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最新的輥式磨技術(shù)

現(xiàn)代化的水泥粉磨車間必須具備較高的運(yùn)行效率和產(chǎn)能、較低的電耗和裝備事故率、較低的投資和維修費(fèi)用、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品以及良好的環(huán)保效應(yīng)等，近年來(lái)，輥式磨的工藝裝備及設(shè)計(jì)、生產(chǎn)控制的技術(shù)進(jìn)展已符合上述發(fā)展趨勢(shì)。

1　現(xiàn)代化粉磨車間

1.1大型裝備

水泥工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)是大型水泥窯，最大產(chǎn)量13 000t/d，所需的水泥、原料和煤磨是一磨還是二磨，一直備受爭(zhēng)議。一是可靠性。一窯二磨可靠，但從粉磨車間投資來(lái)看，一磨較二磨投資低約20%～30%，維修費(fèi)用和操作員工也少些，爭(zhēng)議中一窯一磨方案占優(yōu)勢(shì)，但磨機(jī)需大型化。二是窯磨之間的關(guān)系。尤其是生料磨和煤磨，若出現(xiàn)事故，勢(shì)必要停窯。因而粉磨裝備必須長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅主機(jī)需要安全運(yùn)轉(zhuǎn)，而且輔機(jī)也需要安全運(yùn)行。三是產(chǎn)能配套。為保證窯的安全運(yùn)行，粉磨能力必須大于燒成能力，富余能力約60%～80%。此外，設(shè)計(jì)中還需考慮，當(dāng)磨機(jī)的個(gè)別部件出現(xiàn)故障時(shí)，磨機(jī)仍然可保持窯在常規(guī)產(chǎn)能下運(yùn)行。近年來(lái)，投入生產(chǎn)的具備最新技術(shù)的輥式磨能滿足上述需求，不僅產(chǎn)能高，而且當(dāng)個(gè)別磨輥出現(xiàn)故障后，可以抬起，其余磨輥照常運(yùn)行，保證所需產(chǎn)品的產(chǎn)能及質(zhì)量。

為滿足上述需求，萊歇公司于2006年開發(fā)了6輥生料磨（LM69.6）和4輥煤磨（LM43.4）。2014年又開發(fā)了（4+4）輥式水泥磨，滿足水泥市場(chǎng)大型產(chǎn)能需求的輥式水泥磨LM70.4+4CS，功率9 600kW（表1），將于2016年投入運(yùn)行。

圖1　緊湊式行星電動(dòng)傳動(dòng)（COPE）

表1　萊歇LM70.4+4CS水泥磨技術(shù)數(shù)據(jù)

圖3　萊歇水泥磨產(chǎn)能與規(guī)格的關(guān)系

圖4　LDC選粉機(jī)

圖5　LSK和LDC選粉機(jī)

萊歇公司所有輥式磨的傳動(dòng)，均采用與RENK公司共同開發(fā)的緊湊行星式電動(dòng)（COPE）傳動(dòng)系統(tǒng)，確保裝備運(yùn)行可靠和產(chǎn)能儲(chǔ)備量。該系統(tǒng)是一臺(tái)2級(jí)多傳動(dòng)型帶8臺(tái)單獨(dú)傳動(dòng)單元的減速箱和一臺(tái)3 000kW電機(jī)的組合。垂直安裝的減速機(jī)通過螺旋齒輪與減速箱連接（圖1）。在運(yùn)行過程中，即使一半的傳動(dòng)裝置出現(xiàn)事故，磨機(jī)和傳動(dòng)裝置仍能運(yùn)行。減速箱可安裝或不安裝調(diào)頻轉(zhuǎn)換器，適合各種水泥質(zhì)量和粉磨細(xì)度的需求。

萊歇公司所設(shè)計(jì)的4+4系統(tǒng)輥式水泥磨，是由4個(gè)用于粉磨的主軸和4個(gè)用于料床制備的支撐輥?zhàn)咏M成，能將輥?zhàn)又械膬蓚€(gè)懸掛形成獨(dú)立的液壓系統(tǒng)。當(dāng)磨輥在生產(chǎn)運(yùn)行中出現(xiàn)故障，可將其懸吊，此時(shí)輥磨剩余產(chǎn)能60%～80%的2個(gè)輥?zhàn)尤匀贿\(yùn)行，仍能滿足生產(chǎn)需求。為便于生產(chǎn)管理，水泥磨和生料磨裝備設(shè)計(jì)共用許多一般的備件。水泥、生料磨均采用相同的減速箱輥?zhàn)?、?biāo)準(zhǔn)輥?zhàn)右约皳u臂和液壓氣動(dòng)彈簧系統(tǒng)部件，這些部件均適用于不同產(chǎn)能的生產(chǎn)線以及不同物理性能原料的生產(chǎn)需求。

萊歇公司生產(chǎn)的生料磨、水泥磨產(chǎn)能與規(guī)格的關(guān)系見圖2、圖3。

1.2LDC選粉機(jī)

輥式磨和選粉機(jī)設(shè)計(jì)為一體，產(chǎn)能高，電耗低，烘干能力優(yōu)良。選粉機(jī)對(duì)產(chǎn)品的顆粒分布及產(chǎn)品在機(jī)內(nèi)循環(huán)起到關(guān)鍵影響。機(jī)內(nèi)氣流循環(huán)的壓降和風(fēng)機(jī)電耗以及粉磨電耗均有關(guān)。

萊歇公司2008年以前使用LSK型選粉機(jī)，而后使用新一代具有Vortex Rectifier專利的LDC動(dòng)態(tài)選粉機(jī)（圖4）。至2015年，在各種類型的輥式磨上已銷售35臺(tái)。

在粉磨細(xì)度相同的礦渣水泥和普通硅酸鹽水泥時(shí)，兩種選粉機(jī)的壓降見圖5。顆粒分布（PSD）已從LSK 的0.90提至LDC動(dòng)態(tài)選粉機(jī)的1.05。

圖6　緊湊的輥式磨車間

圖7　緊湊輥式磨車間和LM53.3+3水泥磨外形尺寸比較

圖8　LM主控程序系統(tǒng)

LSK和LDC型選粉機(jī)在粉磨相同細(xì)度礦渣和普通水泥時(shí)，LSK選粉機(jī)壓降高些，LDC選粉機(jī)電耗低些（圖5），且顆粒分布曲線值高些，水泥產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)些，為此一些帶LSK的選粉機(jī)，改造為L(zhǎng)DC選粉機(jī)。考慮到LSK選粉機(jī)較方便改為L(zhǎng)DC型選粉機(jī)，外型尺寸與入選粉機(jī)管道、喂料斜槽、磨機(jī)法蘭等連接界面原有的部件均可利用。

2　緊湊的車間設(shè)計(jì)

粉磨車間全部投資不僅包括磨機(jī)本身，而且包括全系統(tǒng)裝備的機(jī)械、電氣和土建等全部費(fèi)用，必須盡最大努力在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，節(jié)省投資，建立緊湊且效能高的車間。

在車間設(shè)計(jì)時(shí)，還需統(tǒng)籌考慮環(huán)保以及地域性的建筑需求，此外在工程中還需考慮各車間之間的連接，熟料、水泥庫(kù)位置布置、移動(dòng)的維修起吊裝備利用情況、熟料喂料系統(tǒng)的利用空間等。此外，還需盡量減少安裝時(shí)間等（圖6、7）。

3　LM-主控程序系統(tǒng)

LM-主控程序系統(tǒng)和常用的PLC（可編程控制）的結(jié)合，其目的是增加平均產(chǎn)量且保持最佳性能。為滿足上述需求，LM-主控程序系統(tǒng)的控制參數(shù)主要為磨壓、噴水量、氣體量和選粉機(jī)速度。系統(tǒng)結(jié)合理想的工藝參數(shù)，以保持高產(chǎn)時(shí)的最高利用率，此外，LM控制程序系統(tǒng)還能做到高產(chǎn)時(shí)降低能耗，控制振動(dòng)量和吸收主電機(jī)功率，使之保持在給定的限值以內(nèi)（圖8）。

陳友德編譯自

No.2/2015Cement International