Φ3m×11m水泥挤压联合粉磨系统的调试与生产
水泥 2018-04-17
1 系统简介
诸暨八方水泥采用2台Φ3.0m×11m和1台Φ2.4m×8m闭路水泥粉磨生产线。2001年，公司将2条600t/d预热器窑改造为1100t/d预分解窑后，原水泥粉磨系统生产能力明显不足。为此，新增1条Φ3m×11m挤压联合粉磨水泥生产线。工艺流程见图1。系统主要设备配置见表1。
图1 水泥挤压联合粉磨系统工艺流程示意
表1 水泥粉磨系统主要设备配置
物料在库底配料后，经胶带输送机(上置除铁器，能够把物料中15mm以上的铁磁物质除去)喂入辊压机稳流称重仓。物料在稳流称重仓中混合、稳定后，以料柱形式连续、均匀地喂入辊压机。料饼由提升机送入调速电子皮带秤时分成两路。一路(少量)物料溢流返回辊压机稳流称重仓，用以改变辊压机工艺性能，调整物料颗粒级配。另一路(大量)物料喂入打散分级机。打散分级机把料饼打散后，进行分选，大于3mm的粗粉返回辊压机稳流称重仓重新挤压；小于3mm的细粉经链式输送机送入磨头中间仓。由中间仓卸出后，通过管式螺旋输送机喂入磨机进行粉磨。出磨物料经磨尾提升机、空气输送斜槽送入水泥库中。磨尾废气则通过气箱脉冲除尘器由风机排出。
2 生产调试
2.1 辊压机运行参数的选择
辊压机在运行时的调节参数有3个:
1)挤压粉碎力:需根据被挤压物料性质恰当选择，方能得到最佳节能效果。
2)磨辊转速:通过调节磨辊转速，改变设备自身处理物料的能力。
3)料饼厚度:辊压机的物料处理量，可通过进料装置调节插板进行调节。
当设备确定之后，磨辊转速就随之确定。因此，调节辊压机的最佳运行参数，主要就是选择恰当的挤压粉碎力和料饼厚度，以最经济的挤压力获得最佳的挤压效果。因此，我们选择挤压力的原则是:在满足挤压物料的工艺性能前提下，尽可能降低操作压力。操作压力是否合适，从取出的料饼中找出外形完整的物料颗粒，以用手是否能够碾碎来判断，若绝大多数颗粒都可碾碎，即认为压力选取基本合适。调整料饼厚度主要是确定合理的工作辊缝，当工作辊缝过小时，料饼太薄，缺乏弹性使设备振动加大；辊缝过大时，料饼太厚，会导致电流过负荷。
调试初期，辊压机辊压过大，并经常出现偏辊状态，导致辊压机多次发生振动，液压管道接口渗油。冲击负荷过大使扭矩支撑的蝶形弹簧曾被多次振断。后经较长时间摸索，逐步掌握运行参数，生产中选择辊压机运行参数如下:
液压系统压力:0.57～0.62MPa；
挤压料饼厚度:22～28mm；
控制偏辊范围:<6mm；
辊压机按照上述运行参数控制，运行稳定可靠，取得理想效果。
2.2 挤压打散系统的运行平衡
挤压打散系统的最佳运行状态，仅靠选择恰当的辊压机运行参数是不够的，必须控制挤压打散系统的运行平衡。调试初期，恰逢雨季，物料水分高达3%以上。系统运行发现，大量物料经过调速电子皮带秤的溢流管返回辊压机稳流称重仓，调节打散分级机转速仍无济于事。喂入稳流称重仓新料仅在50t/h左右。遂认为挤压打散系统能力不够。但经认真检查，发现打散分级机入料口被物料粘实贴牢，口径缩小为不足原设备的1/2，入打散分级机物料受阻，导致大量返流，系统产量无法提高。事故处理之后，打散分级机物料处理能力达到了120t/h以上。由此，为了保证系统运行平衡，采取的措施如下:
1)加大设备巡检力度，及时发现障碍并排除，确保系统工艺及设备顺畅完好。
2)对辊压机回料量合理控制。进料粒度大，颗粒分布不均齐时，适当加大回料量，填充大颗粒间的间隙，实行料层粉碎，以增强挤压效果，保证辊压机平稳运行。当进料粒度较小，颗粒分布较均齐时，适当减少回料量，这样，可以在辊压机通过量不变的情况下增加新料量，提高系统产量。一般控制系统中辊压机回料量为25%左右。
3)稳定稳流称重仓料位，可稳定辊压机物料通过量，保证辊压机运行平稳。我们将其保持在60%～80%，挤压打散系统的运行即处于平衡状态。
2.3 磨头中间仓的改造
诸暨地区温湿多雨，磨头中间仓易粘堵，为此我们在中间仓内壁衬贴了15mm厚的UHMW-PE超高分子聚乙烯板，该板具有较高的耐磨性和抗冲击性，较低的摩擦系数，良好的润滑性以及耐化学腐蚀性。其性能指标见表2。
表2 超高分子聚乙烯板性能指标
衬贴工艺要求为:
1)超高板与中间仓壁钢板采用M10沉头螺栓固定，其螺栓孔间距小于500mm，顶部不超过200mm，要与仓体贴实、安装牢固，不得松动。
2)沉头螺栓低于超高板平面3～4mm。
3)超高板安装缝隙不超过3mm，板顶上口应有45°坡口，上下板搭接严密，下板低于上板，板面四周平整光滑。
安装超高分子聚乙烯板后，中间仓再未发生粘堵现象，保证了入磨物料量稳定。 2.4 磨头喂料设备的调整 磨头喂料原设计采用MLG290管式螺旋输送机。投产初期使用效果较好，入磨物料波动量仅在±3.0%左右。但在挤压粉磨系统中，入磨物料的平均粒径约为1.5mm，细粉颗粒<80μm含量不足10%，对设备磨蚀性强。输送机螺旋轴使用仅半年多，叶片就严重磨损。因物料流动性极好，入磨料量难以控制。料量大时，管式螺旋输送机转速调节为零仍有大量料流；初喂料时，又因叶片不带料导致物料在仓内不能卸出。难以稳定磨机的正常操作。经反复分析对比，我们仍采用调速皮带秤取代原管式螺旋输送机。为力求入磨物料量稳定，采取下列措施:
1)通过改变料饼秤的下料量，或改变打散分级机的分级电动机转速，调整进入磨头仓的下料量，确保仓内料位控制在60%～70%范围内。
2)调节流量控制阀位，调整落料口高度，以保证下料均匀。
3)喂料秤全封闭，并接除尘管除尘。
经采取上述措施处理，调速皮带秤喂料误差在±5.0%以下，入磨物料稳定性得到控制。 2.5 研磨状态对设备性能的影响
磨机内研磨体的装载量及级配合理与否，对设备性能影响甚大。试生产初期，曾连续出现入磨物料温度仅在50～60℃，出磨气体温度却高达120℃以上的异常状况。磨机出口轴瓦多次因温度超限而跳停。问题出现伊始，认为是设备安装缺陷而重点进行查找。但停磨检查发现，二、三仓隔仓板篦缝被碎段堵塞。隔仓板不能过料，物料只能从中心圈进入三仓。二仓水泥包段，过粉磨现象严重，导致出磨气体温度过高。轴瓦温度超限是因为二仓过粉磨造成。遂对二、三仓碎段清仓筛除、隔仓板篦缝碎段进行剔除处理，问题方得到解决。继之采取如下措施:
1)重新选定生产厂家，确定耐磨材料材质，严格规定并控制破损率。
2)对磨机研磨体级配进行调整，见表3。
表3 改后研磨体级配
3)根据研磨体的磨耗情况，及时补球、清仓，保证研磨体装载量不缺欠，级配调整及时。
2.6 操作参数的确定
经过近一年的实际生产摸索，挤压联合粉磨系统的工艺操作参数逐步确定，详见表4。
表4 挤压联合粉磨系统工艺操作参数
3 使用效果
我公司挤压联合粉磨生产线，于2002年4月开始投料试生产，经过半年调试整改，台时产量达到并超过55t/h的设计指标，各项经济技术指标远优于原采用的2台Φ3m×11m水泥磨，主要指标对比见表5。
表5 改造前后水泥磨系统主要技术指标
由表5可以看出，采用挤压联合粉磨系统后，7～10月份月均粉磨32.5水泥产量提高38%，单位电耗降低1.1kWh/t；42.5水泥提高60%，单位电耗降低6.7kWh/t，节电效果明显。并且，随操作人员技术逐步提高和工艺管理水平的加强，进一步提高产能降低消耗仍展现出很大潜力。
4 尚存问题
1)水泥中掺加火山灰质混合材---石煤渣为露天堆放。因未配置烘干设备，逢阴雨季节，石煤渣水分较大，气体管路及除尘器有结露现象，磨内物料粘堵隔仓板现象时有发生，导致磨机产量降低。
2)磨头喂料采用调速皮带秤取代管式螺旋输送机方案后，喂料误差比管式螺旋输送机相对偏大。
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