前言
随着近年来国家对环保和职业健康的要求不断提高，国家标准《水泥单位产品能源消耗限额》也对水泥企业能耗指标提出了更高的具体要求，伴随着产能过剩及水泥需求减退的市场环境，精细化管理和节能降耗成为了企业设备管理的重要课题。各水泥企业对电耗、煤耗的降低，跑冒滴漏的治理，现场无组织排放粉尘的治理，窑尾废气排放的治理等方面十分重视，积极采取优化和治理措施，取得了不少成效和成果。
某公司2500 t/d预分解窑水泥生产线，熟料单位综合电耗为59 kWh/t,电耗高于同行平均水平，也不能满足水泥单位产品能源消耗限额二级要求，经对窑磨系统进行综合对比分析，发现造成熟料单位综合电耗高的原因主要为风机效率低、系统漏风严重等问题。该生产线2010年投产，立磨循环风机为老式风机，经过十多年的运行磨损，经测定立磨循环风机效率仅为67%,而当前行业高效风机效率普遍为85%以上，生料与熟料1.5折算比，其电耗对熟料电耗影响放大1.5倍，是影响熟料综合电耗的重要因素；系统漏风不但增加额外的风机能耗，而且影响到通风量和磨内工况，窑尾废气氧含量作为反映系统漏风的一个重要参考指标，经实地标定烟囱氧含量超过8%,远高于同行业先进企业的5%~6%的水平。经排查立磨系统磨辊及外循环排渣口漏风严重，立磨磨辊结构为摇臂加压形式，其主体是两个与摇臂轴承中心呈同心圆的两个弧形曲面与磨机壳体之间安装的橡胶板等柔性材料形成一个接触式的密封面，摇臂处漏风较大；立磨吐渣口锁风采用的重锤翻板阀经常被碎石等卡死导致磨机异常停机，为此翻板阀长期吊起处于半开状态，这是一个严重的漏风点。
针对以上情况，该公司实施了相关改造，达到了预期目的。本文对其进行总结，以资借鉴。
磨辊密封存在的主要问题及改造方案
1.1存在的问题
该公司生料立磨型号为HRM3400E,磨辊采用胶皮加帆布密封(见图1所示)。从图1可知，箭头标示处，受密封结构所限，高负压的操作环境对密封作用力、磨机运行时磨辊摇动对密封的拉扯力以及高粉尘风和颗粒物对密封的冲刷力导致密封的使用寿命大多不超过3个月。
生料立磨是在高温、高负压、高粉尘浓度工况下操作的，正常工况下磨内温度约为120~260℃,磨内负压约为8000~11000Pa,其运行过程中，磨辊摇臂漏风不但冷风掺入会降低磨内风温，增加热耗，还加大风机负荷，增加粉磨电耗，造成系统氧含量增加。
1.2几种常见的解决方式
(1)在摇臂密封支架与磨体壳体之间增加双重密封。由于磨辊摆动为圆周轨迹，柔性密封材料在辊轴远端，摆动半径大，补偿量不易控制，容易扯破，寿命较短，且磨机箱体磨损情况无法发现，体积庞大，维修不便，存在一定巡检盲点。
(2)密封件用模具浇筑完成后向内反折，磨辊轴及壳体上焊接安装法兰。此结构基本杜绝了漏风问题，但紧固件位于磨内，容易被物料冲刷，安装维修不便，密封面与物料轨迹呈垂直状态，物料冲刷严重，寿命偏短。
(3)将密封件“凸”形安装改进为凹形布置。这种解决方式，表面张力使密封件由受压状态改变为“受拉”状态，受力更为合理，但单层波节对径向偏摆补偿性较好，磨机料层波动或工况异常时，轴向补偿适应性欠佳，法兰连接处容易松脱，且磨内迎风面受到物料冲刷，很容易破损，使用寿命3~5个月不等，无法满足磨机高运转率的要求，效果仍不理想。
1.3采取的改造措施
根据以上分析，将磨辊原胶皮加帆布密封改为多波节磨辊柔性密封(结构见图2所示),同时软连节材质采用天然橡胶材质，具备良好的韧性和抗老化性能，根据现场尺寸单独制作模具后浇筑成型，邵氏硬度控制在HS45~50之间，合理的厚度可以承受大的负压而不变形，韧性及耐磨性能可以达到最佳平衡，轴向补偿量最大为220 mm,大于磨辊运行摆幅。由于磨辊工作状态是随时在摆动，这决定了柔性密封必须具备一定柔软和弹性，其本身耐磨性很差，如何阻止和隔绝物料对密封的冲刷才是决定使用寿命的关键因素。
根据磨辊摆幅在50~80 mm,料层之间的运行特点将支撑装置采用偏心布置，这种布置方式使得上半部留足摇臂的摆动量，可以完全避免物料的冲刷，抬辊时又具备较好的补偿性；而下半部间隙很小，由于辊轴迷宫密封的作用阻挡了大部分物料进入密封腔内，同时由于辊轴密封负压腔的存在，细小的粉料可以被及时带走，使用寿命大大延长，解决了物料冲刷导致的密封寿命短、维护量大的缺点，在使用现场取得了良好的使用效果，其结构的先进性、质量可靠性、运行的稳定性具有明显的技术优势。
1.4改造步骤
(1)拆除原磨辊胶皮及帆布，密封墙板上按新迷宫密封尺寸切除一部分后将迷宫密封焊接于密封墙板上，为适应磨辊抬辊落辊及后期磨盘磨损，横向预留间隙20 mm,纵向预留间隙130 mm,升降辊后确认无干涉及摩擦后进行调整，在不影响摇臂动作的同时，尽量缩小密封间隙。
(2)磨内安装磨辊轴密封罩，密封罩为分体式结构，用螺栓安装在密封墙板上，在保护辊轴不被冲刷的同时可将喷口环气流带上来的大部分物料导流至磨盘方向，而且可防止物料进入柔性密封腔内。
(3)安装迷宫挡板，迷宫挡板为对开结构，用螺栓固定于磨辊轴上，设计上其外径大于磨辊摆动的椭圆形外廓，从而与新墙板组成一道迷宫密封，将粉尘阻挡于密封腔外。
HRM3400立磨改造后密封形式见图3所示。
皮带机和立磨排渣口翻板阀改造
HRM3400E立磨吐渣重锤翻板阀(见图4标识“1”处)频繁被碎石等卡死导致磨机异常停机，为此翻板阀长期吊起处于半开状态，导致漏风。同时由于经过磨内烘干的物料水分很低，细粉多，外循环皮带冒灰，漏料现象长期存在，现场粉尘很大，且粉尘很容易进入托辊轴承室内，皮带维修和托辊更换费用较高。
针对这种状况，采用振动给料机代替原翻板阀+皮带机进行改造(见图5所示),振动给料机输送槽体内部采用耐磨衬板，结构简单，全寿命周期内除电机定时润滑保养外几乎可以免维护；锁风阀采用内置式，外球面轴承支撑，灵活可靠，可随物料波动自动适应连续锁风，立磨排渣口至循环提升机入口全程处于封闭状态，无任何外露传动部件，彻底杜绝“跑冒滴漏”现象，消除“漏风、冒灰、漏料”等生产常见的“疑难杂症”。
生料磨循环风机改造
原生料磨循环风机已运行13年，风机壳体磨损严重，风机偏工况严重(实际运行工况与设计工况偏差大),经过实测原风机运行效率仅67%,效率较低，运行能耗高。原有风机管网设计不合理，进出口变径管衔接较差，进口流速偏高，导致风机压力增加，运行能耗增加。更换为高效节能风机后，风机实际运行效率在85%以上。
结束语
系统漏风严重、粉尘浓度高、出口温度低会导致循环风机电流高",再加上原风机运行效率仅67%,是该系统能效低的根本原因。该公司采用多波节磨辊柔性密封对原立磨磨辊密封实施改造，采用密封式吐渣振动给料机对立磨排渣口实施改造，采用高效风机替换立磨原循环风机，效果如下：
(1)对磨辊密封的改造及振动给料机的启用，烟囱氧含量从8%降低至6%以下，尾排风机功率降低65kW,起到了节能降耗以及减少设备维护维修的效果；
(2)循环风机更换为高效节能风机后，高效节能风机实际运行效率86%,运行功率下降350kW,生料单位电耗下降1.5kWh/t,折合熟料电耗降低2.3kWh/t,节电率超过改造预期目标。
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作者：范成，蒋家东，刘凯军，袁一杰
所属：四川双马宜宾水泥制造有限公司
来源：《新世纪水泥导报》
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