技术丨180-160辊压机配套Ф4.2m×14.5m球磨机闭路系统生产实例分析

1.1 工艺技术方案分析及选择

水泥挤压联合粉磨系统常用有两种配置：一种是球磨机系统开路，出磨机物料即为成品，无选粉机和大功率排风机等；另一种是球磨机系统闭路，配有选粉机、大功率风机等。第一种系统特点是成品颗粒分布宽，水泥的早期强度好，需水量小，电耗指标相对更先进，操作维护系统简单；后一种系统的特点是成品颗粒分布较均齐，水泥温度较低，电耗指标相对高些，投资及维护费用较高。但同样规格磨机及辊压机配置的系统，产量后一种较前一种略高。

公司原材料情况见表1。正常生产原材料综合水分1.015%，属于常规水平，熟料温度较高，表面最高时达到140℃。本项目主要生产P·O42.5水泥品种，除去磨尾掺配的矿粉，实际入水泥磨物料中的熟料掺量达到88%，为了充分发挥熟料的胶凝性，一般是将熟料的粒度控制在3~30μm，此粒径范围的熟料越多越有利于水泥强度的发挥，因此对于此配比品种水泥以控制筛余为主，即细度要求很高。

表1 物料配比表（%）

如果采用开路系统生产，由于熟料掺入量达到了88%，熟料是配料中最难磨的，成品的细度就很难达标，也不利于熟料粒度控制在3~30μm区间，如果为了追求细度，水泥产量就会降低，物料带走的温度减少，磨内温度越来越高，微细粉占比就会增加，这样很容易出现糊球现象，故此品种水泥更适合采用闭路磨生产。基于上述分析，本设计采用1套HFCG180-160辊压机+HFV5000气流分级机+HFX-M5000动态选粉机配套Ф4.2m×14.5m球磨机+O-sepa高效组合式选粉机组成的闭路磨系统。

1.2 主机配置、工艺流程简述及分析

主机配置见表2，工艺流程见图1。

工艺流程简述：熟料经计量后输送至稳流称重仓内，石膏和混合材等原料由配料皮带送入水泥粉磨系统料饼提升机内，与辊压机挤压后的物料一起送入气流分级机分选，经分选后的粗粉返回辊压机称重仓，称重仓内物料经辊压机重新挤压，与新鲜料一起经料饼提升机送入气流分级机分选，形成一个闭路辊压粉磨系统。

熟料单独进入称重仓，确保所有熟料均经过辊压机高压粉碎处理后，颗粒结构均被粉碎破坏，这样熟料的易磨性得到大幅度的改善，粒径也大大缩小，减少熟料在球磨机的做功比例，从而降低了粉磨系统电耗；气流分级机分选出的细粉随气流进入高效选粉机，经高效选粉机二次分选，选出的粗粉返回到称重仓后经辊压机重新挤压，选出的细粉随气流进入旋风筒，通过旋风筒收集后，由斜槽输送至Φ4.2m×14.5m水泥球磨机内进一步粉磨。

出磨物料由提升机送至O-sepa高效内循环组合式选粉机内分选，选粉机分选出的细粉由选粉机自带的旋风筒收集后作为成品。选粉机分选出的粗粉返回球磨机重新粉磨。

气路系统：辊压机系统和水泥粉磨系统出旋风筒的含尘气体通过循环风机排出后，大部分作为循环风返回气流分级机或组合式选粉机继续参与物料分选，辊压机和水泥粉磨系统内均增加一路旁路放风系统，根据循环风路系统温度和水分，少部分循环风分别经两个系统的旁路放风收尘器收尘后进行外排，辊压机放风系统的细粉由收尘器收集后入球磨机，而球磨机放风系统的细粉由收尘器收集后作为成品，通过空气输送斜槽、提升机等输送设备送到水泥库储存。

2.1 现有熟料库改造设计及施工难度大

现有Φ22m熟料库储量约1.7万t，存期仅为4.25天，储期太短，造成错峰生产期间无法更多的储存熟料，影响企业效益；并且此熟料库发散全部采用库侧散装卸料方式，对库内壁磨损较大，造成库体结构受损，存在安全隐患。而且此熟料库库底无输送设备，造成库底约有0.6万t熟料无法自动卸出，库容利用率低，只有在停窑情况下，通过铲车进入库内作业，铲车工的工作环境非常恶劣，也同样存在安全隐患。本次升级改造项目在现有熟料库西侧新建1个Φ30m熟料储存圆库，提高了熟料储量，打通2个库的熟料进库和出库，解决了熟料储存和输送问题；同时对现有的熟料储存库进行改造加固，增加了库底板及库底出料系统，提高了老库利用率，同时解决了熟料出库问题。

2.2 综合管廊的设计及应用

为打造干净整洁的生产环境，实现智能制造、无尘化示范工厂，水泥粉磨车间内采用综合管廊设计。管廊内部根据各专业线路性质合理分层布局，设备检修间距、检修通道、通风等设计符合相关规范，通过了消防安全等部门验收。

粉磨车间内水管、压缩空气管路、电气线路、液压油站等全部布置在综合管廊内，方便日常统一巡检维护，磨房车间内部更加简洁大方。减少了占地及投资，水泥粉磨车间布置较紧凑。

2.3 球磨机系统循环风路优化设计、减少外排

此次在球磨机系统“O-SEPA选粉机”后采用“旋风筒”替代“大布袋收尘器”收集水泥成品，基于以下几个方面考虑：

（1）按照5mg/m3排放，收尘器过滤风速低，当磨机台时产量很高时，传统收尘器体积会很庞大，对工艺布置不利，增加了设备和土建成本；

（2）旋风筒替代减少了整个风路系统阻力，有利于降低系统电耗；

（3）系统产量大，传统收尘器滤袋磨损较大，旋风筒收尘避免了频繁更换滤袋的问题，降低设备和生产维护成本；

（4）选粉风量大部分循环回选风机重新参与选粉，外排风量根据循环风路系统温度和水分调整，减少整套粉磨系统的外排风总量和粉尘排放总量，更加环保。

2.4 水泥库卸料和水泥散装系统优化

本项目新建4座Φ15混凝土储库，对水泥库底卸料和散装难点问题进行了系统优化：

（1）库底设置智能卸料系统，保证了卸料的均匀性、减少了库内板结架拱概率。

智能卸料系统：每个库设置4个卸料点，对称2个点轮流卸料，定时切换，保证库内水泥卸料的均匀性；每个点设置无动力卸料锥，同时库内铺设充气箱，静止启动时库底罗茨风机可选择向库内充气箱充气工作，等顺畅下料后罗茨风机即可停止，利用库内粉料自重进行库底卸料，减少了库内充气量和空气带入的水汽，从而减少库内板结架拱概率，节约水泥出库电耗，更加经济环保。

（2）库底卸料口增加破碎阀，散装仓进料口增加了电振动筛，一方面解决了因库内结块带来的库底堵料问题，另一方面把破碎后粗颗粒分离出来，解决了破碎后少量大块料在散装计量秤内卡料带来计量不准的问题，同时保证了出厂水泥质量。

2.5 称重仓进料系统创新

本工程采用HFCG180-160辊压机为柱钉辊面，考虑到柱钉辊面保护问题，以及熟料掺入比例高物料离析带来的系统偏辊等问题，设计时对称重仓进料系统进行系统创新，在称重仓进料口位置增加了移动布料器，可根据辊缝差实时调整进料位置，改变仓内料堆位置和离析现象，减少两侧辊缝偏差，有效解决了辊压机偏辊问题，保证辊压机运行的稳定性，提高了系统产量，降低辊压机的维修成本和时间。

本项目已投产运行1年半，产量稳定在320t/h以上，电耗24kWh/t以下，较技改前粉磨工序电耗下降12kWh/t，按照置换产能150万t/a，每年可节电约1800×10⁴kWh。优于国家将于2022年11月执行的《GB16780-2021水泥单位产品能源消耗限额》中水泥制备工段限额等级中的1级能耗等级，达到国内先进水平。

此次技改项目以“绿色、智能化、现代化工厂”为理念，在能耗标准、污染物排放标准、噪声控制、自动化与信息化等方面都采用高标准，根据公司实际生产的水泥品种和物料配比，针对性选用了180-160辊压机配套Φ4.2m×14.5m球磨机闭路系统，水泥磨房综合管廊应用、球磨机循环风路系统优化、水泥库底卸料和散装系统优化、称重仓进料系统优化等技术的应用，在此项目上均取得了很好的应用效果，实现了高效、节能、稳定的生产，确保项目建成后达到了国内先进水平。

作者：何林

来源：《中建材(合肥)粉体科技装备有限公司》

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