曹 凱 石國平

(中材裝備集團(tuán)有限公司 300400)

從聯(lián)合粉磨到雙圈流水泥粉磨系統(tǒng)

曹 凱 石國平

(中材裝備集團(tuán)有限公司 300400)

本文介紹了由輥壓機(jī)和球磨機(jī)組成的水泥粉磨系統(tǒng)，從聯(lián)合粉磨到雙圈流的發(fā)展過程，并對其工藝特點(diǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的比較，認(rèn)為雙圈 流水泥粉磨系統(tǒng)因其靈活的運(yùn)行模式和方便的調(diào)節(jié)手段，是目前最為合理的水泥粉磨工藝之一。

雙圈流 半終粉磨；水泥粉磨；節(jié)能

一、聯(lián)合水泥粉磨系統(tǒng)

在輥壓機(jī)問世之前，水泥的粉磨作業(yè)主要由球磨機(jī)來完成，因球磨機(jī)的能量利用率低，水泥粉磨系統(tǒng)的電耗為40～42kWh/t，而且噪音大，單套系統(tǒng)產(chǎn)量低，系統(tǒng)大型化困難。這種狀況直到上世紀(jì)末，隨著V型選粉機(jī)的出現(xiàn)，才徹底改變。由輥壓機(jī)與球磨機(jī)組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，使得水泥粉磨系統(tǒng)的電耗降低至 32～33 kWh/t，與相同規(guī)格的圈流球磨系統(tǒng)相比，系統(tǒng)產(chǎn)量可增加100%～120%。

2003年，由天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院設(shè)計的當(dāng)時最大規(guī)模的國產(chǎn)輥壓機(jī)水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)在天津振興水泥廠建成投產(chǎn)。新喂物料與出輥壓機(jī)物料經(jīng)循環(huán)提升機(jī)一同喂入V型選粉機(jī)進(jìn)行打散分選，粗料再進(jìn)入輥壓機(jī)循環(huán)擠壓，而細(xì)料由氣體帶入旋風(fēng)收塵器被收集后作為中間產(chǎn)品喂入后續(xù)球磨中繼續(xù)粉磨至要求的細(xì)度。這種流程對于輥壓機(jī)來講，因?yàn)榧?xì)粉得到及時分選，擠壓效果提高；對于球磨機(jī)來講，由于入磨物料粒度均勻且較細(xì)，研磨體級配更加合理，粉磨效率也同樣得到了提高。同時，輥壓機(jī)的V型選粉機(jī)帶有自循環(huán)風(fēng)機(jī)，出循環(huán)風(fēng)機(jī)的氣體小部分進(jìn)入高效選粉機(jī)，大部分再返回到V型選粉機(jī)作為選粉氣體；而出球磨機(jī)的含塵氣體直接進(jìn)入到高效選粉機(jī)中用作選粉氣體。V型選粉機(jī)、高效選粉機(jī)以及球磨機(jī)的用風(fēng)量可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，易于操作。

系統(tǒng)投產(chǎn)后，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)良好，但循環(huán)風(fēng)機(jī)葉輪的磨損非常嚴(yán)重，普通材質(zhì)葉輪，運(yùn)行一個月就需要更換一個新的，采用耐磨處理后的風(fēng)機(jī)葉輪也只能堅(jiān)持半年左右時間。究其原因，主要是受旋風(fēng)筒收塵效率的限制，出旋風(fēng)筒氣體中粉塵濃度較高，約為 30～40g/Nm3，并且由輥壓機(jī)擠壓產(chǎn)生的物料顆粒，表面棱角分明，顆粒尺寸較大，從而導(dǎo)致循環(huán)風(fēng)機(jī)葉輪的磨損加劇。

二、半終水泥粉磨系統(tǒng)

為了徹底消除循環(huán)風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)筒的磨損，天津院于2005年開發(fā)了半終粉磨系統(tǒng)。該系統(tǒng)取消了旋風(fēng)筒和循環(huán)風(fēng)機(jī)，經(jīng)V型選粉機(jī)粗選后的物料不再由旋風(fēng)筒收集進(jìn)后進(jìn)入球磨機(jī)，而是從動態(tài)選粉機(jī)的下部由風(fēng)帶入后直接進(jìn)行分選。同時，出球磨機(jī)的物料經(jīng)出磨提升機(jī)空氣輸送斜槽從動態(tài)選粉機(jī)的上部喂入，經(jīng)動態(tài)選粉機(jī)分選后，細(xì)粉由氣體帶入后面的收塵器，收集后經(jīng)成品輸送進(jìn)入水泥成品庫儲存，粗粉再次返回球磨機(jī)被繼續(xù)粉磨。整個選粉系統(tǒng)用風(fēng)由收塵器后的系統(tǒng)風(fēng)機(jī)提供，如此一來，完全避免了含塵氣體直接進(jìn)入風(fēng)機(jī)而磨損風(fēng)機(jī)葉輪。

另外，由于出V型選粉機(jī)物料首先進(jìn)入動態(tài)選粉機(jī)進(jìn)行細(xì)選，部分達(dá)到成品要求的物料不再進(jìn)入球磨機(jī)，而直接進(jìn)入成品，減輕了球磨機(jī)的負(fù)擔(dān)，提高了粉磨效率，與相同主機(jī)配置的水泥聯(lián)合粉磨機(jī)系統(tǒng)相比，系統(tǒng)產(chǎn)量增加約5%。同時，整個系統(tǒng)中只有一臺大風(fēng)機(jī)，通風(fēng)電耗也有1kWh/t左右的降低。

雖然循環(huán)風(fēng)機(jī)的磨損問題得到了完美解決，但是，由于沒有經(jīng)過球磨機(jī)研磨的成品顆粒多為片狀或針狀，且水泥成品的粒度分布變窄，所以部分企業(yè)出現(xiàn)水泥需水量偏高，凈漿流動度變差等問題，影響水泥的銷售。

三、雙圈流水泥粉磨系統(tǒng)

為了進(jìn)一步降低水泥粉磨系統(tǒng)的電耗，采用大輥壓機(jī)加小球磨的系統(tǒng)配置方案，已成為新建水泥粉磨系統(tǒng)的趨勢，也是球磨機(jī)水泥粉磨系統(tǒng)改造的首選。如果在輥壓機(jī)與球磨機(jī)組成的水泥粉磨系統(tǒng)中，輥壓機(jī)的規(guī)格增大后，只用V型選粉機(jī)來調(diào)節(jié)輥壓機(jī)和球磨機(jī)粉磨能力的平衡時，就需要降低V型選粉機(jī)內(nèi)的風(fēng)速，從而減少進(jìn)入球磨機(jī)內(nèi)的物料量，但是當(dāng)V型選粉機(jī)內(nèi)的風(fēng)速降低到一定程度之后，將有部分細(xì)粉不能被選出而返回輥壓機(jī)，從而導(dǎo)致輥壓機(jī)振動等現(xiàn)象產(chǎn)生。為了解決這個問題，我們在V型選粉機(jī)后加設(shè)一臺動態(tài)選粉機(jī)，通過調(diào)整動態(tài)選粉機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，來控制入球磨機(jī)半成品的質(zhì)量和數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)在保證輥壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定的情況下，達(dá)到調(diào)節(jié)輥壓機(jī)和球磨機(jī)粉磨能力平衡的目的。因作為系統(tǒng)粉磨工作的兩個主機(jī)設(shè)備——輥壓機(jī)和球磨機(jī)各自單獨(dú)配有選粉機(jī)，形成相對獨(dú)立而又有聯(lián)系的兩個閉路系統(tǒng)，所以我們將該水泥粉磨系統(tǒng)稱之為雙圈流水泥粉磨系統(tǒng)。

雙圈流水泥粉磨系統(tǒng)可以以多種方式運(yùn)行，操作靈活多樣，可在一定程度上改善水泥成品的需水量等性能：

a) 通過調(diào)節(jié)出球磨機(jī)提升機(jī)出口處的三通分料閥，可以實(shí)現(xiàn)部分或者全部以開流方式運(yùn)行，從而保證成品的工作性能，如需水量、流動度等；

b) 系統(tǒng)在生產(chǎn)對水泥的工作性能要求較低的水泥時，輥壓機(jī)側(cè)的三分離選粉機(jī)直接將合格的成品選出進(jìn)入成品儲存，從而減少過粉磨現(xiàn)象，提高系統(tǒng)產(chǎn)量；

c) 在生產(chǎn)對水泥工作性能要求較高的水泥時，通過調(diào)節(jié)旋風(fēng)筒下面的三通分料閥，使三分離選粉機(jī)分選后的細(xì)物料可以部分或者全部進(jìn)入球磨機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)化水泥成品的顆粒級配和形貌，也可以降低選粉機(jī)轉(zhuǎn)速，直接分選合適細(xì)度的半成品喂入球磨機(jī)，而粗粉全部返回輥壓機(jī)。

雙圈流水泥粉磨系統(tǒng)特點(diǎn)包括：

a) 輥壓機(jī)和球磨機(jī)粉磨能力的平衡，由設(shè)置在物料入球磨機(jī)輸送過程中的分料閥來實(shí)現(xiàn)，從而保證了靜態(tài)選粉機(jī)內(nèi)的風(fēng)量，提高了其選粉效率，避免了部分細(xì)粉未被及時選出而影響輥壓機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行；

b) 三分離選粉機(jī)可以分選出一部分（系統(tǒng)產(chǎn)量的20%～30%）成品，減少了入球磨機(jī)的細(xì)粉量，提高了粉磨效率，同時，因動態(tài)選粉機(jī)內(nèi)的物料濃度低，選粉效率也有一定程度提高，系統(tǒng)產(chǎn)量與傳統(tǒng)的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)相比產(chǎn)量增加約5%；

c) 因輥壓機(jī)系統(tǒng)和球磨機(jī)系統(tǒng)相對獨(dú)立，并且可以部分或者全部以開流方式運(yùn)行，系統(tǒng)操作簡單靈活，易于調(diào)節(jié)；

d) 因出V型選粉機(jī)的物料經(jīng)動態(tài)選三分離選粉機(jī)分選后，細(xì)料經(jīng)后面的旋風(fēng)筒收集后，作為成品入庫或者作為半成品入磨。出旋風(fēng)筒后含塵氣體的粉塵顆粒大小比原聯(lián)合粉磨系統(tǒng)小，濃度也比原聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的低，所以，循環(huán)風(fēng)機(jī)的磨損比原來要小很多，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，正常情況下，循環(huán)風(fēng)機(jī)的葉輪壽命可達(dá) 5年以上。

四、小結(jié)

雙圈流水泥粉磨系統(tǒng)與半終水泥粉磨系統(tǒng)既有區(qū)別又存在聯(lián)系，如果在雙圈流系統(tǒng)中，輥壓機(jī)側(cè)的三分離選粉機(jī)直接出成品，那么兩種系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能是一致的，并且半終粉磨系統(tǒng)因設(shè)備數(shù)量少，系統(tǒng)布置更加簡單電耗更低；但是，雙圈流水泥系統(tǒng)的操作模式更多，可以讓所有物料全部經(jīng)過球磨機(jī)，從而保證成品水泥的工作性能（需水量、流動度等）更加接近普通圈流球磨水泥粉磨系統(tǒng)所生產(chǎn)的水泥，而半終粉磨系統(tǒng)無法做到這一點(diǎn)。

隨著市場對降低水泥生產(chǎn)成本和提高水泥工作性能的要求越來越高，以及國家節(jié)能降耗政策引導(dǎo)作用越來越大，水泥生產(chǎn)企業(yè)對新的水泥粉磨工藝的接受程度也越來越高，雙圈流水泥粉磨系統(tǒng)以其靈活的運(yùn)行模式和方便的調(diào)節(jié)手段，成為目前最為合理的水泥粉磨工藝之一，它是新建水泥粉磨系統(tǒng)的趨勢，也是球磨機(jī)水泥粉磨系統(tǒng)改造的首選。

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1007-6344（2016）09-0005-01