技术丨某公司煤磨节能降耗改造

前言

某公司5000t/d熟料水泥生产线，煤粉制备采用MFB3873+35风扫煤磨，煤磨台时40t/h，细度80μm筛余量3％～6％，台时和细度控制较好，但电耗偏高，特别是主电机单机电耗高。近年来，窑系统经过多次改造，熟料工序电耗逐步降低至25.5kWh/t左右，但煤粉制备系统电耗依然偏高，煤磨主电机单机单位熟料电耗约4.0kWh/t。为降低煤磨系统电耗，2021年大修期间公司组织实施了煤磨节能降耗改造，将煤磨衬板全部更换为新型节能衬板，钢球重新级配，改造后钢球装载量由80t降低至52t，煤磨主电机单机单位熟料电耗降低至3.3kWh/t，降低0.7kWh/t，节能降耗效果显著。以下对此作一介绍。

煤磨主电机单机电耗高的主要原因为煤磨研磨能力差，钢球装载量高，在生产烟煤时适当放宽细度(80μm筛余量3％～6％)的情况下，钢球装载量需保证在80t左右，煤磨台时才能保证在40t/h左右。

从煤磨系统运行时磨音和磨内检查情况看，造成煤磨研磨能力差的主要原因是台阶型衬板带球能力较差(见图1)，钢球级配时未充分考虑衬板结构。

图1 台阶型衬板带球示意图

该公司采用的台阶型衬板一个波峰由三个台阶构成，台阶的高度和宽度介于小直径磨球的半径和大直径磨球的半径之间。

台阶形简体衬板的工作原理为每一个台阶卡住小直径钢球，而大直径钢球从台阶上滚落，不能停留在台阶上，大直径钢球的提升由卡在台阶上小直径钢球构成的凹圆弧形，将大直径磨球和小直径磨球同时提升至高处，实现对物料的破碎。

台阶形衬板的工作方式，一方面造成小直径钢球被带到较高的位置落下，降低了小直径钢球的研磨效果和能力，另一方面无法控制大直径钢球带起的高度，无法保证大直径钢球对物料的有效破碎，且会影响球磨机的运行稳定性。

因此为提高煤磨研磨能力，降低钢球加载量，降低电耗，2021年大修期间公司采用复合波形节能衬板替换现有阶梯型衬板，并针对复合波形衬板特性，设计了与波峰工作参数相匹配的钢球级配。

复合波形节能衬板由底板和波峰构成(见图2)，波峰包含阶梯形波峰和波纹形波峰两种形状，阶梯形波峰的工作面倾角在25°～75°之间，波峰宽度占底板宽度的1/3～3/4，且大于大直径钢球的直径，波峰高度大于大直径钢球的半径，小于大直径钢球的直径。波纹形波峰的工作面的切线倾角在20°～70°之间，波峰宽度占阶梯形波峰的宽度的1/3～3/4。具体参数依据磨机工况确定。

图2 复合波形节能衬板示意图

复合波形节能衬板两个波峰既能单独将钢球带到合适高度，又能相互作用将更多的钢球带到合适高度，相比单独一个波形的波峰所带起的钢球，带球数量和带球高度均得到显著提升，相当于提高了钢球的工作效率和能力，且未被带起钢球的动能也可得到增加，进一步提升了钢球的研磨效率和能力，为降低钢球装载量打下了基础。

同时为更好的应用和匹配复合波形节能衬板的工作特性，针对性的设计了与波峰工作参数相匹配的钢球级配(见表1)，在保证大球具有足够破碎能力的前提下，减少物料“钻空”机会，使粉末裸露于磨球表面而增加有效打击，提升研磨效率。

表1 煤磨钢球级配（t）

从改造后运行5个月情况看，煤磨系统运行稳定，台时和细度与改造前基本一致，钢球装载量由80t降低至52t，降低28t，钢球价格按5700元/t计算，每年可节约成本15.96万元。煤磨主电机电流由72A左右降低至61A左右，煤磨主电机单机电耗(占熟料工序电耗)由4.0kWh/t降低至3.3kWh/t，降低0.7kWh/t，电费按0.63元/kWh计，熟料产量按180万t/a计算，每年可节约成本79.38万元。综上，煤磨节能改造每年可为公司节约成本约95.34万元。

作者：肖胜星1，独传新1，武浩1，暨诗琪1，肖志军2

来源：《1中材株洲水泥有限责任公司；2长沙见新科技发展有限公司》

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