1 工藝流程及主要參數(shù)
淶水冀東水泥有限公司3個水泥粉磨系統(tǒng)均采用JLMS-24.3立磨與Φ4.8m×9.5m球磨機(jī)組成聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。JLMS-24.3立磨裝機(jī)功率2240kW，磨盤中徑2400mm，3個磨輥，磨盤轉(zhuǎn)速33.58r/min，產(chǎn)量210t/h，入料粒度≤30mm；配套選粉機(jī)JXF4100GY，成品量180~220t/h，比表面積≥200m2/kg，最大喂料量600t/h，通過氣體溫度≤150℃，通風(fēng)量(70~90℃)180000m3/h；球磨機(jī)Φ4.8m×9.5m，裝機(jī)功率3550kW，產(chǎn)量180t/h,生產(chǎn)P·O42.5水泥時,比表面積360~380 m2/kg；配套O-Sepa選粉機(jī)，通風(fēng)量240000m3/h，最大通過量720t/h。水泥粉磨系統(tǒng)工藝流程見圖1，系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)：生產(chǎn)P·O42.5水泥，臺時產(chǎn)量180t/h，分步電耗35.5kWh/t，比表面積360m2/kg，生產(chǎn)P·C32.5水泥，臺時產(chǎn)量240t/h，分步電耗26.6kWh/t，比表面積370m2/kg。物料配比及相應(yīng)的水分情況見表1。
2 出現(xiàn)的問題
該公司3個水泥粉磨系統(tǒng)于2012年2月起陸續(xù)進(jìn)入試生產(chǎn)，調(diào)試初期存在的主要問題：1）立磨振動大，經(jīng)常跳停，開停機(jī)頻繁，個別部件因振動大而損壞；2）熟料易磨性差。由此導(dǎo)致立磨系統(tǒng)故障較多，臺時產(chǎn)量低。
3 問題分析和改造措施
3.1 改造立磨下料溜子，調(diào)整偏料，穩(wěn)定料層
由于生產(chǎn)一線技術(shù)人員缺乏操作經(jīng)驗，立磨初期運(yùn)行時振動過大，水平振動值在3.7mm/s,垂直振動值在4mm/s，并且隨著料層的變化等因素影響，有時振動值還會更高，達(dá)到8mm/s。通過分析，立磨振動時，其主電動機(jī)電流波動較大，最低值在100A左右，而最高值在145A 左右，立磨循環(huán)斗式提升機(jī)的電流波動也較大，極差在25A左右，初步判斷為立磨系統(tǒng)下料不均造成的。在進(jìn)磨觀察磨盤上的物料分布情況時發(fā)現(xiàn)，磨內(nèi)中心溜子的出料有明顯的偏差，磨內(nèi)的東側(cè)和南側(cè)（即斗式提升機(jī)下料點(diǎn)和選粉機(jī)回粉）的物料較多，并且對應(yīng)上部溜子的磨損也較為嚴(yán)重，而其他兩個方向的物料較少，基本符合磨內(nèi)下料點(diǎn)偏移和下料不均的判斷。隨即安排在入磨的中心溜子內(nèi)增加了寬度100mm厚度10mm的圓環(huán)緩沖板，見圖2。
一方面它降低了入磨物料高落差對溜子的沖刷，另一方面圓環(huán)的收口作用使得物料的下料點(diǎn)發(fā)生了變化，將原先的單點(diǎn)偏心下料改成接近中心下料，改善了物料在磨盤上的偏離現(xiàn)象。同時，適當(dāng)調(diào)整h值的大?。ㄔO(shè)計600mm，最終改為400mm），使得下料波動時，可以起到一定的緩沖作用，穩(wěn)定料床。
3.2 選粉機(jī)粗粉下料管上加裝簡易穩(wěn)料鎖風(fēng)閥
立磨上部的緩沖料倉有效容量25t，其設(shè)置目的是喂料出現(xiàn)異常情況時可以有所緩沖，實(shí)際正常運(yùn)行時倉內(nèi)基本不存料。物料經(jīng)由斗式提升機(jī)直接喂入緩沖料倉再入磨，立磨粉磨過的物料經(jīng)由斗式提升機(jī)喂入立磨選粉機(jī)，粗粉經(jīng)緩沖料倉再次入磨，細(xì)粉喂入管磨機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步粉磨。由于立磨選粉機(jī)下部的粗粉鎖風(fēng)閥是重錘式雙翻板鎖風(fēng)閥，其開閉由閥板上物料質(zhì)量的大小決定，所以是間斷的或隨機(jī)的，由此導(dǎo)致喂入磨盤的粗粉波動。
后經(jīng)現(xiàn)場觀察，反復(fù)研究，在選粉機(jī)粗粉鎖風(fēng)閥下面的下料管處，現(xiàn)場加裝了一個簡易穩(wěn)料鎖風(fēng)閥，其結(jié)構(gòu)見圖3，原來的雙翻板鎖風(fēng)閥保留不動。橡膠皮帶板由橡膠輸送皮帶制成，其一側(cè)用法蘭固定，深入溜槽內(nèi)部的長度可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，溜槽內(nèi)部部分橡膠板的兩側(cè)用螺栓固定有兩塊耐磨鋼板制成的護(hù)板，護(hù)板與下料溜子的一側(cè)留有一定空隙，保持橡膠皮帶板能夠自由地擺動。選粉機(jī)原粗粉鎖風(fēng)閥是雙翻板鎖風(fēng)閥，有一定量的泄漏風(fēng)，而新裝的簡易穩(wěn)料鎖風(fēng)閥，當(dāng)物料堆積到一定量時，可將橡膠皮帶板推開，出現(xiàn)開口，物料流出，當(dāng)物料少到一定量時，由于上行泄漏氣流的作用，橡膠皮帶板回復(fù)原位，由于有擋板的作用，基本可以鎖住泄漏風(fēng)。實(shí)際生產(chǎn)時，上述過程會平衡在一個相對固定的位置，物料持續(xù)向下流出，橡膠皮帶板限制泄漏風(fēng)在一個最小的范圍內(nèi)，從而使得選粉機(jī)喂入立磨的粗粉流量基本穩(wěn)定，排除了波動性。
通過以上兩項改動后立磨的振動值大幅下降，基本穩(wěn)定在1.2mm/s的水平。
3.3 調(diào)整擋料圈高度和液壓缸蓄能器充氣壓力
通過觀察中控室立磨主電動機(jī)電流曲線和循環(huán)斗式提升機(jī)電流曲線，立磨的電流在95～100A左右，而立磨的額定電流在157A ，也就是說立磨的有效功率只發(fā)揮了60%的水平。立磨上腔的加載壓力在8.8MPa左右，而波動值超過了3MPa，現(xiàn)場各個磨輥的上下擺動較大。從上述的一些參數(shù)及現(xiàn)場現(xiàn)象分析判斷立磨的磨內(nèi)料層較薄。為此，在利用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和庫滿停機(jī)時間，將3臺磨的擋料圈加高了30mm（原設(shè)計50mm），加高后立磨的電流從原來的100A 左右上升到了130A左右，說明立磨做功明顯提高，但是立磨加載壓力波動大的問題還是沒有解決。通過現(xiàn)場立磨液壓缸活動量較大和現(xiàn)場液壓站加壓泵頻繁啟動的現(xiàn)象來看，初步懷疑是立磨上腔氮?dú)饽覊毫Φ?，立磨的保壓效果不好，不能對立磨的加載壓力進(jìn)行有效緩解和補(bǔ)充，致使加壓泵頻繁啟動和壓力波動較大。經(jīng)檢測，立磨氮?dú)饽业膲毫H有2.5MPa，將其提高到4.5MPa，提高了加壓系統(tǒng)的柔性，立磨加載壓力波動大的問題也隨之解決。
3.4 統(tǒng)一校準(zhǔn)磨輥間隙
以前在單個液壓缸的底座銷軸和上部磨輥搖臂銷軸斷裂時，只是簡單地把斷裂的銷軸恢復(fù)并按照安裝時的磨輥間隙進(jìn)行調(diào)整，而忽略了由于磨盤、磨輥的磨損，其他兩個磨輥間隙已經(jīng)發(fā)生了變化，沒有統(tǒng)一地把三個磨輥的間隙一起調(diào)整，導(dǎo)致在運(yùn)行時三個磨輥受力不平衡，單個液壓缸受力偏載是造成銷軸斷裂的主要原因。臨時停機(jī)，把磨機(jī)的三個液壓缸通過調(diào)整中間螺紋連接來統(tǒng)一標(biāo)定磨輥間隙，同時由于磨機(jī)振動幅度大幅下降，液壓缸的銷軸斷裂問題也得到了解決。
3.5 提高熟料質(zhì)量，改善易磨性，為粉磨系統(tǒng)提高效率創(chuàng)造條件
鑒于出篦冷機(jī)熟料溫度高（最高達(dá)165℃）、易磨性差的問題，安排窯系統(tǒng)以及質(zhì)檢部進(jìn)行溝通，及時調(diào)整配料方案，在窯系統(tǒng)能維持正常運(yùn)行的前提下，適當(dāng)提高熟料飽和比，增加熟料礦物中C3S含量，降低C2S含量。一方面提高了熟料的強(qiáng)度，另一方面由于C2S的減少，熟料的易磨性也有了很大改善。更重要的一點(diǎn)，在2013年度的大修中把篦冷機(jī)高溫端的篦板做了改造，改造完成后出篦冷機(jī)的熟料溫度大幅度降低，目前穩(wěn)定在90℃左右，由于熟料的急冷效果明顯提高，熟料的易磨性有了明顯改善。
4 改后效果
通過以上幾個方面的整改，水泥粉磨系統(tǒng)的臺時產(chǎn)量有了明顯提升，表2是改造前后的運(yùn)行數(shù)據(jù)，表3是水泥粉磨系統(tǒng)改造前后操作參數(shù)對照。
注：1)“分步電耗月報指標(biāo)”系指統(tǒng)計月內(nèi)系統(tǒng)累計消耗電量除以累計產(chǎn)量；2)“性能指標(biāo)”系指系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時間段內(nèi)所達(dá)到的指標(biāo)。
5 體會
由立磨預(yù)粉磨和球磨機(jī)組成的水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)目前是諸多高效粉磨系統(tǒng)之一，尤其是對于已有單獨(dú)球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)的提產(chǎn)降耗改造，不失為一項比較經(jīng)濟(jì)的選擇。但立磨和球磨機(jī)組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，對系統(tǒng)的操作技能要求要比單獨(dú)球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)復(fù)雜得多，其中關(guān)鍵之處在于充分發(fā)揮立磨預(yù)粉磨系統(tǒng)的效能，總結(jié)關(guān)鍵點(diǎn)如下：
1）熟練操作，正確把握各相關(guān)參數(shù)，如：系統(tǒng)壓力、蓄能器充氣壓力、風(fēng)機(jī)風(fēng)量及選粉機(jī)轉(zhuǎn)速等。
2）系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)充分考慮喂料的連續(xù)性和穩(wěn)定性，優(yōu)化擋料圈高度，保持料床厚度適宜、穩(wěn)定，減小磨機(jī)振動。
3）進(jìn)入立磨的混合料應(yīng)當(dāng)保持適宜的水分，水分過高會因系統(tǒng)缺乏烘干能力導(dǎo)致產(chǎn)品水分超標(biāo)，過低可能引起磨機(jī)振動。
4）立磨產(chǎn)生的半成品比表面積目前為210m2/kg，主電動機(jī)電流130A。適當(dāng)調(diào)節(jié)操作可以將比表面積提高到250m2/kg以上，產(chǎn)量有望進(jìn)一步提高，分步電耗進(jìn)一步下降。
5）該聯(lián)合粉磨系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試正常運(yùn)行后，系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，可靠性較高。系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)與輥壓機(jī)和球磨機(jī)組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)對應(yīng)指標(biāo)相近，但立磨的設(shè)備維修維護(hù)費(fèi)用及復(fù)雜度都比輥壓機(jī)簡單得多，不失為現(xiàn)有球磨機(jī)單獨(dú)粉磨系統(tǒng)節(jié)能改造的又一選擇。
作者：劉新玉，王利濤，朱鳳春
作者單位：唐山冀東水泥股份有限公司
文章摘自《水泥》雜志2015年第10期