辊压机生料终粉磨系统的优化与调试

百科 2024-10-24 07:30 安徽

辊压机生料终粉磨系统的优化与调试

摘要：介绍了某5000t/d水泥熟料生产线由立磨系统改为辊压机生料终粉磨系统后的系统配置及运行情况。受物料水分大、窑尾废气温度低、稳流仓结皮严重、选粉机分选效率低等不利因素影响，辊压机生料终粉磨系统在投产初期，产量及电耗均与设计目标有所偏离。通过采取加强保温处理、加装收尘管路、改进下料溜子、合理选择辊压机控制方式、增加旁路热风、提高入V型选粉机热风温度、增加喂料装置下料口宽度、提高物料流动性等优化改进措施，生料终粉磨系统平均台时产量较原立磨系统提高100～120t/h，电耗降低了4～5kWh/t，实现了节能降耗目标。

关键词：辊压机终粉磨；热风温度；物料流动性；节能降耗

1 前言

我公司5000t/d水泥熟料生产线采用辊压机生料终粉磨系统对原立磨系统进行了技改。投产初期，该粉磨系统产量、电耗较设计目标有一定偏离我公司根据实际生产情况，对影响物料烘干、分散、均匀流动等不利因素进行了优化。优化后，系统运行稳定，产量显著提升，实现了提产降耗目标。此外，深入探究了尾热风旁路开度对生料粉系统产量的影响，研究表明，合理调整入V型选粉机热风温度，对优化系统生产指标有积极推动作用。

2 生料粉磨系统配置

我公司生料粉磨系统配套辊压机为天津水泥工业设计研究院有限公司自主研发设计的TRP(R)220-160型辊压机，系统主要设备配置见表1，原料配料情况见表2，生产工艺流程见图1。

如图1所示，新鲜物料从V型选粉机进入生料粉磨系统，初步分选、打碎及烘干后，经斗式提升机进入辊压机挤压粉磨，并再次进入V型选粉机；细度合格的物料由动态选粉机选出，不合格的大颗粒粗粉物料继续在系统内部循环挤压，直到细度合格；动态选粉机选出的物料被循环风带至旋风收尘器进行气料分离，通过回转下料器落入成品输送斜槽，由入库提升机运送至生料均化库。不合格粗粉物料有两种回粉方式，可根据生产需求自由切换。一种是经稳流仓直接回流至辊压机，再次循环挤压物料；另一种是经V型选粉机再次进入动态选粉机进行二次分选。但在实际生产运行中发现，直接回粉至辊压机粉磨，易导致辊压机运行不稳，产生较大振动，经V型选粉机再次进入动态选粉机进行二次分选是更为理想的回粉方式。

3 存在的问题及优化措施

3.1 加强保温处理和加装收尘管路

辊压机终粉磨系统投产初期，由于黏土等粘湿物料水分大、窑尾废气温度低等，循环斗式提升机至V型选粉机之间的五通道溜子时常存在堵料现象，辊压机稳流仓内结皮问题非常严重。以上情况不仅造成辊压机运行工况恶化，还导致物料无法充分烘干，细粉易结团，难以分选成品，循环负荷大，产量提升困难，干基产量仅480t左右。针对以上问题，对生料粉系统进行了以下改进：

(1)加强保温处理。在生料粉磨系统风管、辊压机稳流仓等处贴附保温棉，在辊压机稳流仓增加缠绕伴热带，以提升系统温度。

(2)加装收尘管。在辊压机稳流仓顶部收尘口有一支DN100mm的收尘管路，由于管路内粘湿物料水分含量高，露点过低，易产生堵塞。优化时，在辊压机稳流仓顶部另增加一支 DN200mm 收尘管路，引至V型选粉机进风口，以进一步排出稳流仓内的水分，优化辊压机工沉条件。

经过上述改进，粉磨系统温度显著提升，五通道溜子堵料及辊压机稳流仓结皮问题得到了有效解决，系统连续运转良好。

3.2 增加缓冲板，改进下料溜子

随着辊压机终粉磨系统的发展，V型选粉机选粉效率及其进料均匀性受到了广泛关注，从V型选粉机进入的物料应形成均勾料幕，以免物料分布不均导致分选用风短路。V型选粉机料幕较薄处风速较大，可带走较多的粗颗粒物料，易被动态选粉机筛除，影响选粉机做功效率；V型选粉机料幕较厚处，部分细粉无法被循环风带走，增加了系统循环量，进而影响选粉机分选效率。

为使V型选粉机进料布料均匀，在循环斗式提升机至V型选粉机处采用了五通道溜子设计，然而受车间主机设备位置限制，五通道溜子的转折处较多，导致物料在其各自单一通道内易产生离析现象。为解决此问题，在V型选粉机入口处，即物料冲击力大、物料多的位置，增加了缓冲板，起到了打散、均布物料的效果。同时，针对易堵塞溜管的超大块煤矸石物料，在物料进入系统的合适位置，交错布置了6道角钢，可有效打散超大块物料，避免了溜管堵塞。

3.3 选择合适的辊压机控制方式

辊压机的主流控制方式有“恒压力”控制和“恒辊缝”控制两种。“恒压力”控制方式侧重于控制压力大小“恒辊缝”控制方式侧重于控制辊缝大小实际生产中，二者需兼顾，辊缝值与压力值合理匹配，辊压机系统才能达到最优产量和电耗。一般而言，采用“恒辊缝”控制方式时，辊压机的运行压力及运行电流相对较高，而系统循环量较少，整个生料粉磨系统处于“高压力小循环”的操作模式；而采用“恒压力”控制方式时，辊压机的运行压力相对较低，在保证辊缝偏差值在合理范围的前提下，往往会优先使辊压机运行压力趋于设定值。

本生产线在调试优化过程中，首先采用“恒压力”控制方式，辊压机压力设定为9MPa时，辊压机运行电流维持在120～150A，系统产量稳定在480～500t/h。为进一步提高辊压机做功，将“恒压力”控制方式切换至“恒辊缝”控制方式，将辊缝值设定为60mm后，压力反馈值为10.5～11.0MPa，辊压机电流显著上升至 150～190A，系统产量提高至510～520t/h然而，这也导致系统电耗明显上升，工序电耗由12.5kw·h/t上升至13.5kw·h/t。由此可见，对于该生产线而言，虽然“恒辊缝”控制方式可以提高系统产量，但其工序电耗也会显著增加。因此，“恒压力”控制方式更适合该生产线的生产运行需要。

3.4 提高入V型选粉机热风温度

对本生产线出辊压机物料进行取样筛分时发现，挤压后的料饼中存在大量可轻易用手捏碎的黏土块或黏土基混合物料小块。由此可推断，出辊压机物料中的水分含量仍然较高，循环物料在系统内的烘干效果不理想。即便循环物料已达到成品细度要求，也需进一步降低水分，才能被分选出。为提升物料烘干效果，决定采取增加旁路热风的方式提高入V型选粉机热风温度，并进行了两组生产对比试验。每组生产试验均连续运行24h，热风温度以V型选粉机入口风温为准，取系统运行稳定后的各项参数作为对比依据。两组试验分别记录了六组数据，取主要参数的平均值进行分析。

不同热风温度下的系统主要参数见表3。由表3可知，入V型选粉机热风温度提升7.7%时，对辊压机电流和系统喂料量影响较大。由此可推断系统热风温度的提高对辊压机做功和系统产量影响较大。热风温度升高，有助于烘干物料，减小入辊压机物料综合水分含量，改善物料流动性，有利于辊压机挤压破碎产生更多的细粉。

入V型选粉机热风温度提升7.7%后，辊压机运行电流上升了18.5%，分析其主要原因认为，首先，入V型选粉机热风温度升高，对新鲜物料起到了更好的烘干作用，潮湿团聚的细粉料经烘干后易分散，V型选粉机选粉效率提高，入辊压机物料中的细粉减少、块状物料增加，辊压机做功效率提高；其次，入辊压机物料水分降低，物料流动性改善，更有利于辊压机挤压破碎物料和有效做功。

3.5 提高物料流动性

在实际生产过程中，即使辊压机喂料开度和压力相同，辊压机做功情况仍有较大差别，分析可能与物料流动性有关。因此，取公司其他同等规格辊压机挤压辊下方物料进行了流动性对比测试。物料休止角是判断物料流动性的重要参数指粉体堆积层的自由斜面在静止平衡状态下，与水平面所形成的最大角。一般而言，休止角越大，粉体流动性越差。

在辊压机平均压力为9.65MPa、平均辊缝为63.55mm、平均电流为 149.6A的条件下，取挤压辊下方物料进行休止角堆积试验。物料休止角与辊压机电流、辊缝的关系试验结果见表4。由表4可初步判断，在平均压力相近的情况下，物料流动性对辊压机辊缝及运行电流的影响较大。在一定范围内，休止角越小，物料流动性越好辊压机运行电流越高。为提高物料流动性，在停机状态下，将辊压机喂料阀板切短 80mm，并重新标定了喂料装置的零位和满位。

通过以上调整，喂料装置下料最大宽度由380mm 扩大至420mm，下料最大宽度增大了约10%。在同等下料宽度的情况下，喂料阀板下沿至辊压机辊面的下料高度也增加了约60mm。重新启动后，辊压机的运行电流及物料通过量均有所提升，系统喂料量增加了约30t，且喂料装置的下料宽度留有一定余量，为今后进一步提产或提高辊压机做功留有操作空间。辊压机调整前后的系统主要运行参数对比见表5。

3.6 减少辊面漏料

为保证辊压机中心喂料装置密封性良好，减少辊面漏料，设计采用了骑乘式侧挡板。该侧挡板单边紧贴辊面至20mm，侧挡板圆弧与辊面间距控制在5～10mm，侧挡板距辊子端面距离维持在 5～10mm。优化后，漏料情况大幅减少，避免了大量物10mm。料未经挤压直接进入斗式提升机而引起系统循环量虚大，排除了漏料导致的辊压机做功低的隐患。

4 结语

通过以上优化调整，生料粉磨系统平均台时产量比原有立磨系统提高了100～120t/h，增幅约23%；电耗降低了4～5kW·h/t，降幅约29%，实现了节能、降耗、提产目标。优化后的生料粉磨系统中控操作画面如图2所示。

(1)入V型选粉机热风温度对发挥辊压机、选粉机做功能力及提高系统产量有显著影响。适宜的温度可充分烘干物料，减少细粉团聚，提高成品物料的分选效率，减少不必要的系统循环。同时可有效改善物料流动性，提高辊压机做功效率，进而有效提升系统产量。

(2)针对不同流动性的物料，应合理设计辊压机喂料装置插板长度及最大下料宽度。对于流动性较差、休止角较大的物料，应适当增加下料口宽度，以使辊压机更有效地发挥做功能力。

——作者：樊华，安徽海螺水泥股份有限公司

——来源：《水泥技术》2024年4期

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