鄒偉斌

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

TUS選粉機(jī)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(jì)研究會水泥專業(yè)委員會，北京 100024

基于O-Sepa選粉機(jī)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(jī)在輥壓機(jī)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(jìn)行對比，結(jié)論是：TUS新型雙分級高效選粉機(jī)真正實(shí)現(xiàn)了高選粉效率，45μm選粉效率達(dá)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(yùn)行5個月僅節(jié)省的電費(fèi)便可收回改造投資。

TUS雙分級高效選粉機(jī) 循環(huán)負(fù)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(jì)，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(jī)，但應(yīng)用機(jī)型仍以O(shè)-Sepa水平渦流選粉機(jī)居多。相對空氣選粉機(jī)而言，其分級機(jī)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(bǔ)充。

O-Sepa籠式選粉機(jī)作為第三代選粉機(jī)的代表，已問世近四十年。在長期的實(shí)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(biāo)準(zhǔn)、膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法與世界接軌后，成品水泥的細(xì)度控制比老標(biāo)準(zhǔn)更細(xì)，并在通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)中引入了成品45μm篩余控制方法及與之對應(yīng)的篩余指標(biāo)。以45μm篩余測試O-Sepa選粉機(jī)的選粉效率一般只有40%～50%左右，而選粉效率能夠達(dá)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(fù)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(jī)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(jī)在輥壓機(jī)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(jī)的技術(shù)優(yōu)勢。

1 閉路水泥粉磨系統(tǒng)選粉機(jī)現(xiàn)狀及存在問題

1.1 O-Sepa選粉機(jī)選粉效率低的主要原因

現(xiàn)階段輥壓機(jī)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(shí)際應(yīng)用中的O-Sepa選粉機(jī)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(jìn)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(jī)蝸殼堆積時或?qū)эL(fēng)葉片磨損后，選粉機(jī)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(jìn)入的三次風(fēng)管太小，風(fēng)速較低，不足以完成清洗進(jìn)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(shí)際上只對物料進(jìn)行了一次分選，選凈度不高。

綜上所述，由于選粉機(jī)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(jī)下部錐體返回磨機(jī)進(jìn)行重復(fù)研磨，造成磨內(nèi)“過粉磨”現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致循環(huán)負(fù)荷過高，難以建立粉磨平衡而嚴(yán)重制約了整個粉磨系統(tǒng)產(chǎn)能的發(fā)揮。

1.2 循環(huán)負(fù)荷K與選粉效率η的關(guān)系

（1）循環(huán)負(fù)荷K：選粉機(jī)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(fù)荷，%；

A—出磨物料（即入選粉機(jī)物料）細(xì)度篩余，%；

B—回料（選粉機(jī)返回磨機(jī)粗粉）細(xì)度篩余，%；

C—產(chǎn)品（選粉機(jī)細(xì)粉，即入庫成品）細(xì)度篩余，%；

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

式中：η—選粉效率，%；

A、B、C符號含義同前。

當(dāng)磨內(nèi)粉磨效率低，出磨細(xì)度偏粗，合格成品量少，則循環(huán)負(fù)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(fù)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(fù)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(fù)荷增大，系統(tǒng)產(chǎn)量增加。當(dāng)然，產(chǎn)量提高幅度與系統(tǒng)配置及所用選粉機(jī)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(jī)應(yīng)用案例

本文選擇3家公司的粉磨系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備配置以及改造前、后選粉機(jī)的選粉效率變化情況進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)設(shè)備配置與性能參數(shù)※

表3 達(dá)州利森公司粉磨系統(tǒng)主機(jī)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(jī)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(jī)取代（更換）O-Sepa N-4000選粉機(jī)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(biāo)對比

表5 循環(huán)負(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)主軸電機(jī)、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)及輸送設(shè)備沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機(jī)功率。

改造前，45μm篩余循環(huán)負(fù)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(fù)荷為91%～109%，對應(yīng)的選粉效率為86%～79%，選粉效率平均達(dá)82.71%。

由表4分析估算：改造后，按年產(chǎn)120萬t水泥計(jì)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(jì)，年節(jié)電效益216萬元；按平均增產(chǎn)40 t/h，年按6 000 h運(yùn)行（運(yùn)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(jì)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(jì)增效696萬元/年。

（2）東方希望集團(tuán)水泥粉磨系統(tǒng)采用TUS4000新型雙分級高效選粉機(jī)取代（更換）O-Sepa N-4000選粉機(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)主軸電機(jī)、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)及輸送設(shè)備仍沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機(jī)功率。

改造前，45μm篩余循環(huán)負(fù)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(fù)荷為88%～116%，對應(yīng)的選粉效率為90%～81%，選粉效率平均達(dá)83.25%（技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析略）。

（3）達(dá)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(jī)取代（更換）O-Sepa N-2500選粉機(jī)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(biāo)準(zhǔn)稠度需水量為27.5%，基本無變化。改造過程中，后續(xù)選粉機(jī)主軸電機(jī)、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)及輸送設(shè)備仍沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機(jī)功率。

改造前，45μm篩余循環(huán)負(fù)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(fù)荷為88%～106%，對應(yīng)的選粉效率為86%～83%，選粉效率平均達(dá)83.88%（技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析略）。

表6 粉磨系統(tǒng)改造前后技術(shù)指標(biāo)對比

表7 粉磨系統(tǒng)改造前后技術(shù)指標(biāo)對比

3 TUS新型雙分級高效選粉機(jī)技術(shù)性能及特點(diǎn)

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

3.1 TUS新型雙分級高效選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)

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

3.2 TUS新型雙分級高效選粉機(jī)分級特點(diǎn)

（1）真正實(shí)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(jìn)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(jī)輸送的出磨物料通過四個對稱的進(jìn)料口均勻進(jìn)入選粉機(jī)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(jìn)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(xì)粉通過轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，再由出風(fēng)口進(jìn)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(xì)粉（45μm以下成品顆粒）因重力沉降作用一起進(jìn)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(jìn)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(fù)壓）進(jìn)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(jī)繼續(xù)研磨。上述兩次分選過程，使進(jìn)入該選粉機(jī)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(jī)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(jī)回磨粗粉現(xiàn)場對比照片見圖3。

圖2 TUS高效選粉機(jī)分級原理

由圖2兩種選粉機(jī)回磨粗粉對比可知：應(yīng)用TUS新型雙分級高效選粉機(jī)的粉磨系統(tǒng)對出磨物料中成品選凈度高（在成品水泥細(xì)度不變的前提下，經(jīng)選粉機(jī)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(jī)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(dá)到82%甚至以上（按照一般經(jīng)驗(yàn)，選粉機(jī)回磨物料篩余值可以大致看作是該選粉機(jī)的選粉效率），實(shí)現(xiàn)了“能選早選、分選徹底”，有效消除管磨機(jī)段的“過粉磨”，提高了管磨機(jī)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(jì)效果，只是對成品選粉機(jī)進(jìn)行改造取得的，若同時對輥壓機(jī)+分級設(shè)備+管磨機(jī)實(shí)施針對性改進(jìn)，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(jī)在水泥粉磨系統(tǒng)改造的實(shí)踐，筆者認(rèn)為可以歸納如下：

（1）相對空氣選粉機(jī)而言，其分級機(jī)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(jī)段理順后，需要有好的成品選粉機(jī)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(jī)是閉路粉磨系統(tǒng)挖掘生產(chǎn)潛能、實(shí)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(jī)采用二次分級原理對物料進(jìn)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(jī)段“過粉磨” 現(xiàn)象，提高管磨機(jī)粉磨效率。

（4） TUS新型雙分級高效選粉機(jī)45μm選粉效率達(dá)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(jìn)入微利時代的今天，采用技術(shù)成熟的高效分級設(shè)備進(jìn)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