统电耗均优于合同指标，比合同要求指标还降低了9%，节电效果十分显著。技改后出磨水泥温度低、成品水泥的品质较之前优越，水泥标准稠度需水量降低约1%，早期和后期强度均有所提高。

图5 水泥磨系统技改后的中控界面（产量192.0t/h）

03

结语

该公司#1水泥磨3.8m×13m球磨机单闭路工艺系统通过新增一套高效节能的辊压机预粉磨系统进行节能技改后，台时产量大幅度提高，由原来的60~65t/h提高到平均192.0t/h，粉磨系统工序电耗由平均45kWh/t降低到平均29.2kWh/t， 节电效果显著；针对开路磨水泥温度高的问题，充分利用原有设施，有效控制了开路磨水泥温度，提高了水泥品质。技改后至今一年多，系统运行稳定，技术经济效益明显。