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1 系统概况
冀东丰润有限责任公司现有一条2500t/d熟新型干法生产线，配有两套闭路水泥粉磨系统（其配置如表1），于2005年11月开始调试。调试初期两套水泥磨系统运行效果始终不太理想，台时产量偏低，选粉机内有积灰。经过对水泥磨系统生产情况的连续观察，分析认为是入O-Sepa选粉机的供风量不足且风含尘浓度过高所造成。为此，决定对选粉机供风进行技改。技改前正常操作时各点参数如表2。
表1 水泥粉磨系统主要配置
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设备名称 |
规格参数 |
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磨机 |
规格Φ4m×13m，生产能力80t/h（P.O 42.5；比表面积≥350m2/kg）；装球量：191t；主电机2800kW |
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选粉机 |
O-Sepa（N－2000型）；生产能力60~100t/h；最大喂料量300t/h；成品比表面积320~360m2/kg |
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脉冲布袋式收尘器 |
PPW128－2×6，处理风量＜140 000 m3/h过滤面积1 884 m2；过滤风速1.2 m/min |
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主排风机 |
流量120000m3/h，全压8000Pa |
表2 技改前正常操作时的各点参数
|
项目 |
参数值 |
|
磨机出口压力/Pa |
-1300～-1450 |
|
选粉机出口压力/Pa |
-2750～-2850 |
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袋收尘出口压力/Pa |
-4550 |
|
系统风机阀门开度/% |
32 |
|
磨机喂料量/t |
58 |
|
选粉机转速/（r·min-1） |
138 |
|
比表面积/（m2·kg-1） |
355 |
2 问题跟踪及分析
2.1问题跟踪
经过对设备进行现象跟踪、数据采集和停机检查，发现该水泥粉磨系统存在以下主要问题：
（1）N2000型O-Sepa选粉机的一、二次风通风道经常积灰严重，使风道通风不畅，导向叶片间隙有大量积灰，部分严重的已被积灰糊死，且人工清扫处理后，短时间内积灰又粘附在导向叶片之间。
（2）入O-Sepa选粉机的一次风阀门前也连续发生堵料现象，严重时将近一半的管道截面被堵死。
（3）选粉机回粉取样分析时发现其中含有大量的成品，选粉机选粉效率仅为40%～50%，对应的循环负荷率高达400%左右。每次停磨进入检查时均发现一仓内堆积有过多回粉，甚至部分回粉停磨后可冲到二仓。
（4）磨机工况不稳定，经常饱磨，并且磨尾伴随着有大量吐渣，每班（8h）平均要清理2t左右排渣。入磨物料组分为熟料、石膏、矿渣、石灰石四组分生产P·O 42.5水泥时，台时产量只有60 t/h，而且在不改变拉风和选粉机转速的前提下，成品比表面积忽高忽低，不易控制（成品控制指标是≥350m2/kg）。
（5）开大排风机阀门，给选粉机增加风量时，磨内风速也加大，回粉量会变得更多，比表面积下降。这样选粉机需要更多的风量与磨机风速不要过大产生了矛盾。
2.2原因分析
（1）从O-Sepa选粉机选粉原理来看，有三个关键技术点“分散”、“分级”、“收集”。其中，“分散”指进入选粉机的物料尽可能地抛散开来，颗粒间形成一定的距离，并且撒料盘撒出的物料要形成均匀而连续的料幕；“分级”指物料分散后在选粉室有限的停留时间内，利用各种形式的气流进行分选，把物料中的粗、细颗粒尽量分开并送到各自出口；“收集”指选粉机捕捉粗粉和细粉的能力。而上述三个技术方面的实施，均离不开充足并有效的通风这一前提。比如我公司的N2000型O-Sepa选粉机的理论通风量要求在2000m3/min，并且一次风量应为70%，量应为20%，三次风量应为10%。
我们分析造成水泥磨选粉机选粉效率低的主要原因是入选粉机的一、二次风量不足，造成单位体积气体含尘量过高，有效的风量不能带动过多的水泥颗粒，在转子与导流叶片的分级区内不能形成稳定气流，所以在一次风管道内积灰严重；风管积灰后通风面积减小，使得单位体积含尘量进一步加大，造成导向叶片间隙积灰，从而使选粉机的选粉效果大幅度降低。
上面提过此种选粉机只有在物料能均匀的分散在分级空间内才能有效发挥其选粉分级作用，这就要同时满足两个条件，一是撒料要连续且均匀，二是应有足够的风量把分散后的物料“浮”起来。往往我们只注重分散而忽视了风量，导致入选粉机物料不能被有效“分级”，比表面积忽高忽低。操作员在这种情况下往往会一再的提高选粉机转速，这样不但不能有效的提高比表面积，反而是越提高转速比表面积越低。因为选粉机转速越快，形成的离心力也越大，由于单位体积含料量过高，物料分散不好，粒子受向心力不均且普遍偏小，来不及分级即成为粗粉，这样回磨物料中含有大量合格成品。
（2）磨尾至选粉机的一次风管道上原有一个Φ600 mm圆形补风门，用来调节选粉风量和磨内通风，但经实际情况验证，此补风门进风量过小，既满足不了N2000型O-Sepa选粉机的设计通风量，又造成磨内风量大，物料流速快，使得磨尾大量吐渣。
3 改进措施及效果
改造时，我们在O-Sepa选粉机的一次进风阀门两侧各开了一个1 400 mm×250 mm的补风口，用以补充选粉机通风量，提高选粉效率，这样既可给选粉机补充风量又可适当减小磨内风量，降低物料流速。同时，对中控室操作方法也进行对应调整。
实际运行数据表明，技改调整措施取得了理想的效果，与技改前相比台时产量有了明显的提高，目前可稳定在80t/h（相关运行数据对比见表3）。
表3 冀东丰润公司#1水泥磨系统技改前后参数对比
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运行参数 |
技改前 |
技改后 |
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台时产量/（t·h-1） |
65 |
78～80 |
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水泥品种和等级 |
P·O42.5 |
P·O42.5 |
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入磨物料配比 |
相同 |
相同 |
|
排风机阀门开度/% |
32～40 |
50～52 |
|
出磨斗提电流/A |
45～50 |
34～37 |
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磨音/dB |
136 |
140 |
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出磨压力/Pa |
-1300～-1450 |
-550～-650 |
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选粉机转速/（r·min-1） |
120～130 |
108～118 |
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选粉机出口压力/Pa |
-2300～-2500 |
-2500～-2650 |
|
选粉效率/% |
40～50 |
74～77 |
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循环负荷率/% |
350～400 |
115～130 |
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磨尾排渣/（t·h-1) |
1～1.2 |
0.1 |
数据为在设备和入磨物料正常情况下，相同的出磨水泥
350～360m2/kg比表面积要求时。
在#1水泥磨技改取得了较好效果后，我们对#2水泥磨也进行了同样技改；改造后水泥磨产量也能稳定达到80t/h，技改效果同样令人满意。
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