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                            技術 | 基于水泥聯合粉磨系統節能降耗途徑的分析

                            來源:《濮陽同力水泥有限公司》 發布日期:2021/11/18 編輯:張翀
                            核心提示:基于水泥聯合粉磨系統節能降耗途徑的分析

                            引言


                            水泥加工生產時,粉磨是較關鍵的環節,其耗電量最高,約占生產總耗電量的65%。所以,企業如何提升水泥粉磨工作效率、減少電量消耗,是各大水泥廠實現節能降耗最為重要的一部分。陶瓷球具有密度低、質量輕、強度高的特點,其密度只是鋼球二分之一。當填充率相同時,磨機的裝載量大幅度下降,會導致磨機運行電流降低,進而減少電力消耗量。


                            由此說明,同等填充率情況下,運用陶瓷研磨體可以有效節電,通過減少裝載量也可以達到相同目的。下文通過對TL公司的鋼球進行陶瓷研磨體替換,分析粉磨系統的節能途徑,研究粉磨系統球磨機與輥壓機的匹配。


                            一、實驗方法


                            TL公司生產水泥的兩條生產線使用Ф170-140輥壓機、N-4500選粉機以及Ф4.2m×13m水泥磨建立聯合粉磨系統,其中,輥壓機功率2×1 200kW,一倉、二倉均使用高鉻鋼球,主機功率達到3550kW。一號生產線用陶瓷研磨體替換鋼球,二號生產線減少鋼球裝載量,以此進行實驗分析。


                            一號生產線具體改造內容為:將一倉的隔倉板后移約1.25m,長度改為3.75m,調整一倉的鋼球級配(見表1);將二倉的有效長度縮短到8.75m,并將鋼球替換為陶瓷球(見表2)。


                            二、改造實際效果


                            一號生產線主要生產P·O42.5級別水泥,將鋼球替換為陶瓷研磨體,持續運行生產6個月左右。


                            2.1 水泥的生產品質


                            替換成陶瓷研磨體后,水泥的各基本指標均未出現較大參數變化,強度達到相關標準。水泥比表面積與篩余未出現較大變化,稠度需水量變化均在正常范圍內,符合標準要求;水泥3d和28d強度均滿足標準要求。


                            2.2 臺產的生產影響


                            替換后,P·O42.5的水泥生產有所降低,由于陶瓷研磨體密度相對較小,研磨能力較弱,導致磨機臺產減少,平均降幅保持在15%。


                            2.3 對水泥單位的能耗影響


                            將鋼球替換為陶瓷研磨體后,水泥磨工序的電耗降低,幅度在25kWh/t,平均電耗在28.0kWh/t,由此表明,生產線電耗優于32kWh/t的相應水平。


                            三、降低裝載量的效果


                            二號生產線正常鋼球裝載量為220t,改造后下降至177t,二號生產線同樣生產P·O42.5水泥,低載量生產6個月。


                            3.1 水泥的生產品質


                            鋼球裝載量減少后,水泥各基本指標均未出現較大參數變化,強度均能達到相關標準。水泥比表面積與篩余均沒有明顯變化,稠度需水量變化均在正常范圍內,符合標準要求;水泥3d和28d的強度為26.7MPa、50.3MPa,滿足標準要求。


                            3.2 臺產的生產影響


                            鋼球裝載量減少后,臺產平均生產量為246t/h,與一號生產線粉磨系統生產量基本一致。由此表明,鋼球的研磨特性較高,減少鋼球裝載量能夠確保高產能。


                            3.3 對水泥單位的能耗影響


                            鋼球裝載量減少后,二號生產線電耗為29.2kWh/t,遠優于行業先進指標。


                            四、節能降耗分析


                            4.1 主機的電耗分析


                            通過運用以下兩種方法:一是鋼球替換為陶瓷研磨體,二是減少鋼球裝載量。實驗結果表明,工序產生電耗明顯少于正常裝載量,表4是兩種方法的具體電耗情況。


                            表4 主機電耗的狀態



                            表4結果顯示,運用上述兩種方法可減少磨機電耗,兩種方法的電耗均下降到10kWh/t,下降幅度保持在18%。兩種改進方法全部提升了輥壓機功率,并將電耗提升到8kWh/t左右,提升近11%。一號生產線的輔助機械設備改進前的電耗是5.5kWh/t,改造后是5.9kWh/t,前后區別不大;二號生產線通過減少裝載量后,其輔助機械設備產生的電耗為6.9kWh/t,沒有統計改進前的二號生產線主設備電耗。


                            由此可知,輔助用的相關設備所產生的電耗,在生產中占比較小。改造后,電耗有效減少的原因是磨機本體電耗下降,而磨機與輥壓機均得到有效改進和優化。


                            4.2 輥壓機與磨機的做功情況


                            輥壓機與磨機所產生的電耗在19kWh/t左右,在工序電耗中占70%。一號線將鋼球替換為陶瓷研磨體后,輥壓機與磨機的做功比提升到0.7以上;二號生產線減少裝載量后,輥壓機與磨機的做功比仍保持在0.7以上。


                            輥壓機可以降低物料的顆粒大小,把塊狀物料轉變為細粉形狀。另外,還能使受擠壓的物料內部產生晶格裂紋,進一步提升物料自身的易磨特性。粉磨的整個系統中,輥壓機是非常重要的粉磨設備,其對粉磨系統各項經濟技術指標有直接影響。


                            球磨機內的研磨體是為更有效擠壓與磋磨相應物料,其主要工序是讓點和點有一定接觸,但做功效率較低,而輥壓機則是面和面接觸,做功效率相對較高。研究表明,輥壓機的工作效率是球磨機的2倍,而將鋼球替換為陶瓷球、減少鋼球裝載量均可有效減少球磨機做功,進一步提升了輥壓機的做功比,更利于系統節能降耗。


                            五、結束語


                            通過上述分析可以看出,改進后生產的水泥均能達到原有標準,降低鋼球裝載量未對臺產的產量產生很大影響,且電耗優于行業先進水平。通過分析總結出以下結論:


                            (1)減少裝載量以及鋼球替換為陶瓷研磨體的方法,可以有效減少系統能耗。


                            (2)鋼球替換成陶瓷研磨體后,水泥的生產量下降到217t/h,下降幅度約為15%,電量的消耗下降至2.5kWh/t,具有較強的節能效果。


                            (3)減小鋼球裝載量后,水泥的生產量大約在246t/h,其對臺產產生的影響較低,而電耗則下降至29kWh/t左右,最低時為27.4kWh/t,明顯優于當前國家標準。


                            (4)減少裝載量以及鋼球替換為陶瓷研磨體的方法,能改變輥壓機與磨機的做功比,并將做功率提高到0.7以上,減少系統的工序電耗。


                            (5)減少裝載量和將鋼球替換為陶瓷研磨體兩種方法均顯示出:聯合粉磨系統輥壓機的實際配置偏小,輥壓機與磨機的匹配仍有優化空間。


                            作者:陳憶紅,郭瑞廣,李偉洋

                            來源:《濮陽同力水泥有限公司》

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