粉磨水泥的TRM辊磨.docx
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粉磨水泥的TRM辊磨
粉磨水泥的TRM辊磨
聂文海，柴星腾，姚丕强，赵剑波，高志新，朱玉贵
摘 要：
本文详细介绍了TRM型国产辊磨粉磨纯硅水泥的运行情况，设备运行稳定，产量达到预期值，系统电耗比圈流球磨降低30%，水泥成品的颗粒分布和标准稠度需水量与圈流球磨系统相当。
关键词：
水泥；辊磨；料床粉磨
1 前言
利用辊磨粉磨水泥在国外已经是成熟技术，特别是2000年以后，水泥辊磨应用越来越多。
截至2008年底，仅莱歇公司在全球范围内售出的水泥辊磨就达到100多台。
国内有湖北亚东、云南东骏、四川行船城等水泥公司采用了进口水泥辊磨，目前这些水泥辊磨系统均运行正常。
天津水泥工业设计研究院有限公司多年来非常重视辊磨技术装备的研究和开发。
TRM型原料辊磨已经有近百台在1000t/d~5500t/d规模熟料生产线上使用，TRM型矿渣辊磨是国内最早开发的国产矿渣辊磨，目前已经售出40多台，并有20多台投入使用。
水泥辊磨和矿渣辊磨具有较强的技术关联性，国外公司的水泥辊磨一般也可以用来粉磨矿渣，天津水泥工业设计研究院有限公司在TRM矿渣辊磨的基础上开发了TRM水泥辊磨，并在生产中得到了应用。
张家口金隅水泥有限公司建有两条天津水泥工业设计研究院有限公司研发供货的TRMS3131矿渣辊磨系统。
根据市场需要，这两条矿粉生产线要改造成为水泥生产线。
2009年5月，在厂院双方的共同努力下，经过技术改进，实现TRM3131辊磨稳定粉磨水泥的目标，磨机产量和主机电耗达到了预期的指标。
水泥成品的颗粒分布、水泥的标准稠度需水量达到了理想值，与圈流球磨系统相当。
在此基础上，天津水泥工业设计研究院有限公司已经开发出更大规模的TRM水泥辊磨，可以满足80万吨/年和100万吨/年规模的水泥粉磨系统的要求。
本文重点介绍TRM3131辊磨粉磨水泥的情况，供大家参考。
2 系统简介
2.1 系统流程
TRM3131水泥辊磨系统的流程详见图1。
熟料、石膏和混合材由喂料皮带经锁风阀喂入辊磨，物料在辊磨中随着磨盘的旋转从其中心向边缘运动，同时受到磨辊的挤压而被粉碎。
粉碎后的物料在磨盘边缘处被从风环进入的热气体带起，粗颗粒落回到磨盘再粉磨；较细颗粒被带到选粉机进行分选，粗粉也返回到磨盘再粉磨，合格细粉被带入袋式收尘器收集作为成品。
部分难磨的大颗粒物料在风环处不能被热风带起，通过吐渣口进入外循环系统，经过除铁后再次进入辊磨与新喂物料一起粉磨。
外循环物料和新喂料分别入磨，避免了喂料溜管的堵塞问题。
出收尘器的成品通过空气输送斜槽、提升机等设备送入到成品库中。
磨机通风和烘干需要的热空气由热风炉提供，热风通过管道进入磨机，出磨气体通过收尘器净化后由系统风机送出，一部分排入大气，另一部分循环入磨。
图1 系统流程图
2.2 系统主要设备
系统的核心设备是TRM3131辊磨，天津水泥工业设计研究院有限公司在矿渣辊磨技术基础上进行了技术改进，采用新的措施来保证物料能够形成稳定的料床。
磨机采用了新型高效笼形转子选粉机，保证成品比表面积可以在300~400m2/kg范围内灵活调节，并保证水泥成品的颗粒分布在合理的范围内。
系统主要设备参数详见表1。
表1系统主要设备参数
序号
名称
单位
性能及参数
01
辊式磨
规格
TRM3131
生产能力
t/h
60
成品细度
m2/kg
≥320
出磨水分
％
≤0.5
主电机功率
kW
1600
选粉机电动机功率
kW
160
02
外循环斗式提升机
输送能力
t/h
60
电机功率
kW
7.5
03
袋式收尘器
处理风量
m3/h
200000
压力损失
Pa
<1770
04
排风机
型号
Y6-2X25N0.25F
风量
m3/h
210000
全压
Pa
7500
电动机功率
kW
710
3 系统运行情况
3.1产量及配比
根据生产需要，该系统生产不掺加混合材的硅酸盐水泥或者叫熟料粉，根据标定结果，系统的产量及配比如下。
表2磨机产量及配比
水泥品种
产量,t/h
比表面积,m2/kg
折算到320m2/kg的产量,t/h
配比，%
熟料
石膏
熟料粉
55.5
347
61.6
92
8
3.2电机功率及电耗
利用电表度数标定的电机功率及电耗如下：
表3电机功率及电耗
主机功率,kW
风机功率,kW
选粉机功率,kW
主机电耗,kWh/t
风机电耗,kWh/t
选粉机电耗,kWh/t
系统电耗,kWh/t
1139.4
560
23.8
20.5
10.1
0.4
31.1
可以看出，该系统粉磨水泥时的电耗与圈流球磨系统比降低约30%，TRM3131水泥辊磨与国外辊磨的电耗比较如下：
表4不同水泥辊磨的电耗比较
磨机规格
熟料（含矿渣）比例,%
比表面积,m2/kg
主机电耗,kWh/t
系统电耗,kWh/t
LM46.2+2
82.5
348
17
26
LM56.3+3
91.6
356
20
28
OK33-4
89
318
21
34
LM56.2+2
90
382
20
31
TRM3131
92
347
20.5
31.1
3.3 各点气体温度压力
出磨气体温度的设计值为90℃，在实际生产中出磨温度出磨温度80℃以上时能够保证成品水分≤0.5％。
控制合适的磨机压差是磨机形成料层，稳定运行的前提。
额定产量条件下，磨机的压差在3000-4000Pa之间，比粉磨矿渣时小，入磨负压一般400-600Pa，相应的出磨气体负压在3500-4000Pa之间。
磨机运行时各点气体温度压力如下表：
表5各点气体参数
入磨气温A
入磨负压A
入磨气温B
入磨负压B
出磨气温
出磨负压
立磨压差
出收尘器负压
系统风机开度
℃
Pa
℃
Pa
℃
Pa
Pa
Pa
%
185
495
177
588
84
3742
3200
4683
71
3.4 研磨压力
辊磨通过压力将能量传递给物料，合适的压力是辊磨实现料床粉磨的前提。
TRM3131辊磨粉磨水泥时有杆腔的油压设定值为12.6MPa（蓄能器充氮压力为7.7MPa）；无杆腔的油压设定为2.5 MPa（蓄能器充氮压力为2.0MPa）。
3.5 料层厚度与挡料圈高度
磨机稳定运行时料层的厚度在30-35mm之间，如果料层太薄，小于15mm时磨机会振动剧烈，料层太厚磨机也会振动，而且会增加主电机负荷，降低粉磨效率。
挡料圈的高度是影响料层厚度的重要因素，但不是唯一因素，运行中挡料圈的实际有效高度有所调整，这一高度并不是越高越好，单纯加高挡料圈并不能保证料层稳定，而且挡料圈过高会导致料层变厚，降低粉磨效率，合适的挡料圈高度应在150mm左右。
3.6 系统风量
磨机稳定运行时，对系统风量进行了测定，考虑到出磨风管的粉尘影响风量测定结果，选择在出袋收尘器风管进行风量测定。
现场测定的风量结果为：
温度85℃，气体压力-4700Pa，工况风量180000m3/h，标况风量120000 Nm3/h。
考虑到袋收尘器的漏风因素，出磨气体的风量在165000 m3/h，压力在-4000Pa左右。
3.7磨机的振动值
磨机振动对设备的影响很大，必须将磨机的振动值控制在一定的范围内才能有效的保护磨机。
不同的检测点检测的振动值也是不同的，TRM3131磨机的振动传感器安装在减速机壳体推力轴承部分的侧面壳体上，同时检测垂直振动和水平振动的速度。
在运行中对磨机进行了振动检测，水平振动值2.0~2.5mm/s，垂直振动值1.8~2.2mm/s，属较低的振动范围，在磨机旁感觉运行非常平稳。
4 产品性能
利用辊磨粉磨水泥，大家最关心的是水泥成品的颗粒分布以及由此产生的标准稠度需水量的问题。
早期有人利用原料辊磨来粉磨水泥，因为没有针对水泥粉磨的相关措施，造成了成品颗粒分布窄，标准稠度需水量高等问题。
经过不断的技术改进，这些问题均已得到解决。
TRM3131辊磨粉磨的水泥成品颗粒分布达到了与国外水泥辊磨相同的水平，根据中国水泥发展中心物化检测所的试验结果，水泥成品的颗粒分布情况如下：
表6水泥成品的颗粒分布
颗粒含量，%
筛余，%
比表面积，cm2/g
≤5µm
5-10µm
10-30µm
30-45µm
45-60µm
≥60µm
n值
30µm
45µm
21.35
14.72
37.21
16.21
7.55
2.97
0.986
21.6
4.7
3401
可以看出，水泥成品的颗粒分布较宽，n值小于1，30µm筛余较高。
与国外水泥辊磨的产品比较如下图。
图2 不同水泥辊磨的成品颗粒分布
与此相对应，水泥的标准稠度需水量也达到了与国外水泥辊磨产品相同的水平，与圈流球磨系统产品相当。
根据中国水泥发展中心物化检测所的试验结果，水泥成品的物理性能如下：
表7水泥成品的物理性能
比表面积cm2/g
45µ筛余,％
30µ筛余,％
标准稠度用水量%
3401
4.7
21.6
25.6
不同粉磨系统的水泥需水量如下表。
图3 不同粉磨系统的水泥标准稠度需水量,%
5 已开发的TRM水泥辊磨
天津水泥工业设计研究院有限公司开发的80万吨/年和100万吨/年规模的水泥辊磨粉磨系统配置见下表。
表8已经开发的TRM水泥辊磨
磨机规格
TRMK3131
TRMK4341
TRMK4541
熟料配比,%
95
95
95
石膏配比,%
5
5
5
水泥比表,m2/kg
320
320
320
基准产量,t/h
60
120
150
水泥年产量,万t/a
40
80
100
磨机功率,kW
1600
3150
4000
配用风机风量,m3/h
200000
400000
500000
其中，能力与2750t/d熟料生产线100万吨粉磨站规模配套的TRMK4541水泥辊磨已经售出了3台，更大规格的TRM水泥辊磨也在开发设计中。
6 结论
实践证明，TRM型辊磨可以用于粉磨水泥，磨机运行平稳，各项技术指标达到了国外同类辊磨的水平。
TRM型水泥辊磨成品的颗粒分布、水泥的标准稠度需水量也达到了国外水泥辊磨水平，与圈流球磨系统相当。
尽管如此，我们认为该系统各项工艺参数还有优化的空间，产量可望进一步提高，电耗进一步降低。
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