生料粉磨

生料粉磨（共7篇）

生料粉磨 篇1

1 项目背景

我公司两条5 000t/d生产线, 生料制备各配备1台辊压机和1台中卸烘干磨组成联合粉磨系统, 维修费及生料粉磨电耗始终居高不下。为此, 2013年11月对一线和二线辊压机系统进行终粉磨改造, 实现在生料库位高的情况下使用辊压机终粉磨生产生料, 当月生料分步电耗降至23.25k Wh/t, 节能效果明显。公司决定新建一套辊压机终粉磨系统, 实现两条生产线的生料全部由3台辊压机终粉磨制备提供, 2台中卸磨停止生产 (仅作为辊压机系统出现重大故障时的备用选择) , 以达到节能降耗目的。

2 改造前联合粉磨工艺

生料制备系统采用Φ1 600mm×1 400mm辊压机+Φ4.6m× (10+3.5) m中卸烘干磨组成联合粉磨工艺, 两条生产线共配备两套联合粉磨系统, 单套设计产量为360t/h。此工艺配置装机容量为15 205k W, 台时产量偏低, 分步电耗为23.98k Wh/t。改造前原材料配比为石灰石88.20%、铁矿石6.21%、硅石3.95%、粉煤灰1.64%, 两套生料联合粉磨系统主机配置见表1。

3 辊压机作终粉磨工艺改造方案

将原有系统改为辊压机终粉磨系统, 只需将辊压机选粉机粗粉溜管加三通, 经过新增的定量给料机回稳流仓继续粉磨, 选粉机选出的生料成品则通过成品斜槽、入库提升机进入生料均化库, 完成生料制备过程。此改造投入为钢材、定量给料机、电缆, 安装由我公司维修队伍实施, 投入费用为6万元/套系统。

新建一套辊压机 (简称3号辊压机) 终粉磨系统, 工艺流程为:配料站新增一套配料计量秤, 1号、2号、3号辊压机的配料皮带并列, 因一线石灰石堆场运距短, 可降低运输成本, 1号辊压机停用时, 可以将一线石灰石输送至2号辊压机配料皮带 (见图1) 。

粉煤灰库下新增科氏秤1台, 配套斜槽和斗式提升机, 通过电动流量阀可控制进入3号辊压机、V型选粉机和二线中卸磨 (备用, 若3号辊压机故障, 则可启用2号辊压机与中卸磨联合) 的流量。按比例配制的混合料由带式输送机喂入V型选粉机中打散、烘干、分级, 细小颗粒被热风分选出来, 粗颗粒经提升机进入稳流仓, 物料从稳流仓喂入辊压机中进行料床粉碎的挤压过程, 挤压后料饼通过提升机提升后送入V型选粉机, 实现终粉磨循环挤压的功能。

V型选粉机中被打散分选出来的细颗粒在热风管道内继续烘干后进入动态选粉机进行分选, 粗粉卸出至稳流仓继续挤压, 同时可通过闸板控制经斜槽至二线生料磨, 选出的生料成品通过旋风除尘器分离后, 通过星型卸灰阀卸入生料输送斜槽与2号辊压机成品汇合经原提升机进入生料库, 也可经库顶斜槽进入一线生料库。工艺流程见图2。

二线生料均化库下称重仓开口增加斜槽, 实现库内生料通过提升机提至均化库顶经斜槽入一线均化库的功能。

生料烘干热源来自窑尾废气, 可通过电动阀门的开度控制窑尾热风量, 同时冷风阀的开度可控制掺入冷风量以控制入V型选粉机的热风温度。终粉磨系统含尘废气由旋风筒经风机一部分循环回V型选粉机进风管, 大部分进入窑尾废气处理除尘器收尘净化后由风机排入大气。

综上所述, 本次改造实现功能如下:

1) 一线石灰石可用于2号辊压机生产;

2) 粉煤灰配料同时满足3号辊压机终粉磨和3号辊压机+二线中卸磨运转;

3) 3号辊压机成品与原斜槽汇合, 使用原提升机入库;

4) 2号辊压机与3号辊压机成品可分别单独入二线或者一线均化库;

5) 二线均化库内生料可送至一线均化库。

4 主机配置

新增3号辊压机终粉磨系统设备配置见表2。生料制备3台辊压机终粉磨系统主机设备配置见表3。

相对于原有生料制备工艺, 主机装机容量由15 205k W降低到11 530k W, 台时产量由720t/h提高到730t/h, 为生料电耗显著降低提供了保证。

5 试生产效果

新增3号辊压机终粉磨项目于2015年3月28日开工, 7月29日带料试车成功, 项目投资2 961.38万元。因市场原因, 未能连续运转, 从9月25日开始2号和3号辊压机带料连续调试生产。

5.1 调试生产期产量和电耗

9月29日8:00至10月28日18:00进行统计, 相关数据见表4。

3号辊压机因巨金山设备调试石灰石供应不足, 运转率被限制, 设备限定安全运行电流, 台时产量未能充分发挥, 待运转稳定可提高到260t/h。由表4可知, 2号、3号辊压机生料分步电耗 (含窑尾EP风机) 分别为:19.39k Wh/t和16.61k Wh/t, 合计18.24k Wh/t。

5.2 质量指标稳定满足熟料煅烧

3号辊压机生料质量因设备调试和巨金山自采石灰石质量波动偏大, 导致3号辊压机成品质量波动, 目前石灰石稳定后, 质量合格率明显提高, 相关数据见表5。

6 项目评价

6.1 运行模式灵活, 保障维修时间, 降低维修费

此项目建成, 二线可实现2号辊压机、3号辊压机、2号辊压机+二线生料磨、3号辊压机+二线生料磨、2号辊压机+3号辊压机共5种运转模式, 一线则单独运转辊压机终粉磨系统, 使生产更加灵活, 满足辊压机在线堆焊, 省去更换辊子, 降低维修费。改造前在线每台辊压机堆焊辊面4次/年, 2万元/次, 每年离线堆焊1次, 80万元/次, 拆装费8万元/次, 年维修费96万元;改造后在线堆焊10次/年, 2年离线堆焊一次, 拆装费8万元/次, 则年维修费为64万元, 节省32万元/ (年·台) ;3套辊压机每年节约维修费96万元。

6.2 节能降耗效果显著

2015年10月项目建成, 2号和3号辊压机合计生料分步电耗为18.24k Wh/t, 降低5.74k Wh/t。若一线二线回转窑同时生产, 则可发挥1号+2号+3号辊压机终粉磨系统优势, 生料分步电耗经测算可降低至18.50k Wh/t, 电耗可降低5.48k Wh/t;按照年产熟料250万吨计算, 生料380万吨, 节省电量2 082万k Wh, 电价0.40元/k Wh, 年可节约电费833万元。

6.3 产品性能优势提升

通过独立计量配料系统和成品取样, 及时调整原辅料配比, 2号与3号辊压机成品质量独立控制, 生料质量符合生产要求。

因生料成品由通过辊压机料床粉碎过程中剪切破坏形成, 其颗粒形状呈针状或片状且存在微裂纹, 与球磨机粉磨生料成品相比, 控制相同细度的前提下, 辊压机终粉磨的生料成品颗粒具有更高的表面积, 在烧成系统中热交换效果更好, 易烧性更好, 热耗低、熟料强度更高。

7 结论

本项目建成, 提高生料易烧性, 为下游煅烧工序降低热耗, 熟料产品强度提升做好铺垫;提供了多种设备组合生产运行模式, 根据生产情况进行选择, 保证了辊压机辊面堆焊维护时间, 为系统稳定高效运转提供保障;工艺先进、高效能设备使用, 每年可节约电费833万元, 维修费96万元, 合计创效929万元。

节能改造后设备运行稳定可靠, 大幅降低维修费, 节能降耗效果显著。

降低生料粉磨系统电耗的经验 篇2

1 窑尾袋除尘器入口温度的合理控制

迫于当前行业形势的压力, 目前水泥企业争相走避峰生产的发展道路, 特别是对于生料磨产能配置偏大的企业, 更是想尽办法利用低谷期间电价低的优势进行生产。就我公司而言, 生料磨每天都有4.5~8h的避峰时间。由于避峰生产以后磨机系统不需要消耗窑尾烟气中的热量, 造成入窑尾袋除尘器的烟气温度过高。为了解决这一问题, 一方面采用喷水进行降温 (这种办法需要增开水泵, 增加电耗, 而且管道还容易黏料) ;另一方面将袋除尘器入口前端的冷风阀门开到足够大 (这也是目前大部分水泥企业的做法) , 一般均在100%的开度。冷风阀门的开度越大, 越易造成风路短路, 为满足窑系统的需求, 窑尾排风机的频率必须调到足够大。查阅PTFE覆膜滤袋的性能资料发现, 该滤袋的材料可以长期运行在230℃的高温环境中, 而目前大部分水泥企业都保守地控制在180℃, 因此在避峰时间段适当提高袋除尘器的入口温度便可以降低阀门的开度, 从而降低窑尾排风机的频率, 降低电耗。生料粉磨系统调整袋除尘器入口温度前后效果对比见表1。

2 设备运行状态的优化

避峰生产以后由于窑尾袋除尘器中有部分回灰, 因此输送类设备 (拉链机、出磨提升机、斜槽以及入窑提升机等) 均需要正常运行。通过长时间观察后发现, 袋除尘器的回灰量特别小, 完全没有必要连续运行。我们通过不断总结摸索最终采用了间歇的运行模式, 即避峰停机30min后将该部分设备停止运行, 间歇1h后运行30min, 这样每天都有2~4h的停机状态, 从而达到节电的效果。

3 开停机过程时间控制的优化

避峰生产以后系统面临频繁地开停机, 而系统的主机功率比较大, 因此合理地优化开停机先后顺序及过程时间的控制尤为重要。就我公司而言, 开机顺序优化前:循环风机→磨主电动机→入磨皮带→配料秤, 用时7~10min;优化后:循环风机→入磨皮带→配料秤→磨主电动机, 用时2~3min, 同时增加循环风机进口风门开度, 从而减少了主机设备空转的时间。停机程序优化前是根据各设备的电流是否空载判断物料是否走空, 执行停机命令, 停机过程用时12~15min;优化后则是通过入磨皮带的摄像头观察物料是否走完, 若走完则执行停磨主电动机及循环风机, 停机用时5~7min。考虑到避峰只是短暂的停机, 因此设备内部的物料不考虑完全走空。

4 注重漏风的处理

一直以来漏风是水泥企业管理的一个重要方面, 系统若存在漏风, 不仅影响系统工况, 而且还会造成能耗增加、系统产量降低等。对于生料磨系统除磨门、磨辊、三道锁风阀、排渣溜子等易出现漏风外, 我们更应该关注内部存在的漏风。有一段时间, 我公司的选粉机频率居高不下, 而且细度难以控制, 后经过多次分析查找原因, 发现选粉机转子外圈与磨机壳体内圈密封处有漏风现象, 产生短路风, 部分生料没有经过选粉机直接出磨, 通过用扁铁沿选粉机转子外圈焊接, 消除空隙后, 筛余明显下降, 选粉机的频率也随之下降, 磨机的料层也得到了控制, 负荷也随之降低。

5 改后效果

通过采取以上措施, 生料磨系统各主机设备每小时平均用电量明显下降, 同时系统电耗也较优化前有了明显下降, 由2011年18.18k Wh/t、2012年17.76k Wh/t、2013年18.10k Wh/t下降到2014年16.81k Wh/t, 达到了节能降耗的目的。表2是优化前后各主机设备平均每小时用电量对比。

生料辊压机终粉磨系统技术介绍 篇3

生料粉磨是水泥生产过程的一个重要环节, 与水泥粉磨相比, 具有自身的特点和要求, 主要体现在处理的原料特性和产品要求方面, 因此采用的系统技术要求也存在较大差别。

生料配料主要包括钙质原料 (如石灰石和白垩) 、硅质原料 (如砂岩和粘土) 、铁质原料 (如铁粉和钢渣) 等, 这些原料的易磨性、磨蚀性、含水量等差别很大, 即使同一类原料波动范围也很宽, 必须经过原料加工试验才能确定合理的系统配置和技术指标, 否则只能基于假设的“中等性能”确定初步方案。

难磨石灰石的粉磨功指数Wi可达15k Wh/t, 易磨石灰石的粉磨功指数只有8k Wh/t左右, 白垩的粉磨功指数更小, 相差一倍以上。石灰石类原料的磨蚀性指数Ai一般只有0.02, 而砂岩的磨蚀性指数为0.4, 钢渣的磨蚀性指数更大, 相差20倍以上。我国北方少雨地区如采用砂岩配料, 则原料综合水分只有2%左右, 南方多雨地区如采用粘土配料, 则原料综合水分可能达到8%, 在东欧地区如采用白垩或多孔石灰石配料, 则原料的综合水分可达10%~20%。这些数据是设计和选择生料粉磨系统的基础条件, 如果不顾原料条件和其他工程条件, 则保证的产量、电耗、使用寿命是没有意义的, 也是不可相信的。

生料质量的重要指标之一是生料细度, 一般要求R80μm=12%~15%, 而且粒度级配越窄越好 (与水泥要求相反) , 因为微细颗粒增加扬尘, 粗颗粒难以反应完全, 特别是≥45μm的石英颗粒和≥125μm的方解石颗粒, 导致游离钙增高、热耗高, 影响熟料强度, 因此控制生料中粗颗粒的含量更为重要, 一般希望控制R200μm=1%~2%。如果生料易烧性好, 则可以适当放宽细度, 否则要严格控制细度, 当然, 细度的调整将直接对系统产量和电耗产生影响。

烘干和粉磨是生料粉磨系统不可分割的两部分, 粉磨系统正常运行的前提条件是有足够的烘干能力将进入系统的含水原料烘干粉磨至含水量<0.5%的生料成品。如果生料成品水分达不到要求, 则可能导致后续工艺如输送储存、均化和熟料烧成等出现困难, 粉磨系统本身也会出现堵料频繁、产能下降等问题。正常五级预热器系统的废气温度为300℃左右, 可烘干的原料水分为7%;如果配套余热发电系统, 可用废气温度降低到200℃左右, 则烘干的原料水分为4%左右, 这也能满足我国大部分地区的原料烘干需要;如果原料水分超过8%, 则应考虑引入篦冷机余风, 或采用四级预热器系统, 或设置辅助供热系统。

2 生料粉磨技术的发展

生料粉磨技术随着粉磨装备技术的进步而不断发展, 经历了从球磨到立式辊磨和辊压机的发展过程, 各种装备技术各有优缺点, 总的发展思路是朝着提高粉磨效率、降低粉磨电耗的道路前进。

早期的小规模水泥熟料生产线多采用风扫和尾卸球磨系统, 2000t/d熟料生产线推广以后逐步采用ϕ3.5m×10m、1250k W或ϕ4.6m×7.5m+3.5m、2500k W和ϕ4.6m×8.5m+3.5m、2800k W的中卸烘干磨系统, 2000t/d烧成系统升级到2500t/d生产线以后即从鹿泉鼎鑫项目开始, 全面采用ϕ4.6m×10m+3.5m、3550k W中卸烘干磨系统, 包括部分5000t/d生产线配套了两套该磨系统。在北水二线3200t/d生产线上, 开发设计了ϕ5.0m×10m+2.5m、4000k W, 设计产量250t/h, 此前也开发设计了ϕ5.0m×10.5m、4000k W的大型风扫磨, 在部分3200t/d生产线上配套使用, 国产生料球磨的发展基本结束。球磨系统的优点是操作简单, 对原料的适应性强, 运转率有保障, 但粉磨效率低, 电耗高, 其中粉磨效率最高的中卸磨系统电耗也在23k Wh/t左右或更高。

国际上从上世纪80年代开始即大量采用现代立式辊磨粉磨生料, 至今仍占主导地位, 代表公司有德国的莱歇公司、非凡公司、伯利休斯公司, 丹麦的史密斯公司, 日本的宇部公司、神户制钢和川崎重工等, 最大规格的辊磨是LM69.6, 装机功率6700k W, 设计产量为800t/h, 可以满足10000t/d生产线的单机配套需要。与球磨相比, 辊磨粉磨水泥生料的主要优点是节电效果明显, 系统电耗为16k Wh左右, 吨生料节电7k Wh左右, 节电幅度达30%, 换算到吨熟料节电为10k Wh以上。另外辊磨的烘干能力强, 可以通入大量的窑尾和窑头余风, 如果设置辅助热源, 可以烘干粉磨20%水分的原料;辊磨允许的喂料粒度也大幅度放宽, 控制喂料粒度D90为80mm即可, 极限颗粒允许到150mm, 这对原料的前置破碎工段是一大利好。

国内水泥行业也非常重视辊磨技术的研究开发, 目前已解决了配套6000t/d生产线的辊磨装备国产化问题, 代表公司有中材装备、合肥中亚、沈阳重机和中信重机等。

辊压机自1985年问世以来, 也有不少用于生料粉磨的案例, 主要形式有两种:一种是部分终粉磨系统, 辊压机出料先进选粉机, 分选出部分成品后入磨, 大大减轻了后续球磨的负荷, 如北水、启新、新疆水泥厂等原料粉磨即采用了这种系统;另一种是终粉磨系统, 全部成品由辊压机产生, 取消了球磨机, 因此节电幅度更大。德国洪堡 (KHD) 公司是世界著名的辊压机供货商代表, 该公司不生产辊磨, 因此历来特别推崇辊压机生料终粉磨系统, 福建三德、江西亚东1~3线和四川亚东1线等均采用了KHD公司提供的辊压机生料终粉磨系统。伯利休斯公司也是世界著名的辊压机供货商之一, 也有不少生料辊压机应用案例。

国内辊压机主要的供货商包括中材装备、合肥水泥院、中信重机和成都利君等, 而在生料辊压机终粉磨系统技术的开发和推广方面走在最前列的当属成都利君, 其于2007年在山西智海投产的首套生料辊压机终粉磨系统在业内引起了重大反响, 不少新建项目纷纷采用辊压机终粉磨系统制备生料, 目前占比可能达到30%, 主要原因是辊压机系统比辊磨系统进一步降低了系统电耗。

3 生料辊压机终粉磨系统节电分析

辊压机是典型的节能料床粉磨技术, 用于生料粉磨达到节能降耗的目的是毋庸置疑的。2005年利用试验辊压机对水泥原料进行的挤压试验结果显示:经不同的挤压力一次挤压后, 细粉含量有不同程度的增加, 易磨性大幅度降低, 从14.2k Wh/t降到9.1k Wh/t以下, 且挤压力越大, 易磨性值降低越多, 但是降低的幅度趋缓, 这说明水泥原料非常适合辊压机处理, 但是压力稍低于挤压熟料压力 (见表1) 。

根据粉磨机理分析, 辊压机和辊磨同属料床粉碎范畴, 区别在于辊压机属于“受限高压”粉碎, 即辊压机中物料受到较好的限制, 依靠侧挡板强制挡料, 尽量降低边缘效应, 采用的挤压力较高, 以压辊投影面积压力计达到4000~6000k N/m2, 而辊磨中物料受限程度较差, 仅靠挡料圈被动拦截, 挤压力一般为600~800k N/m2, 粉磨效率要略低于辊压机, 但是幅度非常有限。

辊压机终粉磨系统比辊磨系统节电的主要原因在于:辊压机系统中的“选粉-烘干-风扫”用风风量和阻力比辊磨低, 反映到通风电耗降低。辊压机系统阻力约为辊磨系统阻力的60%, 风量约为辊磨系统风量的95%, 这样通风电耗约为辊磨的57%, 一般辊磨系统风机电耗为7.0k Wh/t左右, 则辊压机系统风机电耗仅为4.0k Wh/t左右。辊磨系统仍属风扫粉磨系统, 粉磨过程必须通入大量的热风进行烘干、提升物料和选粉, 辊压机系统的通风仅满足烘干和选粉需要即可, 物料提升依靠机械斗提, 节省电能。假设原料易磨性中等, 相同生料细度, 可以估算出辊压机系统和辊磨系统的电耗情况 (表2) 。

由此可见辊压机系统可比辊磨系统节电3k Wh/t左右。早年宇部公司提供的采用外置选粉机的生料辊磨系统, 其设计电耗比其他公司采用正常部分外循环辊磨系统的电耗就低3k Wh/t左右, 其原因也在于出磨物料靠提升机喂入选粉机进行分选, 以降低通风电耗。对部分生料辊压机系统的调查数据见表3。

根据上述调查分析可以得出结论:辊压机系统可比辊磨系统节电3.0k Wh/t左右, 即节电20%。有的广告宣传称可节电5k Wh/t即30%, 甚至节电8k Wh/t即50%, 值得商榷。不同系统的比较应该基于同等条件, 否则没有意义。龙岩三德1线使用辊压机系统、2线使用辊磨系统具有比较价值, 江西亚东1~3线使用辊压机系统、4线使用辊磨系统也具有比较价值。

4 生料辊压机终粉磨系统流程研究

辊压机本身工作原理简单, 结构紧凑, 作用明确, 仅对物料进行挤压粉碎, 不具备分选和烘干功能, 因此系统流程的变化取决于选粉机结构及其布置形式, 图1显示了5种典型的生料辊压机终粉磨系统流程。

流程a:在V型选粉机出现之前, 为了解决系统的烘干问题, 设置了一台烘干破碎机, 另配置一台动态选粉机进行选粉, 流程相对复杂。

流程b:采用VSK型选粉机完成烘干选粉作用, 为了满足烘干效果, 动静态选粉机分开, 中间设置较长的连接管道, 增加了烘干容积, 辊压机布置在楼面上, 靠一台提升机输送物料, 流程相对简单。

流程c:类似于流程b, 只是将辊压机和V型选粉机布置在地面上, 土建结构要求降低, 但必须设置两台提升机输送物料, 流程略显复杂。

流程d:设计了一台结构紧凑的动静态组合式选粉机, 流程和布置简化, 提升物料高度降低, 节约电耗。分析实际运行数据发现, 物料的烘干过程主要在静态选粉机中完成, 因为出静态选粉机的物料颗粒很细, 水分容易蒸发, 出口温度基本上降低到90℃左右, 已无烘干作用, 除非从此处再引入部分热风才有烘干效果, 因此该流程的烘干作用与流程b、c相当。另外, 为了降低工艺布置高度, 组合式选粉机也可以布置在地面上, 采用双提升机布置方案。

流程e:调查发现, 目前广泛采用的卧式选粉机没有导风叶片, 对生料中粗颗粒控制不理想, 200μm筛余存在跑粗现象, 影响生料质量和熟料煅烧效果, 因此我们参考水泥辊压机半终粉磨系统的经验, 开发了带立式动态组合式选粉机, 该选粉机除提高细度调控效果以外, 烘干容积也显著增加, 可以保证烘干水分7%左右的原料, 这是我们首推的生料辊压机终粉磨系统流程。中材装备成都公司提供的同类系统已成功运行一年多, 取得良好效果。

5 不同规模生料辊压机粉磨系统配置

5.1 系统能力的确定

产量要求:根据烧成系统的能力确定, 考虑生料理论料耗1.52kg/kg熟料, 生料粉磨系统每天运行21h, 再考虑10%的提产能力, 如2500t/d生产线生料磨系统正常设计能力200t/h, 超常设计能力为220t/h, 5000t/d生产线生料磨系统正常设计能力400t/h, 超常设计能力440t/h (表4) 。

生料细度:生料细度决定于原料配料及其易烧性, 根据国外公司的经验, 生料细度依据易烧性的“难、中、易”等级, 建议控制90μm筛余为“12%、15%、18%”和200μm筛余为“1.0%、1.5%、2.0%”, 国内设计指标一般为80μm筛筛余12%, 应该覆盖了所有难烧的原料, 实际生产中往往适度放宽。考虑到辊压机生料质量与辊磨相当, 生料细度按R80μm=14%、R200μm≤2%设计。

主机电耗:石灰石挤压试验结果显示, 在同等操作条件下, 石灰石的料饼厚度比熟料厚, 料饼容重比熟料小, 折算到通过量比熟料约高10%, 需用功率有所增加, 这也意味着挤压原料时的单位通过量电耗较低, 一般熟料为2.5~3.0k Wh/t, 原料为2.1~2.6k Wh/t。辊压机与辊磨虽然在挤压力和受限程度方面有所区别, 但同属于料床挤压, 单位生料成品电耗基本相当。粉磨中等易磨性的原料 (MF=1.0、Wi=11k Wh/t、R80μm=12%) 辊磨电耗为7.5k Wh/t。考虑到辊压机受限程度好, 一次通过粉碎率高, 细度适当放粗, 单位主机电耗按7.2k Wh/t考虑。

5.2 辊压机规格的确定

辊压机的直径:早期的辊压机稳定性较差, 主要原因之一是辊径较小, 对物料粒度的适应性差。辊径越大, 对粗颗粒的适应性越好, 料饼厚度越大。通过数学推导, 可以得出辊压机处理的最大物料粒径和料饼厚度与辊径之间的关系为, 最大物料粒径dmax≈0.06D, 实际按95%<0.03D控制, 料饼厚度S2≈0.02D。

辊压机的宽径比:辊压机的宽径比是指压辊的宽度与直径的比值。分析认为, 对于一定直径的辊压机来讲, 宽径比越大, 边缘效应越小, 即辊间料层处于压力滑动区未被充分挤压的物料比例越小, 挤压效果越好, 但是压辊越宽, 越容易产生压辊偏斜, 要求液压系统调节性能好。相反, 宽径比越小, 边缘效应越明显, 但是压辊偏斜量小, 运行相对稳定。

另外, 过小宽径比的辊压机沿宽度方向受力呈三角型 (见图2) , 最大压力值是平均压力的2倍左右, 而大宽径比的辊压机沿宽度方向受力呈梯形, 其最大压力是平均压力的1.5倍左右, 显然后者对辊面的均匀磨损更有利。

随着规模的大型化发展以及节能水平的最大化要求, 希望辊压机的规格能力越大越好。然而辊压机的直径不可能无限加大, 因为直径太大会带来制造、运输、检修等问题。为了满足大通过量的要求, 同时考虑到液压技术的进步, 我们确定辊压机的最大宽径比为1.0, 同时每种直径的辊压机可以有不同的宽度。

辊压机的压力:在过去的25年间辊压机技术在各个方面得到了长足的发展, 主要包括传动装置、耐磨处理、液压技术、控制系统和设计参数等。其中挤压力的设计也经过了从大到小的演变过程。实践证明, 挤压力过高, 能量利用率下降, 而且机械故障增加。适宜的挤压力可以得到最佳的粉碎效果, 优化机械设计, 配置合理的液压系统。对于熟料来讲, 挤压力5000~6000k N/m2效率最高, 生料用辊压机的挤压力可比熟料低1000k N/m2, 即设计4000~5000k N/m2。总之压力的合理使用目的是要保证辊压机具有适当的出力, 从而保证获得较高的系统产量。

辊压机的线速度:压辊的线速度是决定辊压机的通过量和动力消耗的重要参数之一, 在一定范围内与两者均成线性关系。但是辊速过快, 一方面可能会导致设备振动, 引起运行失稳, 另一方面, 会导致压辊表面与料层之间的相对滑动, 加剧辊面的磨损, 而且此时辊压机的通过量与线速度不成比例。辊速太慢, 辊压机的通过量下降, 这样要达到一定的通过量, 辊压机的规格要做得较大;辊速太慢, 物料可能来不及被挤压就通过辊间, 挤压效果下降。

5.3 系统配置方案

根据各种规模生产线的配套要求, 结合生料粉磨系统的特点, 基于我们长期对辊压机装备及系统技术的研究和实践, 研究开发了几种典型生产线配套的生料辊压机终粉磨系统配置方案 (见表5) 。

这些系统均有应用实例, 有的即将投产, 有的正在建设。如前所述, 粉磨系统技术指标的确定是以原料条件和工程条件为基础的, 如果这些条件发生较大变化, 有可能要对主机配置进行适当调整, 如同一规格辊压机的传动功率可以根据原料的易磨性变化有多种配置, 这和辊磨的情况相同。

6 其他问题讨论

与生料辊磨系统相比, 生料辊压机系统最大的竞争优势是节省电能, 以5000t/d生产线为例, 年产熟料近200万吨, 需要生料300万吨, 按每吨生料节电3k Wh计算, 年节电900万度, 可节约电费400多万元。但在其他方面没有明显优势, 在此略加讨论。

生料质量即易烧性与辊磨产品相当, 优于球磨产品。对不同粉磨工艺制得的相同细度的生料易烧性进行的比较结果显示, 辊磨生料易烧性最好, 辊压机生料次之 (与辊磨生料接近) , 球磨机生料最差。如某厂在相同配料条件下, 虽然辊压机生料细度较粗, 特别是200μm筛余达到3.5%, 但其生料易烧性要比球磨机粉磨的生料易烧性好, 熟料f Ca O低, 熟料强度有所提高。另一水泥厂进行了生产试验, 两套相同烧成系统分别煅烧辊磨生料和辊压机生料, 结果显示煅烧辊磨生料时熟料强度和产量略好于辊压机生料。虽然生料80μm筛余相同, 但辊压机生料200μm筛余略粗, 这也许是其中主要原因, 因此控制生料200μm筛余是确保生料质量的关键。

辊压机系统的烘干能力可以满足我国绝大部分原料的烘干粉磨要求。辊压机本身虽然不具烘干功能, 但是配置了大通风量的具有烘干、打散、粗分选功能的V型静态选粉机, 解决了烘干问题, 调查发现不存在烘干问题。当然, 当水分超过8%时应作特殊设计。

辊压机允许的入料粒度、均匀性较辊磨严格。根据粉磨工作面的几何数学推导可知, 辊磨允许的极限粒径可达辊径的10%, 一般按5%控制, 辊压机允许的极限粒径为辊径的6%, 按3%控制, 如ϕ2000mm的辊压机入料粒度应控制在60mm以下, 粒径太大, 或粗颗粒太多, 易影响辊压机的稳定运行。另外, 进入辊压机荷重仓的物料要求均匀, 不允许存在严重的离析现象, 否则辊压机也不可能长期稳定运行。

辊压机系统运转率有待进一步提高。从机械结构分析, 辊压机比辊磨简单, 但是辊压机操作压力远高于辊磨, 系统流程相对复杂, 故障点有所增加。辊面的磨损也是不可避免的, 当有高磨蚀砂岩配料时磨损会加剧, 磨损后应及时修复, 到目前为止尚无数年免维护的压辊出现, 一般使用周期即补焊间隔时间均为数千小时, 使用寿命可达数万小时。及时在线补焊可以避免大修, 提高运转率, 稳定产量和质量。物料的输送环节也可能影响系统运转率, 如循环提升机要有一定的抗过载能力, 当来料粒度发生波动时, 辊压机辊缝会发生变化, 通过量就会有波动, 特别是当辊压机内进入超大颗粒或铁件时程序要求卸压, 瞬间通过量大增, 容易造成提升机超载跳停。

立磨生料粉磨过程建模与优化设定 篇4

当前,对于立磨的研究主要集中在操作变量的控制方面,控制方法多以PID或模糊PID为主[4]。文献[5]对立磨控制回路建立数学模型,采用预测控制方法对回路实现优化控制; 文献[6]基于支持向量机建立主控制回路模型,通过模糊聚类分析和主成分分析建立故障诊断的专家数据库。以上研究仅涉及到如何使控制器更好地跟踪设定值,而没有考虑到不断变化的粉磨工况对变量设定值的影响,以及如何给出最优设定值的问题。现阶段,实际粉磨过程中变量的设定一般是操作人员凭经验进行手动调整,这样会使整个粉磨过程变量设定带有很强的主观性与随意性; 并且,立磨生料粉磨过程是一个同时含有物理、化学变化的复杂过程,具有非线性及强耦合等特点,无法依据传统方法建立准确的数学模型。

针对以上问题,笔者将小波神经网络和案例推理相结合,基于建模和推理方法,提出了一种立磨生料粉磨过程关键变量的优化设定方法。

1 立磨生料粉磨工艺流程①

立磨生料粉磨工艺流程如图1 所示。原料通过输送皮带进入立磨,通过磨盘的转动和磨辊的加压对原料进行粉磨。同时,来自窑尾的热风对磨内含水物料进行烘干并起到输送粉尘的作用,大颗粒回落到磨盘上进行重新粉磨; 小颗粒被气流带入分离器,进行分选。粗粉返回磨盘再粉磨,合格的成品( 细粉) 随气流带出机外被收集作为产品。在粉磨过程稳定的情况下,磨内压差一般控制在4 500 ~ 6 500k Pa,出磨生料粒度一般维持在80μm的筛余量不大于25% ,一般控制在20% 左右。根据磨机的运行过程、操作规则和现场操作员的经验可知,判断粉磨过程好坏与否的两个主要指标是磨内压差( 即立磨进出口压差) 和生料粒度,影响这两个指标的变量主要有喂料量、入磨风温、分离器转速和循环风阀门开度这4 个指标。

2 立磨生料粉磨过程指标预测模型的建立

2. 1 小波神经网络

小波神经网络( WNN) 是基于小波变换的前馈型神经网络[7~9],隐层节点的激励函数为小波基函数,隐层权值和阈值由小波基函数的伸缩因子和平移因子替代。多输入多输出小波神经网络模型的结构如图2 所示。

其中,xi( 1,2,…,M) 是小波神经网络的输入参数,yk( 1,2,…,K) 是小波神经网络的预测输出,ωij是输入层到隐层的连接权值,ωjk是隐层到输出层的连接权值。隐层神经元的输入和输出分别为:

式中aj、bj———伸缩因子和平移因子;

H( j) ———第j个神经元的输入;

N ———隐层神经元个数;

ψ( j) ———第j个神经元的输出;

ψj———小波基函数。

网络的输出为:

式中K———网络输出个数。

设定网络的目标训练误差为:

式中dk、yk———期望输出和实际输出;

P ———训练样本数。

根据误差函数,可以得到权值的调整量:

式中 η———网络学习速率。

通过增加动量项 α 来克服训练过程的振荡,避免在调整权值的过程中陷入局部极小,可以加快训练速度,输入层到隐层的权值调整形式如下:

同理可以得到 ωjk( t + 1) 、aj( t + 1) 和bj( t +1) 。

2. 2 模型仿真结果和分析

笔者采用小波神经网络建立指标预测模型,将喂料量x1、分离器转速x2、循环风阀门开度x3和入磨风温x4作为网络输入,生料细度y1和磨内压差y2作为网络输出。将从山东某水泥厂实地采集到的281 组数据分为200 组训练数据和81组测试数据,选取网络结构为4-30-2,泛化效果如图3、4 所示。

为了验证所建WNN指标预测模型的有效性,利用相同的数据和网络结构,建立了BP模型。两个模型的比较见表1。从两个模型的泛化效果可以看出,基于WNN的指标预测模型比BP模型有更好的泛化精度,误差更小。

3 立磨生料粉磨过程优化设定方法

3. 1 优化设定方法框架

案例推理( Case-Based Reasoning,CBR) 是一种基于经验问题的求解方法[10~12],通过修改已经存在的案例解来满足新问题的需要。笔者将案例推理、粒子群优化算法和指标预测模型相结合,提出了针对立磨生料粉磨过程的优化设定方法,如图5 所示。

在构建案例库时,笔者依照上述WNN指标预测模型和变量约束条件,采用粒子群优化算法完成对案例的优化,将优化后的案例存入案例库。当出现新的粉磨工况需要对变量进行设定时,通过案例搜索查找匹配案例,并将通过案例修正与重用后得到的案例解送入指标预测模型,如果预测结果满足期望,则不用进行调整,直接应用并存储; 如果不满足期望,则需进行专家修正。

3. 2 案例库的建立与案例优化

根据已建立的指标预测模型,确定生料细度值y1和磨内压差y2的理想指标如下:

其中,生料细度的建议范围为( 20. 7 ± 2) % ,磨内压差一般控制在5 700k Pa以下。因此建立优化模型如下:

采用粒子群优化算法( PSO) 对每一个工况进行求解[13],算法流程如下:

a. 初始化种群,设定最大迭代次数和学习因子;

b. 计算粒子的适应度,根据适应度值确定粒子个体的当前最优和全局最优位置;

c. 对比粒子的当前最优位置和全局最优位置,引导粒子向最优飞行;

d. 更新粒子的位置和速度;

e. 判断是否达到最大迭代次数,如果没有达到则转到步骤c继续优化,否则输出最优解。

将得到的优化案例解与原始案例描述以如下方式组合成新的案例存储到案例库中:

式中Ck———案例库中案例;

Fk———案例描述;

Jk———案例解;

m ———案例数量。

案例结构见表2。

3. 3 案例搜索

笔者采用最近相邻法进行案例搜索,设当前工况为C,相应的工况描述为F = { fi} ( i = 1,2,3) ,案例库中Ck的案例描述为Fk= { fi,k} ( k = 1,2,…,m) ,则工况描述fi和fi,k的相似度为:

工况C和案例Ck的相似度为:

其中,ωi为案例属性的特征权值,根据经验知识确定。案例的相似度阈值simth表示如下:

将检索出达到案例相似度阈值的所有案例作为备选案例。

3. 4 案例重用与修正

一般情况下,搜索出来的案例不能直接应用,需要对其进行案例重用。假设搜索到r个案例{ C1,C2,…,Cr} ,相似度可以表示为sim( C,Ck) ,相应的案例解为:

则当前工况的解J=(j1,j2,j3,j4),其中。

将经过案例重用后得到的案例解代入指标预测模型中,若得到的预测值满足期望指标的范围,则无需进行修正,否则将采用专家规则进行修正。现阶段是凭借人工经验进行矫正,直到满足条件为止,然后将修正后的案例解作为当前工况的操作设定值,赋予下层控制器进行跟踪。

3. 5 仿真分析

利用上述立磨生料粉磨过程优化设定方法,对各工况下的关键变量的设定值进行寻优。图6、7 分别给出了在工况不断变化时,通过人工设定和利用优化设定方法给出的设定值,使生料细度和磨内压差这两个指标变化的情况。

从图6 中可以看出,人工设定的变量值使得生料细度指标波动较大,很难稳定在期望指标附近; 而采用笔者的优化设定方法后,生料粉磨指标围绕期望值小幅波动,满足工艺的相关要求。从图7 中可以看出,通过应用优化设定方法,磨内压差相比人工设定减小,这样有利于保持磨内的循环稳定,降低磨机负荷。

4 结束语

针对立磨生料粉磨过程缺乏精确数学模型、工艺机理复杂、影响因素众多、具有强非线性及强耦合等复杂特性,以及在实际生产过程中存在人工设定参数的随意性等问题,笔者利用小波神经网络,建立了立磨生料粉磨过程指标预测模型; 然后将案例推理技术、粒子群优化算法和WNN指标预测模型三者相结合,建立粉磨过程的优化设定模型,实现对于不断变化的工况给予关键变量最优设定值的功能,避免了人工设定的主观性和随意性,仿真结果表明了该方法的有效性。笔者的建模和智能优化设定方法对类似的复杂工业过程生产优化有一定的参考意义。

摘要：针对立磨生料粉磨过程中生料细度指标无法在线检测,以及因粉磨工况不断变化而导致的不能对关键变量给予较准确设定值的问题,采用小波神经网络建立了立磨生料粉磨过程的生产指标预测模型,并与BP神经网络模型进行对比,验证了模型的有效性;然后,将案例推理技术与粒子群优化算法、指标预测模型相结合,实现了对粉磨过程中关键变量的优化设定。仿真结果证明:笔者提出的优化设定方法对于立磨生料粉磨过程的变量设定是有效的。

生料粉磨 篇5

1 技术背景

国内的设计方案基本都是在两个系统之间的连接管道上设置调节型百叶窗阀, 虽然百叶窗阀具有很好的调节功能, 但密封效果较差, 在其完全关闭时, 也会有4%~5%左右的漏风率, 根本难以实现安全保障。此前国内就有过多起类似的安全事故发生。

国外的水泥客户, 大多对该处的设计十分重视。尤其是欧洲的水泥客户, 都有自己的一套严格的限制性要求。我公司在与国外客户的合作过程中, 结合国内外的设计与使用经验, 创造性地提出了“密封蝶阀+百叶窗阀”并用的简单模式, 既解决了国内安全性差的问题, 同时也避免了国外方案的复杂性。现已在国外多个项目上进行应用, 得到了客户的一致好评。

2 国内通用设计方案

生料粉磨与废气处理系统的工艺流程见图1。废气处理系统与生料粉磨系统同时运行时, 阀门1与阀门2共同操作, 用以控制来自ID风机的热风进入磨机的风量;而阀门4与阀门3共同操作, 用以控制来自磨机风机返回到磨机的风量即循环风量。

操作要求是:当生料粉磨系统停机而烧成系统还需要继续运行时, 阀门1与阀门4完全关闭, 隔断来自ID风机的热风, 使其不能进入生料磨与磨机风机。同时, 阀门2完全打开, 使热风全部进入除尘器, 并通过废气风机进入烟囱排放。

目前, 国内还很少有专门针对生料磨停机时该连接管道密封情况的严格安全性要求, 大多是直接将管道上用于调节风量的百叶窗阀关闭即可 (图1中的阀门1与阀门4) 。但百叶窗阀即使是处于全关闭状态, 也有4%~5%左右的漏风, 而且, 随着系统运行时间的延长, 因为磨损等原因所造成的缝隙会使阀门漏风率进一步上升, 也就不可能起到真正的有效隔断功效。

如果直接将百叶窗阀调换成密封性能较好的可调节性蝶阀, 也存在着以下几项问题:

1) 调节性能差。蝶阀一般采用的是单或双翻板, 阀板面积巨大 (有时直径甚至会达到4m甚至5m) , 一个很小的调整就会引起较大的风量变化。管道规格越大, 其调节性能就越差, 进而造成整个系统运行稳定性较差。

2) 系统运行时, 管道内负压较大, 不但调节困难, 而且对规格较大的蝶阀, 其本体以及执行机构等的设计与制作, 就需要提出更高的质量要求。

3) 局部积灰与磨损严重。系统运行时, 阀门在绝大多数时间内不是处于全开或者全关状态。这样, 不但阀板将会受到运行介质的磨损, 也极易造成其底部形成积灰, 使阀门难以完全关闭, 起不到“隔断”的功效。

因此, 国内目前所通行的单阀门的设计方案, 是起不到真正有效“隔断”作用的, 也无法得到对安全要求比较高的国外水泥企业的认可。

3 欧洲设计要求分析

国外的高端客户对安全均有着极其严格细致的规定。在该系统上, 要求在设置具备调节功能的百叶窗阀的同时, 还需要在其一侧, 再设置一台“开/关型”的闸板阀。也就是“闸板阀+百叶窗阀”的配置方案。当废气处理系统与生料粉磨系统同时运行时, 闸板阀处于全开状态, 通过百叶窗阀调节进入生料粉磨系统的热风比例;生料粉磨系统停机、废气处理系统需要运行时, 闸板阀则处于全关闭状态, 可以保证两个系统真正处于完全的隔断状态。

这样的设计, 虽然可以同时实现调节与隔断功能, 但也存在着很大的不足:

1) 投资大。水泥行业逐渐向大型化转化, 工艺管道直径较大, 致使闸板阀外形巨大, 质量多在十余吨以上, 价格昂贵。

2) 工艺布置困难。由于设备外形大、质量重, 往往需要设置专门的支撑结构以及足够的检修维护空间, 也就进一步增加了工程上的投入。

3) 设备质量要求高。国内的闸板阀在冷态时运行情况较好, 但在热态时, 却经常出现“打开了关不上, 关上了打不开”等不良情况。如果购买国外的设备, 其价格又会大幅上升, 基本都是国内价格的1~2倍。

4“密封蝶阀+百叶窗阀”设计方案

根据国内外的设计与使用经验, 以及现行设备的运行特点, 我公司设计了“高温密封蝶阀+百叶窗阀”的设计方案, 见图2, 用相对轻巧的高温密封蝶阀取代笨重的闸板阀, 起“开/关”作用, 生料粉磨系统运行时, 蝶阀处于全开状态, 生料粉磨系统停机时, 碟阀与百叶窗阀均处于完全关闭状态。

密封蝶阀的隔断功效基本在99%以上, 虽然还不能等同于闸板阀, 但当其与百叶窗阀共同作用时, 对管道内的热风, 就可以实现100%隔断。

目前, 国外的Lafarge、Holcim、海德堡、意大利水泥等客户, 均已接受了“密封蝶阀+百叶窗阀”设计方案。近年来, 除极个别项目业主有单独的要求外, 我公司在国外的所有新项目, 均采用了该方案, 业主反馈效果良好。

5 综合对比分析

表1是我公司在国外的两个项目上使用的“密封蝶阀+百叶窗阀”方案, 与单独百叶窗阀, 以及“闸板阀+百叶窗阀”方案的综合对比 (所有设备均为国产) 。

在两个系统之间运行的热风, 通常只有300~350℃, 短期异常状况时, 最高温度也只有450℃左右;而管道内出现的临时性正压, 一般不会超过300Pa, 长期存在的负压也只在300~500Pa左右;标态下热风中的粉尘浓度在70g/m3以下, 磨蚀性不高。所以, 对阀门的材料与设计并没有严格的特殊要求。表1中的蝶阀、百叶窗阀以及闸板阀的阀板材质, 使用的都是普通的碳素钢Q235-B。

百叶窗阀与蝶阀的设计原理基本相近, 所以其质量、材质、价格等也比较相近。价格对比中, 虽然没有给出闸板阀的数据, 但是, 即便不考虑闸板阀的设计与制作难度要比蝶阀与百叶窗阀高很多, 单就其设备质量就可以知道, 其价格应该是蝶阀、百叶窗阀的二倍以上, 安装也更复杂, 支撑结构也需要增大成本。

6 结束语

生料粉磨 篇6

1 MPS3350B立式磨系统生产及主要设备

1.1 工艺流程简介

MPS3350B立式磨生料粉磨系统是烘干, 选粉和输送功能于一体的紧凑系统。我公司采用砂岩, 铁粉, 石灰石, 粉煤灰四组分配料。这四种料从各自的料仓下来由4台给料机经4台电子皮带秤计量后, 现经199m米皮带, 28m米输送机经过三道锁风阀后进入立磨, 落在转动的料盘上, 在离心力的作用下向磨盘边缘移动, 并受到磨辊的碾压而粉碎, 粉碎后的物料被风环处高速上升的气流带起, 大颗粒直接落到磨盘上重新粉磨, 气流中的物料经旋转的分离器选粉后, 不合格的粗粉分离下来经锥斗落到磨盘中央重新粉磨 (此过程称内循环) , 细粉随气流一起出磨, 在旋风筒和系统收尘装置中收集下来, 即为合格生料。还有少量的物料通过风环落下, 经刮板刮出, 通过输送设备重新输入磨内粉磨 (此过程称为外循环) , 如此循环反复, 在研磨的同时, 物料充分与热气流进行热交换, 从而被烘干, 得到符合粒度要求, 含水量小于0。5%的产品。用于立磨烘干的热风来自于窑尾气, 管路上设有冷风阀和热风炉 (没有窑尾废气时使用) 。工作流程见图1。

1.2 生料系统主要设备 (见表1)

2 立磨操作要点

2.1 启磨操作注意事项

起磨时由于MPS型立磨没有升辊机构, 没有在线调压手段, 主要靠辅传布料, 借助主, 辅传扭力差启动, 对磨况判断不好, 操作不当, 很容易振停启动失败, 因此在起磨过程中应注意如下事项:

2.1.1 在启动磨机前应对磨内料层做详细了

解, 设定好喂料量值, 设定值要比正常值低5t/h, 设定好启磨时间, 决定在辅传启动后多少秒主传启动, 也就是说在主传启动时料床要有均匀的料缓冲层, 减小主传启动时的振动。启磨时间的设计是正常启磨的关键操作, 全凭操作员的实际经验来确定, 并在辅传启动后随磨况及时调整, 需眼疾手快。MPS3350B立式磨根据磨内料床厚度有两种启磨方式:带铺料启磨, 正常起磨。如果磨内料少, 就选用带铺料启磨, 设定好启磨时间。这种方式是先启动辅传电机, 再启动入磨皮带向磨内铺料, 辅传按设计好的时间脱开后, 主电机就能平稳启动, 如果磨内料多, 就选取正常启磨, 设计好启磨时间, 这时辅传先启动, 三道锁风阀启动, 辅传按设计好的时间盘磨, 碾压物料形成稳定料层后, 再启动主电机及各入磨皮带, 立磨就会平稳启动。

2.1.2 在启动辅传前应对磨机进行预热, 冷磨

烘磨分为两个阶段, 一阶段出磨温度60℃以下, 应注意升温的节奏要尽量缓慢平稳:二阶段, 温度达到60℃以上, 升温节奏可以加快, 如果粉状物料多, 料层不稳, 可选择低温启磨较平稳。

2.1.3 当磨机充分预热后, 可准备开磨, 启

动磨机及喂料前, 应确认粉尘输送及磨机辅助设备已正常运行, 主电机所有联锁条件都已满足并确认无其它主机设备启动的情况下, 给磨主电机, 喂料系统, 除渣系统发出启动命令, 然后辅传电机会按照设计好的启磨时间先带动磨盘运转, 然后启动主电机启磨, 启动磨辅传布料时, 可提前拉风至正常操作风量的85%, 等主传启动后, 随时根据主传电机电流及磨压差进行调整, 热风的供风量也是同步加入。

2.2 入口负压

合理的风速 (通过入口负压来控制) 可以形成良好的内部循环, 使磨盘上的料层稳定, 粉磨效率高, 我公司利用窑尾废气作为烘干热源, 同时循环风阀门100%开, 两者共同成为入磨风量的来源, 入口负压可通过调节开度及热

风阀门的开度来调节。负压值控制在8-10mba, 磨机运行较平稳。

2.3 磨机出口温度

出磨气体温度是衡量烘干过程是否正常的综合性指标。出磨风温不许超过120℃, 否则软连接要受损失。我公司出磨气体温度控制在85℃左右, 温度高因采用石灰石, 砂岩, 铁粉, 粉煤灰四组分配料中粉煤灰不易形成稳定料层, 磨机振动明显。温度低则出磨物料水份大, 易挂生料库壁。

2.4 压差

压差是MPS立磨运行中控制的重要参数之一, 它是指运行过程中, 分离器下部磨腔与热烟气入口静压差。压差的变化情况直接反映了磨内循环物料量的大小。正常情况下压差是稳定的, 表明入磨物料量和出磨物料量达到了动态平衡, 循环负荷稳定。一旦这个平衡破坏, 压差就随之变化。压差升高, 表明喂料量过多或选粉机转速过高, 磨盘上的料层变厚, 此时应减小喂料量, 降低选料机转速, 加大通风量, 防止饱磨振停, 压差降低与上述情况相反, 料层变薄, 此时应增加喂料量, 调高选粉机转速, 减小通风量, 稳定料层, 以防振动过大停磨。立磨压差的控制范围随衬板磨损程度, 物料粒度, 物料易磨性而有所改变, 基本原则是使立磨平稳运行, 我公司正常控制在55mm左右。

2.5 成品细度控制

成品细度是操作控制的一个主要招标, 生产中主要通过选粉机转速, 喂料, 研磨压力及通风量来达到。选粉机工作正常时, 成品细度较易控制, 我公司选粉机转速调整范围90~120r/min, 一般调整到110r/min左右就能达到80um方孔筛筛余12%。

2.6 液压压力

磨辊工作压力的大小直接影响立磨的产品粒度和粉磨效率, 液压压力过小, 研磨效率低, 物料得不到充分研磨, 粗物料在离心力作用下被甩向磨盘边缘造成吐渣现象;液压压力过大, 吐渣少, 但磨动行会不稳, 振动大。我公司压力值调整范围在150bar左右。

2.7 振动值

立磨振动是因为在研磨过程磨辊施加压力在物料和磨盘上引起的机械振动, 合理的振动是允许的, 但是振动过大就会造成磨盘和磨辊的机械损失以及附属设备和测量仪表的毁坏。振幅超标就会自动停车。振动值超过3mm/s预警, 超过5mm/s警告, 超过7mm/s高报, 达到10mm/s时, 保护跳停。影响立磨振动的原因有很多, 大块金属进入, 液压压力设置不合理, 物料易磨性和粒度, 入磨物料断料, 磨内通风不畅等, 最重要是料层厚薄不均。产生大振动是立磨运行不正常警示, 是某个方面出现了问题, 这就需要操作员有丰富的生产经验和综合判断能力, 及时发现问题调整参数, 尽可能避免振停。

MPS350B型立式磨系统各控制参数之间是相互联系, 相互影响的, 应是一个平衡的整体, 其中任一参数发生变化, 都会引起其它参数变化, 操作员要善于观察总结, 随外界因素变化, 及时调整相关参数, 使各参数匹配, 达到最优化, 以使磨机平稳运转。

结束语

我公司应用MPS3350B型立式磨系统以来, 该磨机性能良好, 生产稳定, 在水泥粉磨中有着较强优势, 优点主要表现在:

a.工艺流程简单, 结构紧凑, 占地面积小。

b.粉磨效率高, 质量高, 产量高, 自动化程度高, 易于控制。

c.系统运转时噪音低, 生产安全, 电耗低, 能充分利用窑尾气, 整个系统能耗低。

摘要：分析MPS3350B型立式磨的生产工艺流程, 并在此基础上介绍立磨操作要点。

生料辊压机终粉磨系统的提产措施 篇7

1 主机设备参数及配料情况

辊压机型号CLF200-160, 主电动机功率2 000k W, 循环风机功率2 000k W、处理风量800 000m3/h、全压7 000Pa, 称重仓容量为35t, 辊压机通过能力1 400~1 800t/h, 料饼厚度40~60mm, 设计台时产量420t/h。我公司采用的是四组分配料, 石灰石∶黏土∶砂岩∶硫酸渣=84∶7∶5∶4, 其中砂岩采用的是硬质砂岩, 结晶硅含量高, 一般在90%以上, 易磨性较差, 物料水分除石灰石外一般都在10%以上。生料粉磨系统工艺流程见图1。

2 导致辊压机台时产量低的原因

通过对系统运行参数的观察研究, 我们认为导致生料辊压机台时产量低的原因:

1) V型选粉机打散效果不好, 导致选粉效率仅55%左右, 一直偏低;

2) V型选粉机阻力大, 出口负压比正常值高了400Pa左右, 导致细粉不能被充分分离;

3) 称重仓下料不稳, 频繁塌料, 造成辊压机辊缝偏差大, 最大偏差在20mm左右, 压力波动大, 两边最大相差5MPa, 影响挤压效果, 甚至导致辊压机频繁跳停;

4) 循环风机进口风门阀板增大系统阻力。

根据以上几点原因, 我公司采取了相应的措施。

3 技改措施

1) 根据现场物料分布情况, 发现入V型选粉机料饼提升机下料口出现物料分布不均, 导致入V型选粉机出现偏料现象, 造成物料进入V型选粉机后分散不开, 选粉效果不好。我们根据下料口尺寸和物料偏离情况, 把下料管中间加两块隔板, 将物料分成三部分下料, 这样使物料均匀进入V型选粉机, 起到间接打散的作用。

2) 考虑到V型选粉机可调导风叶片已经可以起到导风打散作用, 原有固定导风板与可调导风板过于密集, 影响通风, 直接增大了阻力, 因此把右侧 (见图2) 调节叶片从下往上去掉5块, 左侧导流板由下往上去掉2块, 这样在不影响导风及打散的情况下在很大程度上减小了V型选粉机阻力, 使其选粉效果大大提高。

3) 考虑到称重仓原有下料管通过面积小, 物料流速快, 起不到缓冲和稳定料流的作用, 为此, (1) 将下料管由方管改成圆管 (见图3) , 原方管尺寸为700mm×1 600mm, 改为Ф1 600mm圆管, 长度为3 500mm, 这样可在一定程度增大称重仓容量; (2) 将下料管底部改用锥体在一定程度上起到缓冲作用, 以便在辊子上部形成稳定料压。改造后彻底解决了塌料问题, 并且稳定了辊压机辊缝。

4) 生料辊压机原循环风机设计有进口调节风门, 而我公司循环风机采用变频控制, 进口风门加大了系统阻力。为此, 利用避峰期间把进口风门阀板拆除后, 精细选粉机出口风压降低600Pa左右, 大大降低了系统阻力。

4 改后效果

改造后, 我公司生料辊压机系统台时产量有了显著提高, 从原有420t/h左右提高到520t/h以上, 最高可达550t/h, 生料粉磨工序电耗降低了3k Wh/t。

改造前精细选粉机选粉效率在70%以上, 转速35~40Hz, 产品0.08mm筛筛余在17%~20%左右, 改造后0.08mm筛筛余可达到8%~12%。这样, 当我们降低转速到20~24Hz时, 不但能保证0.08mm筛筛余在10%~15%, 还可再降低电耗。改造前后生料终粉磨系统技术参数见表1。