水泥联合粉磨系统的节能技术

水泥联合粉磨系统的节能技术

黄静、黄可、冯军伟

枣庄中联水泥有限公司,山东省枣庄市277000

摘要：在水泥生产过程中，粉磨消耗的电力约为65%。提高水泥厂的工作效率，降低能耗，是目前各大水泥厂节能减排的首要目的。本文对水泥联合粉磨系统的节能优越性进行了深入的剖析，采用了陶瓷磨料工艺代替了系统中的钢珠，并利用勃氏透气仪和负压筛法对其进行了相应的检测。经实践证明，采用陶瓷磨料代替钢珠和降低磨机钢珠的加载量都能降低工艺能耗。此外，在新建水泥生产线中，选择轧机和碾磨机时，应选用轧机与磨机的功率比为0.7。

关键词：水泥；粉磨系统；节能技术

引言

在水泥生产中，粉磨是其中的一个重要环节，它的能耗是最大的，占到了整个水泥生产的65%。因此，提高水泥厂的工作效率，降低电力消耗，是水泥厂节能的关键。陶瓷球密度低，质量轻，强度高，密度仅为钢珠的二分之一。在同样的填充率下，磨机负载明显减小，从而降低了磨机的工作电流，从而降低了功率消耗。这表明，在同样的充填速率下，采用陶瓷材料可以有效地节约电能，而降低负载也能达到同样的效果。下面，对 TL公司生产的钢球进行了更换，并对其节能措施进行了分析，并对其与轧机的配合进行了探讨。

1实验方法

公司采用水泥磨主机功率为3550kW和2×1200 kW的辊压机和2台高铬钢球。通过对一条生产线上的钢珠更换为陶瓷磨料，对2条生产线上的钢球加料进行了试验和分析。一条生产线的具体改装是：一仓的隔仓板向后移动1.25米，长度为3.75米，并对一仓的钢球进行了调整；把二号仓的有效长度减至8.75米，用陶瓷球代替钢珠。二条生产线一、二仓的有效长度为2.5米，而二仓为10米，而钢珠的装载则从220吨降至177吨。

2改造实际效果

一条生产线以 P. O42.5等级的水泥为主，用陶瓷磨料代替钢珠，连续生产约6个月。

2.1水泥的生产品质

用陶瓷磨料代替后，其各项性能指标没有明显的改变，强度满足有关规范要求。水泥的表面积和筛余量没有明显的改变，稠度的需水量变化都在正常范围之内，满足规范的要求；水泥的3天、28天的强度达到了规范的要求。

2.2台产的生产影响

替代后， PO42.5水泥产量下降，但因其密度较低，磨床产量下降，且平均下降15%。

2.3对水泥单位的能耗影响

用陶瓷磨料代替钢珠后，水泥磨工艺的能耗下降了25 kWh/t，平均能耗28.0 kWh/t，从而说明了该工艺的能耗高于相应的32 kWh/t。

3降低装载量的效果

二条生产线的标准钢球负荷为220吨，经过改造后降低到177吨，2条生产线也是生产 P. O42.5,6个月的低负荷生产。

3.1水泥的生产品质

在降低钢球负荷后，混凝土各项性能指标没有发生明显的改变，强度可以满足有关要求。水泥的表面积和筛余量无显著差异，稠度需水量的变化均在正常范围之内，满足规范的要求；水泥3、28天的强度分别为26.7 MPa、50.3 MPa，达到了设计指标。

3.2台产的生产影响

在降低了钢球的负荷后，台产的平均产量达到了246吨/小时，与1号线的粉磨机产量相当。结果表明：钢珠具有高的磨削性能，降低钢珠的装载量可以保证高的生产效率。

3.3对水泥单位的能耗影响

在降低了钢球的负荷后，2条生产线的能耗达到29.2 kWh/t，大大超过了同行业的先进水平。

4节能降耗分析

4.1主机的电耗分析

采用了两种方式：一是用陶瓷磨料代替钢珠，二是降低了钢珠的装载。试验结果显示，该工艺的能耗比常规负荷低得多，表1为两种工艺的能耗。

表1主机电耗的状态

表1的计算结果表明：两种方法都能降低磨机和机电消耗，两者的能耗都降低到10 kWh/t，降低率为18%。两种改进方案均提高了轧机的功率，提高了约8 kWh/t，提高了11%。一号线在改造前的辅助机械装置的耗电量为5.5 kWh/t，改造后为5.9 kWh/t，两者差别不大；二条生产线在降低负荷后，其辅助机械装置的能耗达到6.9 kWh/t，并未对改造之前的主要装置进行统计。从这一点可以看出，辅助设备所产生的电力消耗，在生产中所占比例相对较低。改造后，由于磨机本体电耗降低，磨辊和轧机都得到了有效的改善和优化，从而降低了电力消耗。

4.2辊压机与磨机的做功情况

轧辊和磨机的能耗约为19 kWh/t/t，约为工艺能耗的70%。在一号线用陶瓷磨料代替钢珠后，轧辊和磨机的作功比例提高至0.7；二条生产线加料后，轧辊和磨床的作功比例维持在0.7以上。辊压机能使材料的粒径减小，使其变成更细的粉末。同时，可以在被挤压的材料中形成晶格状裂缝，从而提高材料本身的耐磨性。在粉磨的全过程中，辊式磨床是最关键的一种，它直接关系到粉磨系统的各项技术性能。球磨机内部的磨块是为了更好的对应材料进行挤压、研磨，其主要工艺是使点与点之间有一定的接触，但是做功效率很低，而辊压机采用平面和平面的接触方式，所以它的作功效率比较高。结果表明：采用滚筒压力机的工作效率是球磨机的2倍，采用陶瓷球代替钢球，这样不仅能够有效的对钢球的装载量进行降低，还能够使球磨机的做工减少，与此同时，能够提高轧机的工作性能，有利于系统的节能。

结束语

从以上分析可知，经过改造后的水泥都能满足原来的要求，而减少钢珠的装载量并没有明显地影响台产的产量，同时其能耗也高于同行业的先进水平。经分析，得出如下结论：(1)采用陶瓷研磨材料代替钢珠，降低了负载，降低了系统的能量消耗。(2)采用陶瓷磨料代替钢珠后，水泥生产量降低到217吨/小时，降低15%左右，能耗降低到2.5 kWh/t，节能效果明显。(3)降低钢珠装载量后，水泥产量约为246吨/小时，对台产量的影响不大，但电耗降低到29 kWh/t，最低达到27.4 kWh/t，比现行国家标准有显著提高。(4)采用减小负载和用陶瓷材料代替钢珠的方式，可以使轧机和磨机的作功发生变化，使作功率大于0.7，从而降低了工艺能耗。(5)通过降低载荷和用陶瓷磨料代替钢珠，结果表明：联合粉碎系统中的辊压装置布置较小，轧辊与磨床之间的匹配存在着优化的余地。

参考文献：

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