水泥粉磨系统优化探讨一精选版Word下载.docx
《水泥粉磨系统优化探讨一精选版Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水泥粉磨系统优化探讨一精选版Word下载.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（该系统管磨机以使用双仓为多数，三仓磨较少）
2.1.3CKP立磨（或其它形式立磨）+管磨机（单仓或双仓）+高效选粉机+除尘器+风机组成的<
（该系统管磨机以使用双仓为多，三仓磨较少）
2.1.4球破磨+管磨机（双仓或三仓）+除尘器+风机组成的开路粉磨系统
2.1.5球破磨+管磨机（双仓或三仓）+高效选粉机+除尘器+风机组成的<
2.1.6破碎机+管磨机（双仓或三仓）+除尘器+风机组成的开路粉磨系统
2.1.7破碎机+管磨机（双仓或三仓）+高效选粉机+除尘器+风机组成的<
闭路粉磨系统（该系统管磨机以使用双仓为多数，三仓磨较少）
2.1.8柱磨机+管磨机（双仓或三仓）+除尘器+风机组成的开路粉磨系统
2.1.9柱磨机+管磨机（双仓或三仓）+高效选粉机+除尘器+风机组成的<
2.2挤压（或碾压、预磨）后的物料经分级再入磨的联合粉磨工艺系统
2.2.1辊压机+动态分级机（打散分级机）+管磨机（双仓或三仓）+除尘器+风机组成的开路粉磨系统（或简称单闭路粉磨系统）
2.2.2辊压机+静态分级机（V形选粉机）+管磨机（双仓或三仓）+除尘器+风机组成的开路粉磨系统（或简称单闭路粉磨系统）
2.2.3.1辊压机+动态分级机（打散分级机）+管磨机（双仓或三仓）+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（或简称双闭路粉磨系统）
2.2.3.2辊压机+静态分级机（V形选粉机）+管磨机（双仓或三仓）+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（双闭路粉磨系统）
2.2.3.3辊压机+静态分级机（带转子分级的VSK选粉机）+管磨机（双仓或三仓）+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（双闭路粉磨系统）
2.2.3.4辊压机+静态分级机（V形选粉机）+组合式高效选粉机+管磨机（双仓或三仓）+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（双闭路粉磨系统）
2.2.4辊压机+静态分级机（V形选粉机）+高效选粉机+管磨机（双仓或三仓开路）+除尘器+风机组成的粉磨系统（由高效选粉机分离出V选入磨之前物料中所含的部分成品）
2.2.5辊压机+静态分级机（V形选粉机）+高效选粉机+管磨机（双仓或三仓闭路）+除尘器+风机组成的粉磨系统（由高效选粉机分离出V选入磨之前物料中所含的部分成品）
2.2.6CKP立磨（或其它形式立磨）+筛分分级设备+管磨机（双仓或三仓）+除尘器+风机组成的开路粉磨系统（单闭路粉磨系统）（也可以增加成品选粉机改造为双闭路系统）
2.2.7球破磨+分离器+管磨机（双仓或三仓）+除尘器+风机组成的开路粉磨系统
2.2.8球破磨+分离器+管磨机（双仓或三仓）+高效选粉机+除尘器+风机组成的<
2.2.4
3.破碎的物料经筛分分级后再入磨的预破碎粉磨工艺系统
3.1破碎机+筛分分级机+管磨机（双仓或三仓）+除尘器+风机组成的开路粉磨系统
3.2破碎机+筛分分级机+管磨机（双仓或三仓）+高效选粉机+除尘器+风机组成的<
4.棒磨机（内部）自筛分分级后再入磨的预粉磨工艺系统
4.1棒磨机+管磨机（双仓或三仓）+除尘器+风机组成的开路粉磨系统
4.2棒磨机+管磨机（双仓或三仓）+高效选粉机+除尘器+风机组成的<
5.水泥料床终粉磨工艺系统（无球化水泥终粉磨系统）
5.1立磨水泥料床终粉磨工艺系统
立磨+高效选粉机+除尘器+风机组成的水泥终粉磨工艺系统
（采用小野田、神户制钢0K磨、莱歇公司LM磨、非凡公司MPS磨、保利休斯公司RM磨、川崎公司CK磨、国产立磨等）
5.2筒辊磨（法国公司FCB的HOROMill）+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路水泥粉磨工艺系统
新型干法水泥熟料粉磨特性干硬、易磨性较差，没有磨前预处理措施的普通开、闭路粉磨流程，仅靠磨机一仓研磨体对物料的冲击破碎能力远远不够，该系统粉磨效率低、电耗高。
上述带有破碎机、棒磨机预处理工艺的粉磨系统，因其处理能力不是太大，一般只适用于直径ф3.5m及以下规格的管磨机。
辊压机、CKP立磨（或其它形立磨）、球破磨预处理工艺已配置在直径ф3.2m–ф4.2m甚至以上规格管磨机的开、闭路水泥联合粉磨系统（如河北冀东公司二线使用川崎重工的CKP–240立磨作预粉磨配置于ф4.8×
7.5m单仓闭路水泥磨）。
水泥料床终粉磨系统效率高（即无球化水泥终粉磨系统5.1和5.2），比联合粉磨系统主、辅机设备配置与占地少、工艺更简化，目前在国内使用的厂家仍为数不多。
与筒辊磨相比，立磨的技术的发展与更新完善速度更快，其规格已实现大型化，随着水泥工业节能减排与低碳经济发展及工业废渣综合利用技术的不断深入，这种高效粉磨工艺的推广应用将会更加广泛。
辊压机虽属于高压力、高效率的料床粉磨设备（其效率是管磨机的3-4倍），但因其挤压后的水泥颗粒形貌多数为片状、针状、多角状，由于磨辊结构方面固有的粉磨特性，其自身对水泥颗粒形貌的修正能力较差，加之颗粒级配不合理，最终导致水泥的检验性能和现场施工性能（工作性能）不佳，如:
凝结时间过快、需水量偏大、流动性能及与混凝土外加剂相容性差等。
所以，自辊压机问世至今，国内只是做了一些尝试性实验研究，虽取消了后续管磨机，粉磨系统节电幅度>
40%，但考虑到产品的施工性能，工业生产中始终都没有将其直接用于水泥成品终粉磨，一般只用于水泥生料和矿渣微粉制备终粉磨工艺。
为充分利用辊压机料床粉磨（电能利用率及粉磨效率高）特性，在水泥粉磨工艺中多将其配置于管磨机之前作为半终粉磨（挤压力在5000KN/m2-6000KN/m2、辊压机与系统能力比值达300%-500%，且越大产量越高、系统粉磨电耗越低），由辊压机与动态或静态分级设备和后续管磨机组成联合粉磨系统，有效降低入磨物料粒度、显着改善了易磨性，辊压机投入的吸收功越多（8.0KWh/t—12.0KWh/t），后续管磨机越省电、总电耗越低、整个联合粉磨系统获得的增产、节电幅度越大。
实际应用过程中，前置辊压机处理能力大，配用静态分级设备（V形选粉机或VSK选粉机分级）及动、静态分级设备组合分级（V形选粉机与高效组合选粉机等相结合）与管磨机、高效选粉机组成的双闭路系统，已实现了磨机设计产量翻番、粉磨电耗大幅度降低。
（预粉磨系统物料不经分级直接入磨，粒度仍较大且不均匀，磨机一仓仍需配用一定比例大球用于粉碎，故系统增产、节电幅度相对较小）。
联合粉磨作业过程中由管磨机发挥其独具的对物料高细研磨、均化及颗粒整形功能，完成对水泥颗粒的进一步磨细、颗粒级配优化、颗粒形貌修正（水泥颗粒粒径越小，其形貌越接近于球形），提高水泥颗粒的球形化程度（圆度系数）及施工性能。
二、不同配置的粉磨系统技术能力分析探讨
1.辊压机通过式预粉磨工艺系统
截至目前，该粉磨系统仍有少部分企业在应用，一般辊压机的处理能力较小，虽然后续管磨机生产潜力有富裕，但前置辊压机一次挤压、作功少（辊压机挤压力6000KN/m2-7000KN/m2、辊压机与系统能力比值约200%左右、单位通过量电耗约在2.5kwh/t-3.0kwh/t），只相当于一般的挤压破碎功能，挤压过程中可有一定的边料参与循环，挤压后的物料不经分级而直接入磨（挤压后入磨物料80um筛余70%-80%、比表面积只有100m2/kg左右），系统增产幅度在20%-60%，平均节电幅度10%-20%。
以下是三个典型的通过式预粉磨系统生产案例:
案例一:
SX某单位采用140-110辊压机（物料通过量450t/h-500t/h、功率710kwx2）+Φ4.0x13m双仓管磨机（主电机功率2500KW，装载量185t）+O-sepaN-2000高效选粉机（处理能力360t/h、产量120t/h、功率110kw）%-7.0%），台时产量93.39t/h，投运后台产达113t/h，增产19.61%;
后通过掺加矿渣微粉，系统产量达119t/h，相对于辊压机投运前增产25.6t/h，合计增产幅度27.42%。
案例二:
HN某2000t/d新型干法线水泥粉磨系统采用100-76.5辊压机（物料通过量260t/h、功率375KWx2）+Φ（主电机功率3170KW）+Sepax-375-222（功率160KW）高效选粉机，设计生产能力:
不投辊95t/h，投辊130t/h。
投辊运行前后，P.Ⅱ52.5级水泥（比表面积336m2/kg）分别为93.5t/h和116.7t/h，即投辊后增产了23.2t/h，增幅24.81%;
粉磨电耗由投运前的40kwh/t降至35.3KWh/t，降低4.7KWh/t，节电幅度11.75%。
该系统生产P.O42.5级水泥台时产量达160t/h。
案例三:
国外某公司采用140-42辊压机预粉磨（通过量100t/h、功率150KWx2）配置于Φ3x11m两仓闭路磨前，投辊后系统产量由29t/h提高到45t/h（水泥比表面积360m2/kg-390m2/kg），增产16t/h，增幅55.2%;
系统粉磨电耗由41KWh/t降至31KWh/t，节电24.4%。
〔1〕
通过式预粉磨物料一次通过或有边料循环，但因辊压机后无动态或静态分级设备配置，入磨物料不经分级，粗颗粒比例偏多，其增产节电幅度受限。
目前运行的生产线已逐渐减少，有的企业则根据现配辊压机能力（或重新选型）增加后续分级设备组成联合粉磨系统，进一步提高产量、降低系统电耗。
一次挤压后物料粒度分布见表1:
表1一次挤压水泥物料的粒度分布（%）〔2〕
粒度（mm）
>
15
15-10
10-5
5-3
3-0.8
0.8-0.2
0.2-0.08
<
0.08
分布（%）
2.1
9.3
15.1
17.2
12.4
11.2
32.7
2.棒磨机预粉磨工艺系统
棒磨机属于短粗型（长径比L/D≥1.2）的磨机，磨内研磨体采用不同直径的耐磨材质钢棒级配，实际应用中研磨体填充率一般在22%-30%之间，根据入磨物料粒度平均棒径多取62mm-68mm左右。
与球破磨机相比，棒磨预粉磨物料时，钢棒与物料间的“线接触”方式及其对物料有效的碾压辊轧与磨削，克服了钢球与物料“点接触”的缺陷，棒荷对粒状物料具有其独特的“选择性粉碎”及筛分功能，对于0mm-3mm阶段物料粗处理能力与粉磨效率比球破磨机要高得多，且出机物料中<
2mm颗粒比例占90%以上。
处理物料单位电耗3.0kwh/t-3.5kwh/t左右，与通过式预粉磨辊压机预处理物料的单位电耗基本相当。
棒磨机运转性能稳定，维护费用低，操作方便。
采用棒磨机预处理工艺，可使后续管磨机增产30%-50%，节电10%-25%,在混合材掺量不变条件下，水泥成品比表面积提高30m2/kg-50m2/kg,也可在保持比表面积不变的前提下增加混合材掺量3%-6%,降低生产成本。
以下是两个实际生产案例:
PD某单位Ф3x11m开路水泥磨（主电机功率1250kw、t/h，粉磨电耗37.5KWh/t。
在磨前增加一台Ф内筛分棒磨机（功率280kw、处理能力76t/h-80t/h）作预粉磨，安装调试运行后，Ф3x11m磨机台时产量达50t/h，增产13.5t/h，增幅36.99%;
粉磨电耗下降至29KWh/t，降低8.5kwh/t，节电22.76%。
SH某单位ф2.6x13m开路水泥磨（主电机功率1000kw、磨前配置ф内筛分棒磨机（功率220kw、处理能力65t/h-68t/h）作预粉磨，ф2.6x13m磨机产量达到42t/h（比表面积420m2/Kg），增产35.5%。
系统粉磨电耗降至32KWh/t，节电13.51%。
棒磨预粉磨后物料颗粒筛析结果见表2:
表2出棒磨机物料颗粒筛析结果（%）
颗粒尺寸（mm）
5
2.5-5
1.25-2.5
0.63-1.25
0.315-0.63
0.016以下
筛析结果（%）
2.23
5.27
6.69
11.14
24.42
50.25
3.球破磨预粉磨系统
与棒磨机预粉磨相比，球破磨内使用钢球做研磨体冲击破碎物料，设备运转率较高，维护操作方便。
钢球与物料之间为〝点接触〞方式，吨物料粗处理电耗略高于棒磨机，约在4.0kwh/t-5.5kwh/t。
经处理后的入磨物料中2.0mm以下颗粒比例占80%以上，且粒度分布较均匀。
采用球破磨预处理工艺，可使后续管磨机增产30%-50%，节电10%-20%。
WY某粉磨站采用Ф3x4m球破磨（主机功率630KW、处理能力≥100t/h）配置于Ф3.2x13m三仓开路水泥磨前，投运前磨机台时产量55t/h（P.C32.5级水泥、80um筛余≤2.0%），投运后台时产量达75t/h，系统增产20t/h、增幅33.33%。
粉磨电耗由36KWh/t降至31KWh/t、节电13.89%。
4.带有破碎机预破碎的粉磨系统
近几年，国内高细碎能力破碎机的研发制造进步较快，其主轴运动方式主要为立式或卧式。
水泥粉磨系统使用破碎机集中处理入磨物料，一般能够将入磨物料最大粒度控制在8mm以下，后续管磨机增产10%-15%、节电5%-10%。
但其破碎机理主要是空中打击、搓揉的单粒破碎，其效率远低于料床预粉磨。
虽然预破碎电耗较低（2.5KWh/t-3.5KWh/t），但出机物料中粉料偏少，仅是物料粒度缩小，但产生的内在裂纹少，易磨性改善幅度不大，故增产、节电潜力较低。
JZ某粉磨站Ф≤2.0%），台时产量只有53t/h，粉磨电耗34.86KWh/t。
增加PCX100细破机（功率132KW、处理能力90t/h）单独处理熟料后，入磨最大粒度<
8mm，磨机台时产量上升到62t/h，增产16.98%;
粉磨电耗下降至29.8KWh/t，节电10.23%。
5.带有CKP立磨（或其他形式立磨）预处理的粉磨系统
在立磨系统中取消选粉机和风机等，大约要降低50%左右装机功率。
立磨料床粉磨技术已有近百年左右发展史，比辊压机问世早得多，期间通过不断总结与完善，技术成熟度和粉磨效率高、运转率高、维护费用及电耗低有目共睹。
由日本秩父小野田与川崎重工推出的CKP立磨预粉磨系统配套于管磨机，对入管磨机前物料进行连续碾压预粉磨，有效降低入磨物料粒度，可提高系统产量50%-100%、节电10%-25%。
近年来，国内也有几家公司推出了用于水泥预粉磨的立磨。
从立磨的料床粉磨特性及机械性能分析:
CKP（或其他形式立磨）预粉磨机磨辊对物料的啮入角（12o）比辊压机（6o）大，主机配置功率（吸收功≤7KWh/t）比联合粉磨系统辊压机（吸收功8KWh/t-12KWh/t）小，能效转换指数比辊压机高;
由于磨辊与料床的接触面积大，高于辊压机3倍-4倍，而磨辊与磨盘之间承受的压力仅为辊压机的1/3-1/10，磨辊、磨盘耐磨材料的磨损量小，使用寿命达30000h以上。
经CKP立磨碾压后出磨物料比表面积可达180m2/Kg甚至更高，并可控制出磨物料20%-60%进行循环，以密实与稳定料床，提高碾压效果。
若后续为开路管磨机，只需要完成180m2/Kg-200m2/Kg的成品比表面积即可，磨内粉磨状况大为改善，系统粉磨电耗大幅度降低。
国内实际应用案例:
（案例一、二、三中，立磨预粉磨物料未经分级直接入管磨机，案例四中预磨的物料经筛分分级后再入管磨机粉磨）
冀东公司二线采用CKP-240立磨（功率2100KW）配置在Φ4.8x7.5m闭路水泥磨（主电机2500KW）前，系统产量在180t/h-200t/h，粉磨电耗26KWh/t左右。
秦皇岛浅野公司采用CKP-170立磨（功率800KW）配置于Φ3.9x12m（主电机功率2400KW）闭路水泥磨前，系统产量115t/h。
烟台三菱公司采用F.L.S公司制造的Φ3.8x13.5m双仓水泥磨（主电机功率2640KW、设计产量70t/h），生产ASTM的TV水泥。
引进日本宇部兴产的UNP20.30立磨预粉磨，投运后，产量达到85.3t/h，增产幅度达21.8%，系统粉磨电耗由38.6KWh/t，降至36.5KWh/t，节电5.44%。
UNP20.30立磨预粉磨物料结果对比见表3:
〔3〕
表3立磨预粉磨前后熟料粒度分布（%）
7
5-7
0.9-5
0.9
最大粒径
0.08mm<
0.9mm
0.045mm
投运前（%）
49.9
13.2
28.0
8.90
53
71.0
86.8
投运后（%）
33.0
6.1
16.0
45
25
42.3
60.1
案例四:
国内ZJ某公司制造的预粉磨立磨配置某粉磨站Ф3.2x13m开路水泥磨，物料水份≤1.0%，预磨后的物料在入管磨前经筛分分级，其中≤0.080mm料占38.46%，0.08mm-0.9mm料占35%，其余为0.9mm-4.0mm颗粒。
投运前，磨机台时产量48t/h（成品80um筛余≤3.0%），粉磨电耗31.7KWh/t;
投运后，磨机台产达74t/h，增产26t/h，增幅54%;
粉磨电耗降至25.1KWh/t，节电20.80%。
〔4〕
6.采用柱磨机预处理的粉磨工艺系统
在管磨机前增加柱磨机预处理水泥熟料，预磨后<
5mm颗粒占85%以上、<
0.08mm颗粒达30%左右，可使系统增产40%-60%，节电20%-30%。
同时可提高水泥比表面积20m2/Kg-50m2/Kg，增加混合材掺量3%-5%。
实际应用案例如下:
GWTT水泥厂，Ф2.6x13m开路管磨机原t/h、粉磨电耗41KWh/t。
后增设一台ZMJ-900S柱磨机（处理能力45t/h-60t/h、功率110KW）对入磨物料进行预处理，水泥磨产量提高到41.5t/h，增产13.5t/h，增幅48.2%。
系统粉磨电耗降低至30.78KWh/t，节电24.93%。
LH水泥公司Φ3.8x12m双仓台时产量为67t/h、粉磨电耗40KWh/t。
为进一步提高系统产量，引入ZMJ-1150S柱磨机做磨前预处理设备（处理能力90t/h-110t/h、功率250KW）配置振筛机筛分入磨物料，使<
5mm颗粒入磨，>
5mm料再返回柱磨机处理。
改造后，在控制水泥比表面积345m2/Kg前提下，磨机台时产量提高至97t/h-100t/h，增产33t/h左右，增幅49.3%。
系统电耗降低至32KWh/t，节电20%。
7.辊压机联合粉磨工艺系统
近几年，随着国内新型干法线的不断投运，辊压机联合粉磨系统应用比例同步增加，系统工艺设计有单闭路与双闭路之分。
其中单闭路系统由辊压机+动态或静态分级设备组成磨前闭路，后续管磨机为开路双仓或三仓。
动态（打散）分级机通过调整工作转速，使辊压机处理量的50%以上物料入磨;
而静态（V形）分级机通过调节循环风量，可使辊压机处理量30%或以上的物料入磨。
因两种分级设备的分级原理不同，经分级后的入磨物料切割粒径与均匀性也不同。
后续管磨机内部既有安装筛分隔仓板的高细磨，也有采用较小篦缝双层隔仓板不带筛分功能的普通开路磨;
设计安装有筛分隔仓板的高细管磨机比安装普通双层隔仓板的磨机，具有更显着的增产节电效果。
筛分隔仓板内筛板既有扇形结构，又有螺旋弧线形（有人俗称牛角状曲线筛板）与扬料板组合而成的，后者具有多重的强制性筛分功能，实际生产应用效果较好。
筛分隔仓板利用了“小篦缝﹑大流通”原理，内筛板采用厚度2.0mm-3.0mm的耐磨钢板或不锈钢板冲制而成，筛缝宽度尺寸取值，应根据入磨物料粒度﹑易磨性及流动性参数不同，一般在1.5mm-4.0mm之间选取，生产中使用较多的在2.0mm-3.0mm。
当使用较大掺量的干粉煤灰作混合材（磨内流动性好）时，内筛板缝一般采用1.5mm-2.0mm即可，以有效抑制料流，实现磨内磨细。
但筛分隔仓板内筛板缝取值较小时，必须严格控制入磨物料综合水分≤1.5%，否则易则引起堵缝、粘附而导致磨内粉磨状况恶化，生产中已遇到不少。
7.1采用辊压机+动态分级机（打散分级机）+双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统，可使后续管磨机在设计能力基础上增产50%-70%，节电15%-25%;
由辊压机+静态分级机（V形选粉机或带转子的VSK选粉机）与双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统，可使后续管磨机在设计能力基础上增产80%-100%左右，节电20%-30%之间，相关计算与实际生产数据基本吻合。
7.1.1由辊压机+动态（打散分级机）或静态（V形选粉机）+双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统。
打散分级机的分选过程由高速旋转的风轮风选与机械筛分两个渠道相结合完成，通过调整分级机工作转速与其内部的内锥筒高度及筛分板筛孔尺寸等相关技术参数，可提高入磨物料细粉含量、降低入磨平均粒度。
某单位打散分级机调整后的入磨物料粒度分布见表4:
表4经调整后打散分级机分离的入磨物料粒度分布（%）*〔5〕
项目
出辊压机（mm）
回辊压机（mm）
入磨细粉（mm）
粒径
2
含量（%）
30
60
10
50-60
*120-45辊压机，500/100打散分级机。
以下是辊压机配置动态及静态分级设备在实际生产中的三个应用案例:
SD某单位由120-45辊压机（物料通过量110t/h-150t/h、功率220KWx2）+500/110打散分级机（处理能力110t/h-160t/h、功率45kw+35KW）+Ф3.2x13m三仓开路高细磨（主电机功率1600KW、m2/Kg-340m2
升级会员 