未来水泥发展仍然是“质量为先导，成本为效益根源”
面对未来更加严峻的市场态势，水泥企业们又该做出怎样的决策来应对呢？
TRM型立式辊磨用于水泥终粉磨技术研究与实践
2009/07/30 00:00
来源：中国水泥网信息中心
7月26日，在中国水泥网主办的“2009中国水泥粉磨技术高峰论坛（成都）”上，天津院粉体专家刘子河作重要报告。......
天津院粉体专家 刘子河
7月26日，在中国水泥网主办的“2009中国水泥粉磨技术高峰论坛（成都）”上，天津院粉体专家刘子河作重要报告。
一、水泥生产各阶段粉磨能耗调查——传统工艺以现代工艺对比
1.水泥生产粉磨电耗分布表（三磨一烧）
传统粉磨技术
工段
电耗,kWh/t
单位水泥电耗,kWh/t
占比,%
说 明
原料粉磨
24
29.2
27
中卸烘干磨
煤粉制备
40
4.4
4
风扫球磨
熟料烧成
28
22.4
21
中等规模生产线
水泥粉磨
40
40.0
37
圈流球磨
其他
12
12.0
11
原料处理水泥包装等
合计
108
100
粉磨综合电耗: 74kWh/t；粉磨电耗比例: 68%
注：1、熟料热耗7500kCal/kg,煤热值5500kCal/kg
2、生料料耗1.520kg/kg熟料
3、水泥品种P.O42.5中熟料比例按80%考虑
先进粉磨技术
工段
电耗，kWh/t
单位水泥电耗，kWh/t
占比，%
说明
原料粉磨
16
19.5
23
辊磨
煤粉制备
30
3.3
4
辊磨
熟料烧成
28
22.4
27
中等规模生产线
水泥粉磨
25
25.0
32
料床终粉磨
其他
12
12.0
14
原料处理水泥包装等
合计
84
100
粉磨综合电耗: 50kWh/t（74kWh/t）；粉磨电耗比例: 59%(68%)；5000TPD水泥厂仅熟料粉磨年 节能：15kwh/t X 5000t/d X 300d = 2250万kwh
注：1、熟料热耗7500kCal/kg，煤热值5500kCal/kg
2、生料料耗1.520kg/kg熟料
3、水泥品种P.O42.5中熟料比例按80%考虑[Page]
2.最新调研结果
粉磨物料
细度或比表面积
水泥粉磨系统
系统电耗 (kWh/t)
普通水泥
3500cm2/g
圈流球磨
40
辊压机预粉磨
35(-13.5%)
辊压机联合粉磨
30(-25%)
辊磨终粉磨
25(-38.5%)
生 料
R80mm 12%
圈流球磨
22
辊磨终粉磨
16(-28%)
煤 粉
R80mm 12%
风扫球磨
40
辊磨终粉磨
25(-38%)
3.现代粉磨工艺 VS 传统粉磨工艺
原料粉磨：
球磨：优点（设备成本低，易操作，运转率高）；缺点（粉磨效率低，电耗高，金属磨耗大）
辊磨：优点（1、粉磨效率高，电耗可降低30%以上；2、集粉磨、分级和烘干于一体，设备布置紧凑，简化工艺路程，节省基建投资；3、烘干能力强，利用辅助热源可烘干20%的原料水分；4、入磨粒度大可达100mm以上,简化破碎；5、物料在磨内停留时间短，过粉磨少，生料级配合理；6、适应性强：生料，孰料，矿渣，钢渣等；7、适应大型化配套需要）；缺点（设备成本高，操作相对复杂）。
二、水泥立磨应用现状调研
1.无球化水泥厂已经成为现实
（1）理论上的可能：料床粉磨原理：高压形成料床，颗粒本身的应力传递形成相互挤压的自身研磨作用，提高能量利用率和降低金属消耗（立磨，辊压机，筒辊磨机）；
（2）节能降耗要求：a.粉磨在水泥生产中的能耗占70%；现代粉磨：110kWh/t → 80kWh/t；
b.金属消耗：下降15-20%；
（3）三种设备的PK：a.立磨：研磨力小多次反复；研磨时间长，有利于精粉和粒度的调整；
b.辊压机：大研磨力粉磨轨迹短不利于粒度配比调整。很难实现大型化。
c.介于两者之间；大型化困难。
2004-2005：磨机总销量365台：立磨221台(60.5%)球磨117台(32.1%)；辊压机22台(6.0%)，筒辊磨5台(1.4%)。
熟料粉磨占45%，生料粉磨占37%，煤磨占11%，矿渣粉磨为7%，生料和矿渣粉磨中，辊式磨占绝对优势，分别为89%和92%，在熟料粉磨中，辊式磨仅占市场份额的26%。
[Page] 水泥粉磨流程
辊式磨工艺流程图
联合粉磨系统流程图
2.市场情况
2002-2004年粉磨设备市场份额
|
物料 |
总数 台 |
辊磨 % |
筒辊磨 % |
辊压机 % |
球磨 % | |
|
预粉磨 |
终粉磨 | |||||
|
煤 |
54 |
81 |
0 |
0 |
0 |
10 |
|
生料 |
198 |
94 |
1 |
0 |
2 |
3 |
|
水泥 |
157 |
26 |
3 |
13 |
0 |
58 |
|
矿渣 |
41 |
53 |
0 |
11 |
7 |
29 |
2005-2006年粉磨设备市场份额
|
物料 |
总数 |
辊磨% |
球磨% |
其他 |
|
煤 |
40 |
|
|
|
|
生料 |
135 |
89 |
8 |
3 |
|
水泥 |
164 |
26 |
60 |
14 |
|
矿渣 |
26 |
92 |
8 |
0 |
3.水泥立磨终粉磨已成为现实
(1)第一个全部立磨水泥厂：越南Hon Chong的 Morning Star Plant
(2)TCDRI（2004年）: 越南福山（Phuc Son）5000TPD（生料1xLM48.4；水泥熟料2xLM46.4C；煤1xMPS3070BK）
(3)CCDRI: 阿联酋10000TPD：生料1x LM60.4；水泥熟料2xLM56C（3+3）（采用天然气，故不需要煤磨）
(4)国内进口立磨：湖北亚东，云南东俊，四川行船等
(5)国产立磨：张家口金隅水泥有限公司 TRMK32.31 1台 已投产
甘肃酒钢宏达建材 TRMK32.31 1台 已投产
越南福山 TRMK45.41 3台 待投产[Page]
4.立磨粉磨熟料现状
|
莱歇公司UBE |
型号 |
LM35(2+2) |
LM46(2+2) |
LM56(2+2) |
LM53(3+3) |
LM56(3+3) |
|
装机kW |
1600 |
3100 |
4000 |
4600 |
5400 | |
|
产能T/h |
60 |
120 |
160 |
180 |
210 | |
|
规模Wt/y |
40 |
80 |
100 |
120 |
140 | |
|
非凡公司 |
型号 |
MPS4250BC |
MPS4750BC |
MPS5000BC |
MPS530BC |
MPS5600BC |
|
装机kW |
2000 |
3X1500 |
3000 |
4500 |
5300 | |
|
产能T/h |
75 |
130 |
120 |
180 |
210 | |
|
规模Wt/y |
50 |
90 |
80 |
120 |
140 | |
|
伯力鸠斯公司 |
型号 |
RMC51/26 |
RMC54/27 |
RMC60/29 |
|
|
|
装机kW |
2800 |
3270 |
4300 |
|
| |
|
产能T/h |
110 |
130 |
170 |
|
| |
|
规模Wt/y |
65 |
90 |
110 |
|
| |
|
天津仕名粉体公司 |
型号 |
TRMK31.31 |
TRMK43.41 |
TRMK45.41 |
|
|
|
装机kW |
1600 |
3150 |
4000 |
|
| |
|
产能T/h |
60 |
120 |
150 |
|
| |
|
规模Wt/y |
40 |
80 |
100 |
|
|
5.水泥立磨终粉磨存在疑虑
a.粒级匹配
b.需水量
c.水泥强度
3d强度对比
28d强度对比
[Page]
d.单位电耗
|
用 户 |
越南福山 |
湖北亚东 |
云南东俊 |
四川行船 |
|
水泥立磨型号 |
LM46C(2+2) |
LM56.3+3C/S |
OK33-4 |
LM56.2+2C/S |
|
计划生产能力(t/h) |
135 |
210 |
117 |
160 |
|
实际生产能力(t/h) |
156 |
213.6 |
116 |
186 |
|
装机功率kW |
3400 |
5300 |
3000 |
4500 |
|
水泥质量(cm2/g) |
3530 |
3720 |
3410 |
4100 |
|
主机电耗(kwh/t) |
17 |
19 |
21 |
20 |
|
选粉机电耗(kwh/t) |
0.9 |
1.2 |
1 |
1.3 |
|
风机电耗(kwh/t) |
8 |
7 |
13 |
9.5 |
|
系统电耗(kwh/t) |
26 |
27.2 |
35 |
30.8 |
e.粒形
6.水泥立磨终粉磨疑虑问题小结
a.粒级匹配：通过调整磨机的操作参数，在很大范围内可以调整水泥的颗粒匹配；
b. 需水量：经过反复试验，可以控制在26~28%；
c.水泥强度：3d、7d、28d的强度与球磨机持平；有的略高于球磨机。
d.单位电耗：单耗25kwh/t;
e.粒形：与球磨相当
三、TRM型水泥立磨应用报告
1.工业试验流程
2.试验结果
根据操作记录和产量标定，系统的产量及配比如下：
|
水泥品种 |
喂料量,t/h |
比表面积,m2/kg |
折算到 3200 cm2/g的产量,t/h |
配比，% | |
|
熟料 |
石膏 | ||||
|
熟料粉 |
55.5 |
347 |
61.6 |
92 |
8 |
|
熟料粉 |
55.5 |
340 |
60.1 |
92 |
8 |
利用电表度数标定的电机功率与根据中控显示的电流计算的电机功率一致，电机功率及电耗如下：
|
主机功率,kW |
风机功率,kW |
选粉机功率,kW |
主机电耗,kWh/t |
风机电耗,kWh/t |
选粉机电耗,kWh/t |
系统电耗,kWh/t |
|
1139.4 |
560 |
23.8 |
20.5 |
10.1 |
0.4 |
31.1 |
|
1154.2 |
561 |
23.3 |
20.8 |
10.1 |
0.4 |
31.3 |
|
基准主机电耗,kWh/t（320） |
基准风机电耗,kWh/t（320） |
基准选粉机电耗,kWh/t（320） |
基准系统电耗,kWh/t（320） |
|
18.5 |
9.1 |
0.4 |
28.0 |
|
19.2 |
9.3 |
0.4 |
28.9 |
该系统的主机功率还有富裕，有加压提产的潜力；[Page]
根据中国水泥发展中心物化检测所的试验结果，水泥成品的颗粒分布情况如下：
|
颗粒含量，% |
筛余，% |
比表面积，cm2/g | |||||||
|
≤5µm |
5-10µm |
10-30µm |
30-45µm |
45-60µm |
≥60µm |
n值 |
30µm |
45µm | |
|
21.35 |
14.72 |
37.21 |
16.21 |
7.55 |
2.97 |
0.986 |
21.6 |
4.7 |
3401 |
可以看出，本次试验水泥成品的颗粒分布较宽，n值小于1，30µm筛余较高。
根据中国水泥发展中心物化检测所的试验结果，水泥成品的物理性能如下：
|
比表面积cm2/g |
45µ筛余% |
30µ筛余% |
标准稠度用水量% |
抗折强度MPa |
抗压强度MPa | ||
|
3d |
28d |
3d |
28d | ||||
|
3401 |
4.7 |
21.6 |
25.6 |
4.4 |
8.1 |
24.7 |
49.7 |
张家口金隅水泥化验室的检测结果如下：
|
标准稠度，% |
初凝h:min |
终凝h:min |
比面积cm2/g |
3d抗折MPa |
28d抗折MPa |
3d抗压MPa |
28d抗压MPa |
|
25.5 |
2：08 |
3：56 |
3520 |
4.6 |
- |
23.5 |
- |
水泥成品的凝结时间在合理的范围内。
工业试验结论
a.TRMK31.31辊磨可以用来粉磨水泥，磨机产量和主机电耗达到了预期的指标。
b. TRMK31.31辊磨粉磨水泥的需要喷水稳定料床；
c. TRMK31.31辊磨水泥成品的颗粒分布与国外水泥辊磨相当；水泥的标准稠度需水量与国外水泥辊磨相当，低于圈流球磨和联合粉磨系统。
d. 球磨助磨剂在TRMK31.31辊磨粉磨水泥时同样有效。
e.对3台 TRMK45.41 越南幸福水泥终粉磨具有指导意义。
四.水泥立磨终粉磨特点
1、能耗低：24~27kWh/t
2、水泥颗粒调整容易；可根据市场需要很方便 调整水泥品种；
3、需水量和球磨产品相当
4、水泥质量好：越南福山水泥立磨终粉磨水泥在政府 重点工程招标中以高质量水泥中标。
5、生产流程简单；操作维修方便；
6、磨损小
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