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开流高产筛分管磨机技术(二)

浏览次数: 日期:2005年6月21日 21:51

开流高产筛分管磨机技术(二)

开流高产筛分管磨机技术(一)

 

五、新型干法 熟料生产线水泥粉磨系统技术方案比较

  近几年来 , 开流高产筛分管磨机 技术已在许多水泥厂的水泥磨上得到成功应用。为了配合新设计的 600、1000t/d水泥熟料生产线上应用先进、可靠的技术,使工程建设投资省见效快,我们进行了以下比较。
1、600t/d 熟料生产线水泥粉磨系统
  建议在该生产线水泥粉磨系统上采用Φ3×11m 开流高产筛分管磨机 系统。下面将目前通常选用的Φ 3×9m闭路系统与之进行方案对比分析。
  假设原始条件为:
  物料种类:干法回转窑熟料,混合材为矿渣。
  熟料年产量: 18 万吨,水泥年产量: 21.5 万吨。
  水泥品种: 525 # R 普通硅酸盐水泥。
  方案一:采用Φ 3 × 9m 球磨机+ O--Sepa 高效选粉机的闭路粉磨系统,其技术指标为:系统产量: 34~36t/h ;电耗: 32~34kWh/t ;水泥细度: 3~5 ( R 0 .080 )。
  方案二:采用Φ 3 × 11m 开流高产筛分管磨机,其技术指标为:系统产量:24~36t/h ;电耗: 32~34kWh/t ;水泥细度: 3~5 ( R 0. 080 )。
   对比表明,开流系统和闭流系统的生产使用效果相似,主要技术指标很接近,在运转率上,开流系统稍有富余。
2、1000t/d 熟料生产线水泥粉磨系统
  建议在该生产线水泥粉磨系统上采用Φ3.6×13m 开流高产筛分管磨机 系统。下面将目前通常选用的Φ× m闭路系统与之进行方案对比分析。假设原始条件为:
  物料种类:干法回转窑熟料,混合材为矿渣。
  熟料年产量: 30 万吨,水泥年产量: 36 万吨。
  水泥品种: 425#R 、 525 # R 普通硅酸盐水泥。
  方案一:采用Φ 3.8 × 12 m 球磨机+Φ 4.0 高效旋风式选粉机的闭路粉磨系统,其技术指标为:系统产量: 56 t/h ;电耗: 40kWh/t ;水泥细度: R 0 .080 <3.0 。
  方案二:采用Φ 3.8 × 13m 开流高产筛分管磨机,其技术指标为:系统产量: 60t/h ;电耗:35kWh/t ;水泥细度: R 0 .080 <4.0 。上述两个粉磨系统的技术性能见表6 。

性 能

Φ 3 × 9m + O-Sepa

Φ 3 × 11m +开流高产磨

粉 磨 系 统

闭路

开路

磨 机 规 格( m )

Φ 3 × 9

Φ 3 × 11

磨机电机功率( kW )

1000

1250

磨 机 转 速( rpm )

17.6

17.7

装 载 量 ( t )

80

100

选 粉 机 规 格

N — 1000

——

选粉机电机功率( kW )

75

——

主风机风量( m 3 /h )

70000

——

主风机电机功率( kW )

220

——

总装机功率( kW )

~1400

~1320

系统产量( t/h )

34~36

34~36

系统电耗( kWh/t )

32~34

32~34

设计运转率

0.7

0.8

需用运转率

0.68~0.72

0.68~0.72

 

球磨机(边缘传动)

150

198 (带有筛分技术)

选 粉 机

50

——

收 尘 器

72

20

风 机

8

1

输 送 设 备

40

10

起 重 设 备

20

20

土 建

180

120

安 装

55

40

合 计

575

409


表 6 两种粉磨系统的技术性能及投资

性 能

Φ 3.8 × 12m +Φ 4 旋风

Φ 3.8 × 13m 开流高产磨

粉 磨 系 统

闭路

开路

磨 机 规 格( m )

Φ 3.8 × 12

Φ 3.8 × 13

磨机电机功率( kW )

2000

2500

磨 机 转 速( rpm )

16.3

16.3

装 载 量 ( t )

140

170

选 粉 机 规 格

Φ 4m 旋风

——

选粉机电机功率( kW )

75

——

主风机风量( m 3 /h )

123000

——

主风机电机功率( kW )

132

——

总装机功率( kW )

~2450

~2550

系统产量( t/h )

56

60

系统电耗( kWh/t )

40

35

设计运转率

0.7

0.8

需用运转率

0.7

0.65

 

球磨机

 

 

选 粉 机

 

 

收 尘 器

 

 

风 机

 

 

输 送 设 备

 

 

起 重 设 备

 

 

土 建

 

 

安 装

 

 

合 计

 

 

六、开流高产筛分管磨机应用实例
  开流高产筛分管磨机 技术自 1985年以来,已在全国近300台大小规格不同的球磨机上改造使用,以下应用实例供用户参考、考察、学习。
1 、黑龙江省小岭水泥厂
  熟料的相对易磨性系数为 0.65~0.7 ,低于回转窑熟料易磨性系数的常规值 0.85~0.9 。也就是说,粉磨该厂熟料要比粉磨其它干法回转窑熟料时的产量低 20~25% 。该厂 1997 年全年统计生产数据见下表7:

磨机规格( m )

电机功率( kw )

装载量( t )

平均产量( t/h )

水泥细度( R 0.080 )

主机电耗( kwh/t )

Φ 2.4 × 12

800

65

17.5~18

6~7

~ 48

   ( 1 )、磨机工艺参数
  磨机设三个粉磨仓,其有效长度为:一仓 L 1 =3m ,二仓 L 2 =3m ,三仓 L 3 =5.55m 。一、二仓间采用双层隔仓板,二、三仓间采用单层隔仓板。
  磨机改造后,根据现场工艺条件,将一仓增加到 L 1 =3.55m ,二仓缩短为 L 2 =1.5m ,三仓增加到 L 3 =6.255m 。一、二仓间采用双层隔仓板,二、三仓间采用磨内筛分装置。改造前后仓位变化见表8。

表8 小岭水泥厂磨机改造前后的仓位变化

 

改造前

改造后

仓长( m )

占比例( % )

仓长( m )

占比例( % )

一仓

3.0

26.0

3.5

31.2

二仓

3.0

26.0

1.5

13.4

三仓

5.55

48.0

6.225

55.4

合计

11.55

 

11.225

 

  磨机改造后,对各仓球配及填充率进行了调整,配球特点是:一仓平均球径有较大提高,二仓球径则有所降低,三仓采用Φ 10~ 12mm 钢段,各仓球配及填充率见表 9 。
          表9  Φ 2.4 × 12m 水泥磨配球参数

 

有效长度 ( m )

钢球(段)规格( mm )

装载量( t )

平均球(段)径( mm )

填充率( % )

一仓

3.5

Φ 70~ Φ 100

18

85

27.5

二仓

1.5

Φ 30~ Φ 60

7.5

48

26.7

三仓

6.225

Φ 10 ~ Φ 12

38

10.8

32.0

合计

 

 

63.5

 

 

  ( 2 )、产量和电耗
  3 # 水泥磨于 1998 年 6 月 13 日实施技术改造, 6 月 18 日凌晨试车运行。连续运行半个月后,与未改造的 4# 磨的出磨水泥总量及磨机实际运行时间、电度表显示的耗电量等实际统计的产量和电耗进行比较,见表 10 。
        表 10 Φ 2.4 × 12m 水泥磨改造效果比较

项 目

磨机产量 (t/h)

主机电耗 (kwh/t)

细度 (R 0.08 )

3 # 磨(已改)

22.1

35.8

4.5

4 # 磨(未改)

18.2

48.6

4.8

变化

21.4%

-26.3%

-0.3

  ( 3 )、产品质量
  磨机改造前后的细度控制对产品质量是否存存在影响,我们统计了七月份 3# 、 4# 两磨出磨水泥的物理性能数据,表明两者的物理性能保持一致。因此,开流高产筛分管磨机的增产节能效果完全具备确保水泥质量的前提。表 11 以七月份逐日统计数据计算列出两台出磨水泥物理性能的平均结果。
      表11   改造前后的水泥物理性能比较

磨号

细度

安定性

抗折强度( MPa )

抗压强度( MPa )

3d

28d

3d

28d

3# (已改造)

5.0%

合格

4.9

7.8

28.1

53.8

4# (未改造)

5.3%

合格

4.9

7.8

28.0

53.9

  上述改造效果,经验收完全达到预期指标,该厂并将 4 # 水泥磨于 8 月 18 日开始也进行开流高产筛分管磨机改造, 8 月 22 日投产,同样取得了令人满意的效果。  ( 4 )经济效益分析
  开流高产筛分管磨机的经济效益,是许多水泥企业一直关注的问题。对此,谨以小岭水泥厂的实际生产情况进行分析,加以说明。
  增产效益。小岭水泥厂每年旺销期仅 6~7 个月,经济效益主要依靠销售旺季尽量多产水泥来实现,两台Φ 2.4 × 12 m 水泥磨技改后,每台产量增加 3.9t/h ,按每年 6 个月旺销期,每月 30 天,每月运转率为 85% 计算,旺销期内多生产水泥:
  ( 6 × 30 × 0.85 × 24 )× 3.9 × 2=28641.6 吨
  每吨水泥售价为 370 元 / 吨,增加产值:
  28641.6 × 370 × 10 -4 ≈ 1059.7 万元
  每吨水泥可获利 50 元 / 吨,年利润为:
  28641.6 × 50 × 10 -4 ≈ 143.2 万元
  节电效益。磨机改造后,该厂吨水泥电耗下降 12.8 度 / 吨,按年产水泥 20 万吨计,年节电量为:12.8 × 20 × 10 -4 =256 万度
  每度电 0.5 元 / 度,年节电效益为:
  256 × 0.5=128 万元
  企业每年获利总额: 143.2 + 128=271.2 万元
  投资回收期。两台磨技改总投资 80 万元,投资回收期为: 80 / 271.2=0.29 年。
  上述分析,仅以小岭水泥厂的实际情况而论,对许多水泥厂而言,旺销期相对较长,电价较高,加之增产降耗幅度更大,其经济效益更为显著。由此可见,开流高产筛分管磨机 技术是一项投资省、见效快、技术指标先进的一项实用技术。小岭水泥厂在改造完成一台磨机的情况下,立即着手另一台磨机的改造,就充分证明了该技术的可靠性和良好的增产节能效果。
2 、其他使用厂家
       
表12  磨机改造前/后主要技术指标对比

厂名

磨机规格

台时产量
t/h

增产幅度
%

细度%
R 0.08

主机电耗
kWh/t

节电幅度
%

广西黎塘

φ 3×11m

31.69/42.09

32.80

6.94/5.39

32.7/25.16

23.10

福建南平

φ 3×11m

/42.55

 

 

/26.86

 

山东兖州

φ 3×11m

/35.40

 

/2.8

/34.23

 

郑州金龙

φ 2.6×13

/34.7

 

/2.2

/25.94

 

重庆腾辉

φ 2.6×13

/31.5

 

/2.6

/28.57

 

山东章丘

φ 2.6×13

/32.0

 

/4.4

/28.14

 

湖北黄冈

φ 2.6×13

28.0/35.7

27.50

4.5/3.5

33.2/25.2

24.1

广西柳州

φ 2.5×14

21.5/29.2

35.85

4.5/3.0

36.4/27.8

23.6

内蒙蒙西

φ 2.4×13

/26.90

 

/3.0

/27.6

 

山东张店

φ 2.4×13

19.5/28.0

43.6

 

 

 

新疆水泥

φ 2.4×13

22.59/31.92

41.30

8.0/5.6

31.38/22.94

26.90

黑小岭厂

φ 2.4×12

18.0/24.0

33.3

4.8/4.5

48.6/35.8

 

安徽庐江

φ 2.4×8

14.0/18.3

30.7

8.0/7.0

 

 

福建南平

φ 2.2×13

16.47/22.09

34.12

7.1/6.4

35.22/26.47

24.84

安徽冶山

φ 2.2×11

/22.4

 

/4.5

 

 

安徽建新

φ 2.2×11

/21.0

 

/4.0

 

 

安徽庐江

φ 2.2×7.5

/14.5

 

/5.0

/26.0

 

武汉凌云

φ 2.2×7.5

9.0/12.5

38.8

 

 

 

江西上高

φ 1.83×7

6.5/9.0

38.5

 

 

 

   从表12中我们可见,普通开路磨改造为 开流高产筛分管磨机 ,产量的增幅在 25%~35%,达到普通闭路磨的水平,个别的较高,达到53.8%。但是主机电耗大都很接近,在25~28Kwh/t。可以这么认为:普通开路磨改造为 开流高产筛分管磨机 后,增产幅度基本在 25%~35%,至于个别厂家幅度很高,其功劳不能完全归功于改造,而是原生产中没有达到应有的水平,而在改造中得到挖潜而已。
七、 开流高产筛分管磨机 技术的有关问题探讨
1、工艺流程与水泥强度的关系
  大多数水泥厂都是利用水泥细度(R 0。08 筛余值)来控制出厂水泥质量,保证水泥强度,而水泥的强度主要来源于3~30微米颗粒的含量,其含量高,水泥强度就高。在水泥细度相同的情况下,普通开路粉磨系统由于过粉磨严重,水泥成品中小于3微米含量较高,而这部分含量对水泥强度贡献较少,相应地3~30微米颗粒的含量就低,因此普通开路粉磨系统并不利于水泥质量的提高;闭路粉磨系统则情况正好相反,水泥成品中小于3微米含量较少,但由于大于30微米的含量较开路粉磨系统高,使得水泥成品中3~30微米含量并不很高,同样不利于水泥质量的提高; 开流高产筛分管磨机 实际上是带磨内选粉的开路粉磨系统,水泥成品中小于 3微米含量大于闭路系统而小于普通开路系统,虽然过粉磨现象较闭路系统严重,但由于细磨仓物料颗粒粒径均匀性较好,且使用微段提高了粉磨能力,使得水泥成品中的颗粒分布比较理想,3~30微米含量反而比闭路系统高,最有利于水泥强度的发挥。我们对以上三种系统在相同的工艺条件下作的粒度分析,证明了我们的结论是正确的。可以这样认为 开流高产筛分管磨机 既克服了普通开路系统的微粉量过多的弊病,又解决了闭路系统微粉不足的问题,在水泥细度相同的情况下,最有利于水泥强度的发挥,因而是一种理想的粉磨工艺系统。
2、与其它水泥粉磨新技术的关系
  由于一般的水泥熟料都比较难破碎,因此,目前国内的水泥熟料破碎机或细碎机等设备过关的不多。主要表现在锤头等关键易磨易损部件的使用寿命太短,使用过程中由于磨损快使出料细度不易控制,设备易损件更换量大。当然应用熟料破碎机降低入磨物料粒度,无疑对提高磨机产量是有好处的。
  各种新型选粉机设备的开发利用,确实比传统的带离心式选粉机闭路粉磨系统前进了一步,产量也得到一定程度的提高。但选粉设备毕竟只是减少了磨机的过粉磨现象,但这种改善不是无限度的。同时,选粉设备本身并不能产生水泥成品中的微粉,即没有粉磨能力。因此,选粉设备性能的进一步提高所带来的水泥磨机产量的提高是有限度的。从经济及管理上考虑,过分追求选粉设备的先进性并不是一种好的选择。但有一点是肯定的,对于长径比为 3及以下的短磨机,采用选粉机的方案是正确的。目前在闭路磨上改造内筛分技术仅能提高约10%的产量。
  以高压料层粉碎理论为基础的挤压机预粉磨技术,由于能量利用极为合理,因而增产节能效果显著,近几年来获得了一定的发展。实践表明,挤压机与球磨机的闭路系统工艺基本可以达到:系统电耗降低 30%;产量提高40%以上。同样挤压机与 开流高产筛分管磨机也可组成 技术经济指标非常先进的粉磨系统。
  总之, 开流高产筛分管磨机 技术具有良好的技术经济指标,系统简单且容易实现,适用范围广,因而在水泥粉磨中具有一定的优势。当然, 开流高产筛分管磨机 技术本身并不排斥多破少磨技术、挤压预粉磨技术甚至闭路生产技术,只要条件允许可以和上述技术中的各类设备组成各种系统,各自发挥自身优势,达到更好的技术经济效果。可见, 开流高产筛分管磨机 技术在水泥粉磨生产中与其它技术有良好的兼容性,具有广阔的应用前景。
3、技术方案确定及调试的重要性
  由于各厂的工艺条件、熟料易磨性、混合材掺量、水泥品种等具体情况的不同, 开流高产筛分管磨机 的技术方案的实施要因厂而宜。该技术的应用是一个完整的体系,并非象有的人误认为的只是安装一特殊隔仓板而已。在应用过程中技术方案的确定是极其重要的,关键的技术参数有:粗磨、细磨平衡的仓位合理划分;筛分装置的过料能力的平衡(筛孔尺寸及料位控制装置);磨尾出料装置的过料能力;衬板类型的选择;微段的合理配置;活化衬板的使用等。这些工作参数的确定必须全面综合地考虑,不但要适应各厂的具体情况,而且要使各工作参数之间不发生冲突,使整个系统达到良好的工作状态,而这些都必须由熟悉磨机改造的专业人员来完成。调试工作同样重要,前述磨机工作参数的合理与否要通过调试结果来检验,同样根据调试运行中发现的问题又要反过来调整磨机工作参数。调试是一项技术性要求很高的工作,调试人员必须具备能够发现并解决问题的能力,这种能力很大程度上是一种调试经验的积累。如果把 开流高产筛分管磨机 技术的磨内装置当成硬件部分,那么,技术方案确定及调试工作就是软件部分,这两部分的有机结合是该技术成功应用的关键。我们发现有的厂家盲目使用该技术,而未达到应有的效果,造成了不必要的损失。 开流高产筛分管磨机 技术是合肥院的专利技术,该技术从来没有向任何一家企业或个人转让过。目前市场上某些企业或个人冒充合肥院的受让技术进行推销磨机改造,提醒厂家一定要防止假冒。
4、开发推广前景
  开流高产筛分管磨机 技术集高产、高细、节能三大特点于一体,满足了企业对磨机不同需要而灵活运用的要求。在开发推广过程中, 开流高产筛分管磨机 技术也成功应用于其它物料的粉磨上,该技术的前景着眼于她的现实意义和技术应用面的拓宽。
  ⑴、 2000年水泥新标准的实施,直接反映水泥的强度指标要有新的提高,间接要求水泥的颗粒组成改善和30微米以下微粉含量的增加。而 开流高产筛分管磨机技术正好迎合了新标准的要求。与其它粉磨系统相比,开流高产筛分管磨机生产的水泥其 30 μ m 以下微粉的平均体积含量要高 1.5~2.0%, 出磨水泥细度相同的情况下,比表面积高 40~50m 2 /kg, 强度高 3~5MPa 。
 大庆林源 1997年新建年产10吨水泥粉磨站,配套主机HFCG80-20挤压机、SF400/100打散分级机、φ2.2×7.5m高细磨。生产525普硅,15t/h,比表面积400m 2 /kg 。
  ⑵、生料磨上的应用。 1998年在山东肥城矿务局水泥厂φ1.8生料磨上实验应用开流高产筛分磨技术,磨头配置热风炉,磨尾完善收尘系统。在产品细度R 0.08 =8~10%的情况下,磨机产量12.5t/h,比原来提高 30%。
  ⑶、无烟煤的粉磨。近几年在南方地区推广旋窑采用无烟煤煅烧工艺,这其中两大技术:适合无烟煤燃烧的喷煤管,以及将无烟煤细磨到 R 0.08 =3~4%的煤磨。1999年第一台采用开流高产筛分磨技术,设计为二仓的φ2.2×5.8m无烟煤细磨机,投入福建岩城水泥集团大田水泥厂600t/d生产线。目前在开发设计700t/d、1000t/d、2000t/d熟料生产线配套的无烟煤细磨机。

磨机规格 m

装载量

主电机

入磨粒度

入水分

产量

细度 %

出水分

φ 2.2×5.8

24t

280Kw

≤ 25mm

≤ 8%

6t/h

2 ~3

0.5-0.8

  ⑷、非金属矿的超细粉磨。 1998年合肥院粉磨所完成了三个型号的HGX系列高细球磨机,主要用于非矿的超细粉磨。磨机规格为φ1.5/φ1.8/φ2.2,产量从0.8~3.5t/h,产品细度D 97 =8~120 μ m 。 1999 年底第一台 HGX 高细球磨在安徽青阳方解石生产线上投入使用,出磨细粉中 10 微米以下的微粉含量高达 65% 以上。
  综上所述, 开流高产筛分管磨机 技术具有广泛的适用性,具有集高产、高细、产品细度可任意调节的工艺先进性 。磨机内部改造只需 2~6天的时间,投资仅为相应闭路系统的1/2~1/3,一般不超过半年可收回投资。磨机系统运转率高、操作简单、维护方便,增产节能效果显著,因而该新技术具有技术经济上的优势,值得在水泥粉磨和其它非矿细磨中大力推广应用。

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