TUS選粉機在聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

鄒偉斌

中國建材工業(yè)經(jīng)濟研究會水泥專業(yè)委員會，北京 100024

TUS選粉機在聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

鄒偉斌

中國建材工業(yè)經(jīng)濟研究會水泥專業(yè)委員會，北京 100024

基于O-Sepa選粉機在閉路水泥粉磨系統(tǒng)應(yīng)用的不足，結(jié)合TUS新型雙分級高效選粉機在輥壓機雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)增產(chǎn)、節(jié)電改造中的應(yīng)用案例進行對比，結(jié)論是：TUS新型雙分級高效選粉機真正實現(xiàn)了高選粉效率，45μm選粉效率達到80%甚至85%以上，應(yīng)用后系統(tǒng)產(chǎn)量可提高10%～20%以上，工序電耗降低2.5～5 kWh/t水泥以上，運行5個月僅節(jié)省的電費便可收回改造投資。

TUS雙分級高效選粉機 循環(huán)負荷 選粉效率 節(jié)電

0 引言

除分別粉磨工藝系統(tǒng)及水泥配制工藝系統(tǒng)外，據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)現(xiàn)有水泥粉磨工藝系統(tǒng)有30種左右[1]。各閉路水泥粉磨系統(tǒng)均配置了不同形式、不同種類、不同規(guī)格的成品選粉機，但應(yīng)用機型仍以O(shè)-Sepa水平渦流選粉機居多。相對空氣選粉機而言，其分級機理始終貫穿“分散、分級、收集”三大技術(shù)環(huán)節(jié)，其中“均勻分散是前提、高效分級是關(guān)鍵、有效收集是保證”，環(huán)環(huán)相扣、互為補充。

O-Sepa籠式選粉機作為第三代選粉機的代表，已問世近四十年。在長期的實際生產(chǎn)中的應(yīng)用，已暴露出一些分級性能方面的缺陷，尤其是我國水泥標準、膠砂強度檢驗方法與世界接軌后，成品水泥的細度控制比老標準更細，并在通用硅酸鹽水泥標準中引入了成品45μm篩余控制方法及與之對應(yīng)的篩余指標。以45μm篩余測試O-Sepa選粉機的選粉效率一般只有40%～50%左右，而選粉效率能夠達到60%或以上的卻很少，導(dǎo)致一部分成品水泥未能及時分選出來，形成回料參與磨內(nèi)循環(huán)，產(chǎn)生“過粉磨”現(xiàn)象將不可避免，系統(tǒng)循環(huán)負荷不斷增大，不易調(diào)控操作，最終造成粉磨系統(tǒng)產(chǎn)能發(fā)揮較差、電耗上升、成本提高。

本文基于O-Sepa選粉機在閉路水泥粉磨系統(tǒng)應(yīng)用的不足，介紹TUS新型雙分級高效選粉機在輥壓機雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)增產(chǎn)、節(jié)電改造中的應(yīng)用，探討TUS新型雙分級高效選粉機的技術(shù)優(yōu)勢。

1 閉路水泥粉磨系統(tǒng)選粉機現(xiàn)狀及存在問題

1.1 O-Sepa選粉機選粉效率低的主要原因

現(xiàn)階段輥壓機聯(lián)合粉磨工藝系統(tǒng)所占水泥粉磨工藝中的比例較大。實際應(yīng)用中的O-Sepa選粉機選粉效率低的主要原因有[2]：

（1）撒料盤邊緣撒料不均，導(dǎo)致物料在選粉室內(nèi)分散不均勻。

（2）水平渦殼通過兩個風(fēng)管切向進風(fēng)，由于一次風(fēng)管與二次風(fēng)管截面積不同，導(dǎo)致渦殼內(nèi)風(fēng)速不均勻，無法為物料的有效分級創(chuàng)造必要條件。尤其是水泥物料水分較大，在選粉機蝸殼堆積時或?qū)эL(fēng)葉片磨損后，選粉機內(nèi)部不能夠形成均勻穩(wěn)定的空氣力場時，其分級效果就更差。

（3）下部錐體進入的三次風(fēng)管太小，風(fēng)速較低，不足以完成清洗進入下錐體的物料。從某種意義上說，三次風(fēng)基本上形同虛設(shè)。

（4）實際上只對物料進行了一次分選，選凈度不高。

綜上所述，由于選粉機自身選粉效率低，使一定比例的水泥成品也隨著粗粉一起由選粉機下部錐體返回磨機進行重復(fù)研磨，造成磨內(nèi)“過粉磨”現(xiàn)象嚴重，導(dǎo)致循環(huán)負荷過高，難以建立粉磨平衡而嚴重制約了整個粉磨系統(tǒng)產(chǎn)能的發(fā)揮。

1.2 循環(huán)負荷K與選粉效率η的關(guān)系

（1）循環(huán)負荷K：選粉機回料量（即粗粉）與成品量的比值，可用下述公式求得：

式中：K—循環(huán)負荷，%；

A—出磨物料（即入選粉機物料）細度篩余，%；

B—回料（選粉機返回磨機粗粉）細度篩余，%；

C—產(chǎn)品（選粉機細粉，即入庫成品）細度篩余，%；

（2）選粉效率η：進入成品中某一規(guī)定粒級與選粉機入料中該粒級的重量百分數(shù)，可用下式求得：

式中：η—選粉效率，%；

A、B、C符號含義同前。

當磨內(nèi)粉磨效率低，出磨細度偏粗，合格成品量少，則循環(huán)負荷越高，選粉效率越低，回料量越多；反之，則選粉效率高，循環(huán)負荷低。相對雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)而言，物料經(jīng)擠壓分級后的入磨粒徑縮小，易磨性已顯著改善，出磨物料中的成品比例相對較多，循環(huán)負荷一般在50%～120%范圍內(nèi)，大多數(shù)應(yīng)用在70%～110%，上限應(yīng)以不超過150%為宜。在此區(qū)間內(nèi)，隨著循環(huán)負荷增大，系統(tǒng)產(chǎn)量增加。當然，產(chǎn)量提高幅度與系統(tǒng)配置及所用選粉機規(guī)格與選粉效率、操作人員水平密切相關(guān)。[3]

2 TUS新型雙分級高效選粉機應(yīng)用案例

本文選擇3家公司的粉磨系統(tǒng)主機設(shè)備配置以及改造前、后選粉機的選粉效率變化情況進行分析。

2.1 改造前的情況

改造前，3家公司的粉磨系統(tǒng)主機設(shè)備配置分別見表1、表2、表3。

表 漳縣祁連山公司粉磨系統(tǒng)主機設(shè)備配置與性能參數(shù)※

表2 東方希望公司粉磨系統(tǒng)主機設(shè)備配置與性能參數(shù)※

表3 達州利森公司粉磨系統(tǒng)主機設(shè)備配置與性能參數(shù)※

漳縣祁連山公司與東方希望公司雙閉路聯(lián)合粉磨工藝流程見圖1。

2.2 利用TUS新型雙分級高效選粉機改造的效果

（1）漳縣祁連山水泥公司采用TUS4000新型雙分級高效選粉機取代（更換）O-Sepa N-4000選粉機改造后效果見表4、表5。

圖1 雙閉路聯(lián)合粉磨工藝流程

表4 粉磨系統(tǒng)改造前后技術(shù)指標對比

表5 循環(huán)負荷與選粉效率測試數(shù)據(jù)

表5中水泥品種為P·O42.5R，改造前后成品水泥標準稠度需水量仍為26.5%，基本無變化。改造過程中，后續(xù)選粉機主軸電機、系統(tǒng)風(fēng)機及輸送設(shè)備沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機功率。

改造前，45μm篩余循環(huán)負荷為188%～276%，對應(yīng)的選粉效率為56%～41%；改造后，45μm篩余循環(huán)負荷為91%～109%，對應(yīng)的選粉效率為86%～79%，選粉效率平均達82.71%。

由表4分析估算：改造后，按年產(chǎn)120萬t水泥計算，噸水泥節(jié)電3.0 kWh，年節(jié)電360萬kWh，以平均電價0.60元/ kWh計，年節(jié)電效益216萬元；按平均增產(chǎn)40 t/h，年按6 000 h運行（運轉(zhuǎn)率68.5%）則增產(chǎn)水泥24萬t，水泥增產(chǎn)部分按平均利潤20元/t計算，年增產(chǎn)的24萬t水泥可增效益480萬元，與節(jié)電效益合并，共計增效696萬元/年。

（2）東方希望集團水泥粉磨系統(tǒng)采用TUS4000新型雙分級高效選粉機取代（更換）O-Sepa N-4000選粉機改造后效果見表6。

表6中水泥品種為P·O42.5R，改造前后水泥標準稠度需水量仍為26.8%，基本無變化。改造過程中，后續(xù)選粉機主軸電機、系統(tǒng)風(fēng)機及輸送設(shè)備仍沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機功率。

改造前，45μm篩余循環(huán)負荷為189%～299%、對應(yīng)的選粉效率為55%～40%；改造后，45μm篩余循環(huán)負荷為88%～116%，對應(yīng)的選粉效率為90%～81%，選粉效率平均達83.25%（技術(shù)經(jīng)濟分析略）。

（3）達州利森公司水泥粉磨系統(tǒng)采用TUS2500新型雙分級高效選粉機取代（更換）O-Sepa N-2500選粉機改造后效果見表7。

表7中水泥品種為P·O42.5R，改造前后水泥標準稠度需水量為27.5%，基本無變化。改造過程中，后續(xù)選粉機主軸電機、系統(tǒng)風(fēng)機及輸送設(shè)備仍沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機功率。

改造前，45μm篩余循環(huán)負荷為186%～282%，對應(yīng)的選粉效率為54%～39%；改造后，45μm篩余循環(huán)負荷為88%～106%，對應(yīng)的選粉效率為86%～83%，選粉效率平均達83.88%（技術(shù)經(jīng)濟分析略）。

表6 粉磨系統(tǒng)改造前后技術(shù)指標對比

表7 粉磨系統(tǒng)改造前后技術(shù)指標對比

3 TUS新型雙分級高效選粉機技術(shù)性能及特點

上述三家公司采用TUS新型雙分級高效選粉機后，收效顯著。筆者認為，這是TUS新型雙分級高效選粉機技術(shù)性能及特點所決定的。

3.1 TUS新型雙分級高效選粉機的結(jié)構(gòu)

綿陽藍奧重型機械制造有限公司針對O-Sepa選粉機選粉效率低、回料中存在大量成品、循環(huán)負荷高等不良狀況，研制開發(fā)出具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的TUS新型雙分級高效選粉機（“一種新型雙分級高效選粉機”，專利號ZL201420196523. 3），45μm選粉效率達到80%甚至85%以上。TUS新型雙分級高效選粉機基本結(jié)構(gòu)見圖2。

3.2 TUS新型雙分級高效選粉機分級特點

（1）真正實現(xiàn)了“均勻分散、高效分級、有效收集”。

（2）采用二次分級原理對物料進行兩次分選，使出磨物料中所含成品被分選得更干凈更徹底。

（3）通過磨尾提升機輸送的出磨物料通過四個對稱的進料口均勻進入選粉機內(nèi)部，撒料盤上的物料撞擊到擋料板后向邊緣均勻分散，繼而進入轉(zhuǎn)子與導(dǎo)風(fēng)葉片形成的水平渦流選粉區(qū)，物料在自身重力與水平渦流空氣力場作用下，被第一次分選。細粉通過轉(zhuǎn)子葉片進入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，再由出風(fēng)口進入成品布袋收塵器；粗料被離心力甩出籠型轉(zhuǎn)子以外，和一部分未選出的細粉（45μm以下成品顆粒）因重力沉降作用一起進入下部選粉室內(nèi)的分料裝置、撒料裝置及下部轉(zhuǎn)子，對這些物料再次進行均勻分散與分級，即物料在下部選粉室內(nèi)經(jīng)過第二次分選，成品則隨上升氣流（負壓）進入上部選粉室內(nèi)，與第一次分選后的成品同時被收集，粗料經(jīng)回料裝置返回磨機繼續(xù)研磨。上述兩次分選過程，使進入該選粉機的物料選凈度及選粉效率得到大幅度提高。

3.3 TUS新型雙

TUS新型pa選粉機回磨粗粉對 回磨粗粉選凈度低， 品隨之回到磨內(nèi)導(dǎo)致 粉機回磨粗粉現(xiàn)場對比照片見圖3。

圖2 TUS高效選粉機分級原理

由圖2兩種選粉機回磨粗粉對比可知：應(yīng)用TUS新型雙分級高效選粉機的粉磨系統(tǒng)對出磨物料中成品選凈度高（在成品水泥細度不變的前提下，經(jīng)選粉機分選后的回磨物料越粗，即篩余值越大，則其中所含成品量就越少，說明選粉機的選粉效率越高），回磨物料呈現(xiàn)“粗砂狀“（右圖），成品含量已很少，45μm篩余達到82%甚至以上（按照一般經(jīng)驗，選粉機回磨物料篩余值可以大致看作是該選粉機的選粉效率），實現(xiàn)了“能選早選、分選徹底”，有效消除管磨機段的“過粉磨”，提高了管磨機粉磨效率，從而顯著增加系統(tǒng)產(chǎn)量，降低粉磨電耗。

以上案例中的技術(shù)經(jīng)濟效果，只是對成品選粉機進行改造取得的，若同時對輥壓機+分級設(shè)備+管磨機實施針對性改進，則系統(tǒng)增產(chǎn)、節(jié)電綜合效果將更為顯著。

4 結(jié)束語

總結(jié)TUS新型雙分級高效選粉機在水泥粉磨系統(tǒng)改造的實踐，筆者認為可以歸納如下：

（1）相對空氣選粉機而言，其分級機理始終圍繞“分散、分級、收集”三大關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)；其中“均勻分散是前提、高效分級是關(guān)鍵、有效收集是保證”，環(huán)環(huán)相扣、缺一不可。

（2）在預(yù)粉磨段與管磨機段理順后，需要有好的成品選粉機作為系統(tǒng)增產(chǎn)節(jié)電的保證。正確選擇、應(yīng)用高效選粉機是閉路粉磨系統(tǒng)挖掘生產(chǎn)潛能、實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能降耗最重要、最有效技術(shù)手段之一。

（3） 應(yīng)用專利技術(shù)研制開發(fā)的TUS新型雙分級高效選粉機采用二次分級原理對物料進行兩次分選，使出磨被選物料中的成品分選得更干凈、更徹底，能有效消除管磨機段“過粉磨” 現(xiàn)象，提高管磨機粉磨效率。

（4） TUS新型雙分級高效選粉機45μm選粉效率達到80%甚至85%以上，且水泥成品粒徑分布合理，在水泥粉磨系統(tǒng)節(jié)電改造過程中具有良好的應(yīng)用效果。水泥粉磨系統(tǒng)節(jié)能空間巨大，在水泥進入微利時代的今天，采用技術(shù)成熟的高效分級設(shè)備進行改造，降低制造成本意義重大、迫在眉睫。

2015-03-10）

TQ 72.622.26

B

008-0473(20 5)04-00 0-05

0. 6008/j.cnki. 008-0473.20 5.04.003