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辊压机生料终粉磨运用之调研分析

2014/07/14 天瑞集团水泥有限公司 贾华平

在选择辊压机生料终粉磨系统时,一定要慎重考虑辊压机的粘堵问题,适当加大防雨库存、加强系统保温措施、加强系统的烘干能力,甚至在破碎系统引入烘干功能,以确保在节电的同时能正常生产。对于雨水多而且原料含土多的生产条件,在没有足够的防湿、防堵措施前,最好不要采用辊压机用于生料粉磨系统。......

  摘要:在选择辊压机生料终粉磨系统时,一定要慎重考虑辊压机的粘堵问题,适当加大防雨库存、加强系统保温措施、加强系统的烘干能力,甚至在破碎系统引入烘干功能,以确保在节电的同时能正常生产。对于雨水多而且原料含土多的生产条件,在没有足够的防湿、防堵措施前,最好不要采用辊压机用于生料粉磨系统。

 0    引言

  众所周知,辊压机和立式辊磨,是近几年在水泥生料粉磨系统中广泛采用的节电设备,应该说都取得了公认的节电效果,但立式辊磨已用于生料终粉磨,而辊压机大多只用于粉磨系统中的预粉碎。实践证明,辊压机用于生料终粉磨比立式辊磨更加节电,但为什么迟迟未能推广呢,还有没有推广的价值呢?笔者在这一方面作了一些调查,与大家交流,仅供参考。

 1   三大系统的投资和节电比较

  目前生料制备有中卸烘干磨、立磨、辊压机终粉磨三种方案,由于中卸磨能耗较高(中卸磨电耗为22~26 kW•h/t生料),目前大都采用电耗较低的立磨粉磨(立磨电耗约18 kW•h/t生料),而近几年将辊压机终粉磨用于粉磨生料,进一步降低了电耗(辊压机电耗为11~13 kW•h/t生料)。辊压机终粉磨用于生料制备(图1),不但节电效果显著,而且操作和维护都较容易,备品备件费用也低得多,应该是今后一个发展方向。表1以2 500 t/d窑系统所配生料制备系统作一对比。

  2   从粉磨原理上看辊压机是否适合粉磨生料

  就粉磨系统来讲,生料的比表面积一般在200 m2/kg左右,在这个阶段根本就谈不上易磨性,影响产质量的主要是易碎性;受易磨性影响的阶段,比表面积一般在320 m2/kg以上,这就是水泥了。所以,对原料关注的应该是易碎性,而不是易磨性,辊压机用于生料粉磨比用于水泥粉磨更适合。生料与水泥相比,并不要求较宽的颗粒级配,而是要控制其最大粒径。从粉磨效率上讲,其颗粒分布越窄、越均齐越好,这也正好适应辊压机的特点。

  对于挤压力:辊压机>立磨>辊筒磨>球磨,所以辊压机最节能。用于生料粉磨的辊压机,压力应该多大合适,压力大挤压效果肯定好,但我们要的是粉料,压成料饼不一定是好事,要看料饼中的成品能不能选出来,如果选不出来就没用了, 所以生料辊压机提倡宽辊子,就是希望压强不要太大。

  对于料床的控制力:球磨>辊筒磨>立磨>辊压机,所以辊压机对原料粒度、硬度的均一性要求较高。对于水分的适应能力:立磨>球磨>辊压机>辊筒磨,所以辊压机对原料的水分、粘度适应性相对较差,这在系统选择时要给予充分考虑。

 3   辊压机终粉磨系统的实际应用分析

  辊压机终粉磨技术起源于亚东花莲公司。花莲公司原设计为辊压机加管磨,为了挖掘辊压机的节电优势,在停管磨的情况下,进行了辊压机单独粉磨试验,取得了意想不到的效果。随后请洪堡公司进行了系统改造,正式改为辊压机终粉磨系统(图2),电耗只有11~12 kW•h/t生料。由此开始了在新建公司江西亚东、四川亚东的直接使用。在江西亚东、四川亚东,均采用了由洪堡公司系统设计及设备配套的辊压机终粉磨系统,单位电耗在11.5 kW•h/t右,取得了良好的节电效果。鉴于生料辊压机终粉磨系统具有显著的节电效益,而且后续维护维修简单、运行成本低,国内已有几家在运行。

  (1)陕西满意水泥:采用 Φ2 000 mm×1 600 mm、2×1 800 kW•h 辊压机,台时430 t/h,电耗10.7 kW•h/t生料。

  (2)四川亚东水泥:采用Φ1 700 mm×1 800 mm,2×1 800 kW•h 辊压机,台时340~350t/h,电耗15~16 kW•h/t生料。

  (3)登封嵩基水泥:采用Φ2 000 mm×1 600 mm,2×1 800 kW•h 辊压机,台时430~450t/h,电耗12 kW•h/t生料左右。

  (4)邯郸太行水泥:采用Φ1 700 mm×1 000mm、2×1 120 kW?h 辊压机,台时250 t/h,电耗13.5kW•h/t生料;采用钢渣配料时,台时200 t/h,电耗17 kW•h/t生料。

  (5)山西智海水泥:采用Φ1 800 mm×1 000 mm、2×900 kW•h辊压机,台时 210~230 t/h,电耗12 kW•h/t生料左右。

  就目前的运行情况来看,台湾花莲是雨水多,但含土少,运行良好;邯郸太行是含土多,但雨水少,运行良好;登封嵩基是新厂设计,加大了物料堆存,具有较强的抗雨能力,也运行良好;四川亚东是雨水多、含土多、天气潮湿,经常发生粘堵现象,台时产量较低,但由于节电效果还是有的,目前仍在使用。仔细分析各公司的情况,有成功的,有不理想的,但总体上节电效果都是值得肯定的,问题主要出在辊压机的粘堵上。

  在北方干旱地区没有太大问题,而同样在南方多雨地区为什么有理想的有不理想的呢?进一步分析发现:辊压机终粉磨系统并不怕雨水多,也不怕含土多,怕的是两者都多,导致辊压机粘堵。因此,在选择辊压机生料终粉磨系统时,一定要慎重考虑辊压机的粘堵问题,适当加大防雨库存,加强系统保温措施和系统的烘干能力,甚至在破碎系统引入烘干功能,以确保在节电的同时能正常生产。对于雨水多而且原料含土多的生产条件,在没有足够的防湿、防堵措施前,最好不要采用。

 4   几个辊压机终粉磨系统的具体实例

  4.1  四川亚东水泥公司

  1号窑于2006年投产,生料采用了辊压机终粉磨系统,熟料电耗从石灰石矿山到熟料库,平均电耗约56 kW?h/t熟料。但辊压机终粉磨由于原料水分大,运行一直不太理想,主要是物料堵塞,产量较低,故2号、3号窑又采用了立磨系统。辊压机终粉磨系统虽然不太理想,但工艺和设备本身没有发现什么问题,到目前仍在继续使用,所缺生料由立磨系统补充。辊压机终粉磨实际能力约340~350 t/h,立磨实际能力约430~450 t/h,总体上供3台窑绰绰有余。四川亚东公司的辊压机终粉磨生料系统由洪堡公司系统设计,主要设备和总体运行情况为:

  辊压机:Φ1 700 mm×1 800mm,2×1 800 kW?h,洪堡设备;

  V选:63万m3/h风量,宽×高=2 400 mm×9 100 mm, 洪堡设备;

  VSK选粉机:Φ4 000 mm轮子,63万m3/h风量,洪堡设备;

  循环风机:10 600 m3/min风量,洪堡设备;

  设计:入料粒度≤50 mm(max80mm),产品细度≤18 %,台时400 t/h,电耗12 kW?h/t生料;实际:入料粒度50 mm~60 mm,产品细度16%~17 %,台时340~350 t/h,电耗15~16 kW?h/t生料。台时产量低、电耗高,主要是因为物料水分高,粘堵频繁。石灰石不但含土多,而且水分高,加上四川的潮湿天气,石灰石水分高达5%~6%。同样的系统,在花莲雨水不比在四川少,但并未影响使用,因为花莲天气不潮,石灰石含土少,雨后的石灰石会很快脱水。可见,生料辊压机终粉磨系统,既不怕雨多,又不怕土多,就怕土多雨也多。

  4.2 登封嵩基水泥公司

  该公司有一条5 000 t/d生产线于2010年3月投产运行。该生产线生料制备系统采用 “辊压机+V型选粉机+循环风机+卧式选粉机”系统组成,总装机容量约6 000 kW,正常生产时台时产量达到430 t/h,产品细度200μm筛余小于3%,80μm筛余小于18%,能满足窑上煅烧。

  该公司采用石灰石、高硅砂岩、低硅砂岩、硫酸渣、粉煤灰五组分配料,主要控制指标有KH1.05~1.12,SM3.0~3.45,IM1.42~1.65,生料水分0.3%~0.4%,200μm筛余1.8%~3.3%,80μm筛余18%~20%;fCaO<1.5% 。系统台时产量最高能达到450 t/h,生料电耗12 kW•h/t生料左右,熟料电耗60 kW•h/t熟料左右。该系统的优点是:效率比较高,运行平稳,噪音低,生料电耗低,维修、维护工作量都较小,工艺配置简单,值得推广应用。

  该系统的缺点是:对物料的适应性不强,遇到多雨季节,台时产量下降较多,不适应带粘性物料的配料。该系统的主要配置如表2。

 4.3 陕西满意水泥公司

  根据铜川地区的自然条件,该厂给5 000 t/d生产线配套了生料辊压机终粉磨系统。台时产量平均达到430 t/h 以上,综合电耗为10.7 kW•h/t生料。其具体的配置如下:

  辊压机:CLF Φ2 000 mm×1 600 mm,2×1 800 kW;

  选粉机:VXR型,110 kW;

  循环提升机:1 400 t/h,220 kW;

  旋风筒:4-Φ4 500 mm;

  系统风机:70万m3/h,6 300 Pa,1 800 kW;

  系统装机功率:5 970 kW;

  设计系统能力:420 t/h。

 4.4 太行水泥邯郸本部

  在3台立波尔窑改为2 500 t/d熟料线后,生料制备系统仍延用原为立波尔窑配套的4台Φ3.2 m×8.5 m中卸烘干生料磨,能力为4×50 t/h,系统粉磨电耗为28 kW•h/t左右;而且烘干用热风炉,烘干煤耗约8~10 kg/t。为节电和节煤计,于2008年上了一套辊压机生料终粉磨系统,用窑尾废气取代了热风炉,取得了节电和节煤的双重效果。经过一年多的生产运行及调整,验证了该系统的改造是成功的。工艺和设备系统运行可靠,运行维护简单,电耗由28 kW•h/t左右降到了17 kW•h/t左右,煤耗为0。该系统的设计能力为200 t/h,采用钢渣配料时实际生产能力达200~220 t/h,不采用钢渣配料时预计可达250 t/h左右;产品细度控制在80 μm筛余17%~18%,200μm筛余在3%以下,完全能满足分解窑的需要。该系统的主机配置如下:辊压机Φ1 700 mm×1 000 mm,2×1 120 kW,通过量630~760 t/h;V型选粉机32万m3/h;系统风机40万m3/h,1000 kW•h电机。

  4.5 山西智海榆次水泥

  该厂为2 500 t/d生产线配套的生料粉磨系统,采用Φ1 800 mm×1 000 mm生料辊压机终粉磨系统,设计能力为200~220 t/h, 调试正常后该系统稳定在210~230 t/h,生料电耗为12 kW•h/t左右。该系统的主要设备配置如下:

  V型选粉机:风量280 000~360 000 m3/h,阻力1.0~l.5 kPa;

  辊压机:CLF180-100,通过量:553~844 t/h,功率:2×900 kW;

  动态选粉机:XR3200,风量30~34万m3/h,220 t/h,75kW;

  旋风除尘器:2-Φ4 500 mm,风量31~40万m3/h,阻力1~1.5 kPa;

  循环风机:40万m3/h,6 200 Pa,l 000 kW;

  系统总装机功率为:3 100 kW。

  生料辊压机终粉磨系统于2007年5月10正式投产,从使用情况看,生料细度0.08 mm筛筛余稳定在12%~14%,0.2 mm筛筛余稳定在3.0%~5.0%之间。从窑上煅烧来看,由于经过辊压机生产的生料成品多为片状物料,0.2 mm筛筛余偏粗,但对本地砂岩的结晶硅有较好的破坏性,在生料成分同样的情况下与一线球磨机生料相比耐火度下降,反而易于煅烧,熟料fCaO正常稳定在1.0%左右,28 d抗压强度可达到63 MPa。由于砂岩没有均化堆棚,在雨季时含水量偏高,而且砂岩破碎采用颚式破碎机,当物料粒度不均匀时,辊压机的辊缝差会偏大,下料不均,造成产量下降10%左右。但只要入辊压机物料水分不高于8%,适当调整入辊压机的风温,生料成品水分都可控制在<1.0%。

  5   结束语

  经过以上分析可以看出,辊压机相比中卸烘干磨和立磨用于生料终粉磨系统更节能,不但节电效果明显,而且操作和维护都较容易,备品备件费用也低得多,是今后一个有条件的发展方向。在用于生料终粉磨系统时,辊压机对原料的水分、粘度适应性相对较差,在系

  统选择时要给予充分考虑。

(责任编辑:王欣欣)

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