技术丨生料立磨系统降阻优化改造

引言

某公司拥有一条2 500 t/d 水泥熟料生产线，配置HRM3400E生料立磨，设计台时产量190 t/h，实际产量230 t/h。循环风机工作电流108 A，生料磨进口负压1 200～1 300 Pa，磨内压差8 400 Pa左右，系统阻力大，循环风机单耗达6.5 kWh /t，吨生料电耗18 kWh/t左右。为了提高生料台时产量和降低粉磨电耗，公司对系统供风系统进行优化。

技改前，立磨系统主要运行参数见表1。

表1 生料立磨系统主要运行参数

从表1可知，立磨系统的台时产量不能满足窑满负荷生产需求。分析认为：系统阻力偏大，立磨系统用风主要靠循环风机强拉风，导致入磨压力高、磨内压差高、风速偏快，料层不稳定，循环风机、尾排风机、磨主电机工作电流高，是典型的低产量、高电耗粉磨系统。

具体地讲，原高温风机出口到立磨主管道有效内径为2 600 mm，且弯头偏多（受场地限制），立磨入口两根管道直径1 800 mm。气体通过增湿塔后，造成阻力进一步增加（高温风机出口至立磨进口压力差达到1 000 Pa）；因管道阻力大，窑尾收尘器进口压力-1 100 Pa，较正常值（-500 Pa）偏高600 Pa，造成尾排风机单位能耗增加。

2.1 改造目标

降低高温风机至立磨进口管道的阻力，立磨进口负压降低至500 Pa以内，磨机压差降低到8 000 Pa以内，窑尾收尘器进口负压在原基础上降低400 Pa，循环风机电流降低10 A，生料电耗降低3 kWh/t。

2.2 技改措施

为保证水泥市场的稳定供应，该项目采用分阶段改造实施，在2～3月（春节大修）完成高温风机至立磨进口区域管道扩径改造；5月完成增湿塔至窑尾收尘旁路管道独立改造；7月完成旋风筒至循环风机管道降阻改造和增湿塔上部隔离区域及管道的在线拆除；9月完成立磨至旋风筒管道改造和管道增湿功能的设置。

（1）高温风机至立磨进口区域管道的扩径改造。将高温风机出口至立磨入口主管道管径从Ф2 600 mm增加至Ф3 000 mm。改造时，增湿塔中部用钢板封堵，气流不再通过上半部分；高温风机出口管道连接增湿塔下部，生料立磨机进口风管连接增湿塔中部；生料立磨进口管道扩径，由直径1 800 mm增加至直径2 500 mm。

（2）增湿塔出口至收尘器旁路管道的优化。根据现场情况，将增湿塔出口至收尘器旁路管道独立设置，避免与立磨进口管道抢风，减少气流短路。

（3）生料旋风收尘器进出口管道的优化。将旋风收尘器进出口风管直径由2 600 mm增扩大至3 000 mm，并优化双列旋风筒中心风管布局（见图1），不仅降低了旋风收尘器工作阻力，还优化了气体流场，从而提高了收尘效果，降低了电耗。

图1 生料旋风收尘器进出口管道的优化

（4）增湿塔至立磨进口热风管道的优化。增湿塔至立磨进口的热风管由增湿塔中部引出，管道直径由1 800 mm增加至2 500 mm。不仅能降低增湿塔高度，还能降低系统阻力。

（5）对增湿塔中部优化。增湿塔中部用钢板封堵后分为上下两部分，上部隔离区域及管道被拆除（见图2），下部保留粉尘自燃沉降功能，可降低入磨气体含尘浓度。

图2 增湿塔上部隔离区域及管道被拆除

（6）高温风机出口管道增湿安保设置。实施以上改造后，停磨期间，窑尾烟气有可能发生温度过高现象，以致窑尾大布袋收尘器进口温度过高，引起滤袋烧毁事故。为了避免事故发生，我们在高温风机出口管道新增管道喷雾降温装置（见图3）。

图3 高温风机出口管道新增管道喷雾降温装置

（7）循环风机的降阻改造。原循环风机工作效率较差，更换为高效节能风机后，风机效率曲线明显好转，用风量由风阀100%全开降低到30%。为了实现更优控制，取缔风量调节阀门，换用变频器控制风机转速，风机电流由107 A降低至85 A左右。本项改造，吨生料节约粉磨电耗1.2 kWh。

因改造周期较长，每个阶段的改造，都表现出预期的节能效果。最终效果见表2。

表2 生料立磨系统降阻优化改造效果

生料立磨系统降阻改造完成后，生料工序电耗可以维持在14 kWh/t左右。截止2021年10月，生料工序电耗累积 15.4 kWh/t，较去年同期（18.12 kWh/t）下降2.72 kWh/t。

通过扩大通风截面积、优化风管布局，选用高效节能风机，系统阻力降低1 200 Pa左右，降低了吨生料粉磨电耗，提高了系统台时产量，消除了烧成系统提产的生料供应瓶颈；熟料综合电耗较去年同期下降5.26 kWh/t，年节约用电超400万度（以熟料产量80万t计）；立磨台时产量的提升也为错峰生产等环保工作创造了条件。本次改造比预期目标好，经济和环保效益显著。

作者：王邦万，江中京，王超，崔前军

来源：《四川省女娲建材有限公司》

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