邹伟斌： 降低水泥粉磨系统电耗技术措施与案例分析

　　8月15日，“2019中国水泥智能化高峰论坛暨第十一届国际粉磨峰会”在南京隆重召开。此次会议由中国水泥网主办，基仕伯化学材料（中国）有限公司、中建材凯盛机器人（上海）有限公司、丹东东方测控技术股份有限公司共同协办，以“数字生产智慧工厂”为主题，吸引到水泥企业、技术专家、科研单位等600余人共聚一堂，全面梳理当前水泥工业技术成就，深入探讨水泥生产系统智能化未来。

　　中国水泥网高级顾问邹伟斌在本次大会上作了题为《降低水泥粉磨系统电耗的技术措施与案例分析》的报告，就水泥粉磨环节如何降低生产能耗同与会嘉宾进行了详细的交流。

　　邹伟斌表示，目前国内水泥行业粉磨系统分类众多，工艺参差不齐。从运行状况来看，一些水泥厂在粉磨系统细节优化方面存在不足是导致电耗偏高的重要原因。

　　据了解，国内配置高效率料床预粉磨设备运行的水泥粉磨系统，目前生产P.O42.5级水泥，系统粉磨电耗先进值已≤26kWh/t，少数系统粉磨电耗≤ 22 kWh/t ～24 kWh/t（应增大预粉磨能力），极个别在20kWh/t左右。

　　邹伟斌在报告中分别从配置辊压机预粉磨的系统、辊压机水泥终粉磨系统、外循环立磨预粉磨系统、管磨机系统技术特点与要求、高效成品选粉机的选择与选用等方面分享了节能降耗措施及相关案例。

　　配置辊压机预粉磨的系统

　　配置辊压机的预粉磨系统需要具备几大特点。1、可靠稳定的辊压机进料控制系统（应用双杠杆进料装置），四周料床必须受限，始终保持良好的挤压做功能力；2、顺畅的管道与风路，高效的料饼打散装置，良好的物料分散功能；3、均匀分散、有效分级、稳定收集；4、高效率的V选分级系统（分散与分级）；5、高效率的动态选粉机分级系统；6、与辊压机预粉磨系统相适应的管磨机磨内结构与研磨体级配；7、采用新型高效的联合（半终）粉磨工艺；8、高效率的磨尾成品选粉机分级系统。

　　配置辊压机的联合粉磨系统要提升粉末效率，需要大限度发挥辊压机的前端粉磨作用。下面是J公司采用“大型辊压机与小管磨机组合案例”。

　　J公司采用HFCG180-160辊压机（处理能力1050t/h、1600kW×2）+V型静态气流分级机+组合选粉机+Φ3.2m×13m开路管磨机（主电机功率1600kW）；生产P.C32.5R水泥，比表面积≥350m2/kg、系统产量200t/h、粉磨电耗23kWh/t；生产P.O42.5水泥，比表面积≥350m2/kg、系统产量175t/h、粉磨电耗26kWh/t。入磨物料比表面积≥280 ～ 300m2/kg，装机功率比3200kW/1600kW=2.0。

　　另外，材料特性对粉磨系统产质量与能耗有着明显的影响。影响因素包括物料的成分和晶体结构、物料的硬度和强度、物料的含水量及温度、物料的磨蚀性、物料的易碎性及易磨性等等。

　　材料特性对粉磨系统产质量与能耗的影响：

　　需要注意的私，C2S含量与熟料易磨性之间有着重要关系。根据国外试验数据资料显示：当控制相同的水泥成品比表面积350m2/kg时，熟料矿物组成中增加10%的C2S（或减少10%的C3S时）将会增加粉磨电耗5kWh/t。在缓慢升温及缓慢冷却制度下得到的C3S 结晶尺寸粗大（＞60μm）， C2S结晶致密，韧性增加，导致明显易磨性变差。熟料在慢冷条件下在1250℃时C3S分解出C2S 及二次f-CaO，C2S实际含量增加，不但强度降低，而且易磨性将明显变差（韧性增加），系统产量显著降低。

　　外循环立磨预粉磨系统

　　从粉磨设备发展和改进方面来看，外循环立磨应该是一个趋势。

　　HRM外循环立磨预粉磨应用案例：江苏明港水泥有限公司由江苏建材院设计的粉磨系统，采用HRM43.4Y预粉磨立磨+V型静态气流分级机+下进风动态选粉机 +Φ3.8m×13m开路管磨机（主电机功率：2500kW），设计产量：≥180t/h（现实际产量≥ 200t/h），成品细度：350㎡/kg ，颗粒形貌球形度比辊压机预粉磨系统好，立磨主电机功率：2800kW（主电机功率比=2800kW/2500kW=1.12），系统粉磨电耗：26 ～ 27kWh/t。

　　外循环四辊立磨终粉磨应用案例：山东鲁南中联水泥有限公司采用46.2+2C/S外循环立磨终粉磨工艺，系统主要配置：外循环四辊立磨+V型静态气流分级机+下进风高效动态选粉机+大布袋收尘器，生产P.O42.5级水泥（成品比表面积370±15m2/kg），水泥标准稠度需水量26.5～27.0%系统产量155～165t/h，粉磨电耗25.5 kWh/t。

　　辊压机水泥终粉磨系统

　　该系统具有以下特点：1、断开管磨机，理论上相比配有管磨机的系统可节电50%；2、工艺流程相对简单，但系统循环负荷大；3、水泥成品温度低，比联合粉磨系统至少低30 ℃ ～50 ℃（熟料温度取决于—篦冷机）；4、石膏脱水不完全，影响凝结时间；5、水泥粒径分布相对较窄，水泥成品需水量相对较大；6、颗粒形貌球形度差，多为片状、多角状，内摩擦力大。

　　E公司HFCG160-120辊压机（通过量675t/h、原主电机功率900kW×2，更换为1120kW×2）+V3500选粉机+3500下进风动态选粉机，生产P.O42.5级水泥，断开Φ4.2×13m管磨机（3550kW），系统产量130t/h、系统粉磨电耗22.47kWh/t，系统产量145～150t/h、系统粉磨电耗20～21kWh/t，水泥标准稠度需水量≤27.5%，应用在商砼反映良好，与联合粉磨系统基本相同，水泥温度降低30～40℃。

　　管磨机系统技术特点与要求

　　管磨机能够充分发挥管磨机细磨功能（磨细能力好，可进一步优化水泥颗粒分布与成品颗粒整形，提高水泥球形度），相对于被磨物料而言，管磨机必须做到（管磨机段控制技术原则）：“喂得进、磨得细、排得出”。

　　管磨机生产过程中出现的不正常磨况需要企业引起重视：研磨体粘附与变形；衬板磨损或破损；衬板表面粘附；研磨体堵塞隔仓板或出磨篦板篦缝；物料水分大，堵塞隔仓板或出磨篦板；磨内物料温度高堵塞隔仓板或出磨篦板；隔仓板或出磨篦板篦缝延展（塑性流变）；细磨仓活化环磨损；研磨体表面粗糙，研磨能力差；使用带有盲板的隔仓板等。

　　高效成品选粉机的选择与选用

　　闭路水泥粉磨系统，成品选粉机非常重要，必须具备高效率的分级能力，选粉效率应≥80%。高效成品选粉机主要应用于辊压机（或外循环立磨）与不同形式分级机+管磨机+成品选粉机组成的联合（半终）粉磨系统。

　　目前常用选粉机主要有O-sepa与Sepax及TESu等不同形式的成品选粉机。

　　不同结构形式的成品选粉机：

　　提高水泥粉磨系统效率的改造措施

　　1、配置高效率料床预粉磨设备（辊压机或外循环立磨）的水泥联合（半终）粉磨系统，具有显著的增产与节电优势。

　　2、水泥粉磨工程技术人员，应透彻了解被粉磨材料的物理、化学特性。

　　3、辊压机或外循环立磨，应始终保持稳定的做功效率，为管磨机磨细与整形奠定坚实的基础。

　　4、优化管磨机内部结构，充分利用磨内动态研磨体对水泥颗粒磨细与整形的技术优势。

　　5、选择高效率成品的选粉机。

　　6、水泥联合（半终）粉磨系统实现了良好的“分段粉磨”，每一段的物料粒径不同，应根据工艺配置，继续挖掘系统潜力。

　　7、应增大预粉磨段处理能力，充分利用高效率料床粉磨设备处理粗颗粒物料。

　　8、辊压机终粉磨系统及外循环立磨终粉磨系统，是水泥粉磨系统节电技改的发展趋势。