国产化大型水泥辊磨的研制及应用

国产化大型水泥辊磨的研制及应用1前言立磨机最近几年，水泥辊磨终粉磨技术在国外日臻成熟，并得到了越来越广泛的应用，尤其是在印度、越南等新兴水泥市场，有多条新建水泥生产线采用了水泥辊磨终粉磨技术。在国内，湖北亚东、云南东骏、四川星船城等水泥公司采用了进口水泥辊磨，目前这些水泥辊磨系统均运行正常。水泥辊磨终粉磨技术在节能减排上的优势是有目共睹的，但是进口水泥辊磨的设备价格和维护成本都比较高，在国内广泛的推广有一定困难。开发国产的大型水泥辊磨一直是国内水泥粉磨技术装备领域的一个目标。天津水泥工业设计研究院有限公司多年来一直致力于这一目标的实现，在TRM型原料辊磨和矿渣辊磨得到广泛应用的基础上，从2006年开始着手水泥辊磨的研发工作，并于2009年实现了张家口金隅(327.5元/吨，0%)水泥有限公司两台TRMS3131辊磨稳定粉磨水泥的目标，磨机产量和主机电耗达到了预期的指标，率先实现了水泥辊磨的工业应用。2010年6月，天津水泥工业设计研究院有限公司自主研发的国产大型水泥辊磨TRMK4541在越南福山水泥公司投产，经过短期的生产调试，磨机的各项技术指标达到了设计要求。水泥成品的颗粒分布和标准稠度需水量与球磨系统的产品相当，混凝土的工作性能优良。TRMK4541水泥辊磨生产OPC水泥的产量为150t/h，可以单台配套2750tpd熟料生产线或两台配套5500tpd规模熟料生产线，同时也可以用于100万吨/年规模的水泥粉磨站，是水泥粉磨技术领域的一种理想方案。本文重点介绍首台TRMK4541水泥辊磨的应用情况，供大家参考。2系统简介2.1系统流程TRMK4541水泥辊磨系统的流程详见图1。熟料、石膏和混合材由喂料皮带经锁风阀喂入辊磨，物料在辊磨中随着磨盘的旋转从其中心向边缘运动，同时受到磨辊的挤压而被粉碎。粉碎后的物料在磨盘边缘处被从风环进入的热气体带起，粗颗粒落回到磨盘再粉磨；较细颗粒被带到选粉机进行分选，分选后的粗粉也返回到磨盘再粉磨，合格细粉被带入袋式收尘器收集作为成品。部分难磨的大颗粒物料在风环处不能被热风带起，通过吐渣口进入外循环系统，经过除铁后再次进入辊磨与新喂物料一起粉磨。因为混合材的水分很小，所以外循环物料和新喂料共用一个喂料溜管。出收尘器的成品通过空气输送斜槽、提升机等设备送入到成品库中。磨机通风和烘干需要的热空气由热风炉提供，热风通过管道进入磨机，出磨气体通过收尘器净化后由系统风机送出，一部分排入大气，另一部分循环入磨。2.2系统主要设备系统的核心设备是TRMK4541辊磨，由天津水泥工业设计研究院有限公司自主研发，采用新的措施来保证物料能够形成稳定的料床。磨机采用了新型高效笼形转子选粉机，保证成品比表面积可以在300~400m2/kg范围内灵活调节，并保证水泥成品的颗粒分布在合理的范围内。系统主要设备参数详见表1。3系统运行情况3.1产量及配比根据生产需要，该系统生产三个品种的水泥，不同品种水泥的产量及配比如下。3.2水泥单位电耗生产不同品种水泥时的单位电耗如下：可以看出，该系统粉磨水泥时的电耗与圈流球磨系统相比降低30%，TRMK4541水泥辊磨与国外辊磨的电耗比较如下：3.3各点气体温度压力出磨气体温度的设计值为90℃，因为磨机没有使用喷水，依靠熟料自身的热量和磨机粉磨做功发热，磨机的出口温度就会达到90℃以上。在实际生产中可以通过调节冷风量来控制出磨温度在90℃左右，成品水分≤0.5%。控制合适的磨机压差是磨机形成料层，稳定运行的前提。额定产量条件下，磨机的压差在5000-6000Pa之间，入磨负压一般200-500Pa，相应的出磨气体负压在5500-6500Pa之间。磨机运行时各点气体温度压力如下表：3.4系统风量磨机稳定运行时，对系统风量进行了测定，出袋收尘器风管的风量测定结果为：温度77℃，气体压力-7400Pa，工况风量350000m3/h，标况风量240000Nm3/h。3.5磨机的振动值磨机振动对设备的影响很大，必须将磨机的振动值控制在一定的范围内才能有效的保护磨机。不同的检测点检测的振动值也是不同的，TRMK4541磨机的振动传感器安装在减速机壳体推力轴承部分的侧面壳体上。在运行中对磨机进行了振动检测，振动值在2.0mm/s左右，属较低的振动范围，在磨机旁感觉运行非常平稳。3.6助磨剂与磨内喷水在水泥粉磨过程中添加助磨剂可以起到稳定料床、提高磨机产量的目的，但是这样会带来生产成本的增加，TRMK4541在粉磨水泥时不添加助磨剂就能保证料床的稳定和产量，为企业生产节约了成本。在水泥粉磨过程中向磨盘上喷水也可以起到稳定料床的作用，但是喷水会增加系统的烘干成本，同时会对水泥的强度造成不利的影响。TRMK4541在粉磨水泥时不喷水就能保证料床的稳定，体现了其优越的性能。4产品性能利用辊磨粉磨水泥，大家最关心的是水泥成品的颗粒分布以及由此产生的标准稠度需水量等问题。中国水泥发展中心物化检测所对TRMK4541水泥辊磨的成品进行了性能检测，结果表明该系统生产的水泥成品性能优良。4.1水泥的颗粒分布及需水量TRMK4541辊磨粉磨的水泥成品颗粒分布情况如下：与国外水泥辊磨的产品比较如下图。可以看出，TRMK4541水泥辊磨的成品颗粒分布很宽，n值小于1。与此相对应，水泥的标准稠度需水量较低，只有26.4%，与圈流球磨系统产品相当。不同粉磨系统的水泥需水量如下图。4.2混凝土的流动度TRMK4541辊磨粉磨的水泥成品配制的混凝土坍落度测定结果及与国外水泥辊磨的比较如下：从上表可以看出，本系统生产的水泥成品配制的混凝土坍落度较大，具有良好的工作性能，有利于工程现场施工。5结论首台国产大型水泥辊磨TRMK4541正式投入工业生产，磨机运行平稳，各项技术指标达到了设计值，水泥辊磨成品的颗粒分布、标准稠度需水量与圈流球磨系统的产品相当，用其配制的混凝土具有良好的工作性能。水泥辊磨终粉磨技术在国际上已经得到推广应用，运行结果充分体现了该技术具有显著的节能效果和优良的产品性能，相信TRMK4541水泥辊磨的成功运行会极大地推动国产水泥辊磨的技术进步，并在国内水泥行业得到推广应用，为实现水泥生产无球化作出重要贡献。