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聯合粉磨系統中磨機的優化改造
2021-10-02

聯合粉磨系統中磨機的優化改造

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RD水泥有限公司水泥生產線采用 170-80 輥壓機+V 型選粉機+?3.5 m×11.5 m 水泥磨+動態選粉機的雙閉路聯合粉磨系統。輥壓機功率為 2×800 kW,V 型選粉機型號為 Vx6817,水泥磨功率為2 000 kW,磨機轉速為 16.6 r/min,O-S 選粉機型號為 N2500。生產 P.O 42.5R 水泥,原系統產量為 85~ 90 t/h,成品比表面積為 360±15 m2/kg,系統電耗約為34 kW·h/t。
為了提高水泥粉磨系統產量,降低電耗,改善水泥成品質量,該公司對水泥磨進行了技術改造。
1 水泥磨優化改造
1.1 筒體襯板
優化前筒體襯板如圖 1 所示。一倉采用溝槽階梯襯板,其有效長度為 3.15 m,溝槽階梯襯板有磨損,階梯的高度差和溝槽可進一步優化;二倉采用小波紋襯板+4 圈活化襯板,小波紋襯板厚度為 75 mm,降低了有效內徑,增加了電耗,活化襯板磨損嚴重,排列方式可進一步優化。

(a) 溝槽階梯襯板

(b) 小波紋襯板


(c) 活化襯板
圖1 優化前的筒體襯板
優化后的筒體襯板如圖 2 所示。一倉仍采用溝槽階梯襯板,階梯的高度差決定了襯板的提升能力,溝槽的波紋兼顧研磨作用。優化后襯板的階梯高度差為100 mm,溝槽的半徑為 R20 mm,深度為 10 mm,提高了襯板的提升和研磨效率,可更好地發揮一倉以細碎為主、研磨為輔的作用。二倉為小波紋襯板+5 圈活化襯板。小波紋襯板的波紋重新設計,波峰波谷高度差為 15 mm,盡可能地增大研磨面積,以提高二倉的研磨效率,增強研磨能力??紤]研磨體填充率為30%,活化襯板高度為 750 mm,環數增加至 5 圈,重新排列活化襯板的安裝位置 (見圖 3),每一圈的活化襯板交錯排列,可更好地發揮研磨體的粉磨能力,最大程度消除研磨死區;合理設計活化襯板的過料面積,將靠近筒體外圓高度為 150 mm的部分設計成盲板,可有效控制物料在磨內的研磨時間,提高磨機研磨效率和物料的磨細程度,降低循環負荷,從而提高產量、降低電耗。
 


圖2 優化后的筒體襯板
優化改造后磨內布置如圖 3 所示。一倉有效長度縮短為 2.9 m,由于進料裝置增加了返料板,增加了一倉的有效研磨長度,且磨機的進料比表面積在 200 m2/kg 以上,不需要太多的沖擊粉碎,因此可將更多的空間向具有磨細作用的二倉偏移,以提高磨機的整體研磨能力。

圖3 優化改造后的磨內布置
由于物料在進入磨機前經過了輥壓機和 V 型選粉機,粒度較細,研磨體直徑較小,因此,筒體襯板均采用超薄襯板,既降低了襯板質量,又增加了筒體有效內徑,在填充率一定的情況下,料面降低,可以增大隔倉裝置的中心環,進而改善磨內通風。
1.2 隔倉裝置
原隔倉裝置是料流與氣流混合在一起,易出現沖料現象,造成二倉前段出現無料的粉磨盲區。優化后的隔倉裝置采用氣料分離式雙隔倉,如圖 4 所示。雙隔倉可將料流和氣流分開,分別由不同的通道通過中間隔倉裝置,改變了常規球磨機內部氣流與料流混合的現狀,增加了二倉的有效破碎研磨長度,延長了物料研磨時間,提高了磨機的粉磨效率,可使系統磨內風量調整更加便利,加大了磨內通風量,降低了物料的出磨溫度,改善了水泥的品質。

圖4 優化后的氣料分離式雙隔倉
結構方面,在考慮研磨體填充率與料面的情況下,盡可能增大中心圓的直徑,隔倉兩側采用篦板,篦縫寬度為 6 mm,通孔率為 7.8%,兩側篦板的通孔率保持一致,可改善隔倉截面通風,降低通風阻力和中心圓處風速。物料流動方向安裝有閘板,現場可根據粉磨工藝及物料特性等來控制物料的流速,從而提高產品的質量和產量。
1.3 出料篦板
原出料篦板為篩板外加鑄件邊框的防堵型篦板,篦縫為 5~ 8 mm,此種篦板雖有防堵效果,但磨尾的粗顆粒物料與鋼段會從篦板之間的縫隙中進入到選粉機,再進入磨機一倉。
將出料篦板優化升級為壓條與篩板的組合,如圖5 所示。篩板篦縫寬度為 4 mm,通孔率為 15%,將篩板用壓板壓在篦板架上,同時可堵住篩板之間的縫隙,避免磨尾的粗顆粒物料與鋼段從縫隙中進入到選粉機后再進入一倉。在保證通孔率的前提下,將靠近筒體最外圈高度為 300 mm的部分設計為盲板形式的鑄件襯板,有助于抑制物料流速,延長物料在磨內的研磨時間,提高研磨效率。

圖5 優化后的出料篦板
1.4 研磨體級配
磨機是通過襯板將能量傳遞給研磨體,研磨體在運動中對物料進行磨細與整形,合理的研磨體級配對提高粉磨效率和節能降耗有著重要作用。
由于對磨內襯板、隔倉裝置和出料篦板進行了優化,使得研磨效率提高,因而可適當減少研磨體填充量,將一倉和二倉的填充率由 28% 降至 22%,降低了磨機負荷,進而降低了電耗。優化前后研磨體級配如表 1 所列。
表1 優化前后研磨體級配
優化前水泥成品中 -3 µm的細粒級含量約為20%,有時甚至達到 25%,細粒級含量高會影響水泥質量。因此技術改造加大了一倉和二倉的平均球徑,一倉和二倉的平均球徑分別由優化前的 27.00、12.98 mm 增加到 28.96 和 14.42 mm;一倉中 ?40 mm的鋼球由 2 t 增加至 5 t,相應地減少了一部分小球。因為熟料易磨性較差,因此提高一倉對熟料和其他粗顆粒的處理能力,可避免出現選擇性磨細現象;二倉中不再裝 ?10 mm×10 mm的鋼段,可避免出現過粉磨現象。
2 優化改造結果
優化改造后,磨內通風得到了改善,水泥成品溫度有一定降低,水泥成品中 -3 µm的細粒級含量降為10% 左右,粒徑分布趨于合理,質量得到改善。P.O 42.5R 水泥的系統產量提高到 105~ 110 t/h,比表面積為 360±15 m2/kg,系統電耗約為 32 kW·h/t,提產降耗效果明顯。
3 結語
(1) 優化水泥磨筒體襯板和活化襯板的結構,以控制物料流速,提高研磨效率,降低粉磨電耗。
(2) 對料風分離式隔倉裝置在結構與工藝上都進行了優化,料流和氣流分開,使得整個工藝系統調整磨內風量更加便利,二倉有效研磨長度增加,有助于改善通風,增加系統產量。
(3) 出料篦板采用壓條與篩板的組合,既能防堵,又可提高通孔率,避免磨尾的粗顆粒物料與鋼段從縫隙中進入到選粉機后再進入一倉。
(4) 研磨體級配對系統的產量和成品的質量有著非常重要的影響,合理的研磨體級配可提高粉磨效率,改善水泥成品質量。
 
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