Φ5mX11.5m生料磨的技術(shù)改造

1、5m×11.5m生料磨的技術(shù)改造 劉玲珊郝鵬江蘇省徐州市淮海水泥廠(221168) 1概述 我廠為大型干法水泥生產(chǎn)廠，生料制備系統(tǒng)由1臺(tái)5m×11.5m帶烘干倉的尾卸球磨機(jī)，1臺(tái)2.8m×35.5m入磨前立式烘干塔，2臺(tái) 8mCV型離心式選粉機(jī)為主組成的用窯氣烘干物料的閉路粉磨系統(tǒng)。自投入試生產(chǎn)以來，因窯系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率低和產(chǎn)量低而長期負(fù)荷不高；同時(shí)其自身故障率也很高：相對于窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率不到80%。 在燒成系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造后，窯的生產(chǎn)能力和運(yùn)轉(zhuǎn)率大幅度得到提高，生料制備系統(tǒng)從生產(chǎn)平衡的角度更暴露出能力不夠和故障率高的問題，影響并制約窯的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此必須對生料磨系統(tǒng)進(jìn)行分析

2、和研究，以找出改造的目標(biāo)和途徑。 生料磨的有關(guān)數(shù)據(jù) 磨機(jī)規(guī)格：5m×11.5m帶4.57m×1.8m懸臂烘干倉； 磨主電機(jī)：功率4200kW，轉(zhuǎn)速496r/min，額定電流490A； 主減速機(jī)：功率4050kW，入軸轉(zhuǎn)速496r/min，出軸轉(zhuǎn)速14.1r/min； 入磨物料細(xì)度：25mm篩余<10%； 成品細(xì)度：4900孔篩余<12%±2%； 磨機(jī)設(shè)計(jì)裝球量：270t； 設(shè)計(jì)產(chǎn)量：270t/h。 生料磨由1986年至1993年最高年平均運(yùn)轉(zhuǎn)率為53.8%，最高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為240t/h，達(dá)不到設(shè)計(jì)能力。 2對生料磨進(jìn)行技術(shù)標(biāo)定及分析 2.1技術(shù)標(biāo)定 為了

3、分析解決磨機(jī)及系統(tǒng)存在的問題，1991年至1993年，工廠、設(shè)計(jì)院分別進(jìn)行了技術(shù)標(biāo)定，標(biāo)定時(shí)磨機(jī)穩(wěn)定喂料量為260t/h，圖1為對磨機(jī)作的篩余曲線，原料情況如表1所示。圖1改造前、后生料磨的篩余曲線 表1標(biāo)定時(shí)入磨原料情況 名稱 配比(%) 水分(%) 累計(jì)粒度分布() 40mm 30mm 25mm 20mm 15mm  10mm 5mm 2mm 0.6mm 石灰石830.40.61.83.36.511.022.344.259.378.8粘土155.52.77.312.323.733.647.164.075.684.2鐵粉212    

4、0; 12.023.643.32.2對標(biāo)定的分析 (1)從篩余曲線分析，一倉入料端前2m處傾斜度較小，約為0.1，整個(gè)一倉粉磨曲線斜率過低(約為0.3)，表明一倉前部粉碎能力不足，物料細(xì)度變化不大，粉磨效率不高。分析推斷為鋼球反向分級(jí)和一、二倉分配不合理所致。 (2)從篩余曲線可以看出，隔倉板前后篩余百分?jǐn)?shù)變化不大，這與隔倉板形狀有關(guān)。該磨中間隔倉板及出磨卸料板均為雙層放射狀，其外側(cè)兩圈堵塞率約為40%70%，內(nèi)側(cè)約為10%30%。篦縫堵塞主要由鋼段及雜物引起，也有部分物料，且較稀松。在標(biāo)定時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在中部雙層隔倉板前有物料突然消失現(xiàn)象，經(jīng)分析，認(rèn)為是這種雙層隔倉板的提升能力強(qiáng)，原因

5、在于揚(yáng)料板為完全提升式結(jié)構(gòu)，進(jìn)入篦板的物料可完全被帶走，造成隔倉板前物料較少，使得鋼球在此處做無用功，降低了粉磨效率且易損壞隔倉板。 3 對生料磨產(chǎn)量低運(yùn)轉(zhuǎn)率不高的原因分析 (1)系統(tǒng)故障率高，開停機(jī)頻繁，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間短。僅1993年生料制備系統(tǒng)故障次數(shù)高達(dá)600次之多，總停機(jī)時(shí)間2000多h，其中生料磨系統(tǒng)本身的停機(jī)次數(shù)占了總停機(jī)次數(shù)的60%以上，其它為供料系統(tǒng)的故障。 (2)系統(tǒng)穩(wěn)定臺(tái)時(shí)產(chǎn)量低，一般穩(wěn)定操作時(shí)喂料量為240260t/h，相當(dāng)于產(chǎn)量230250t/h；當(dāng)進(jìn)料粒度大于25mm篩余為15%20%時(shí)，產(chǎn)量只能在100150t/h。 (3)系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重，經(jīng)測定磨機(jī)支路和烘干塔支路的漏

6、風(fēng)系數(shù)為48.5%，漏風(fēng)量為50000Nm3/h，造成許多相關(guān)設(shè)備的電機(jī)超壓跳停，限制產(chǎn)量的提高。 (4)磨機(jī)裝球量不足，僅為設(shè)計(jì)的85%90%。主要原因是磨主電機(jī)經(jīng)常超負(fù)荷跳停和過流速斷或繞組超溫、磨主軸瓦頻繁超溫跳停以及主減速機(jī)的振動(dòng)超標(biāo)所致。 (5)磨機(jī)一倉過長，達(dá)8.28m，兩倉能力不匹配，鋼球有明顯反向分級(jí)現(xiàn)象，使粉磨效率低落并造成隔倉板經(jīng)常損壞，鋼球竄倉事故頻發(fā)。 (6)磨機(jī)本身無清渣裝置，導(dǎo)致二倉鋼段返回一倉，影響磨系統(tǒng)其它設(shè)備的正常工作，造成溢流鎖風(fēng)閥、氣力提升泵、選粉機(jī)及其下料器和空氣斜槽的堵塞、破布、卡死跳停，還使二倉裝載量不足，一倉球段混雜，粉磨能力下降。 4 改造方案的

7、確定 4.1 調(diào)整倉位 改造前磨機(jī)倉位及裝球情況見表2，從現(xiàn)有國內(nèi)外資料及水泥廠使用的球磨機(jī)來看，一般雙倉圈流磨合理的倉長比為第一倉倉長占總長的30%40%，第二倉倉長占總長的60%70%，而我廠5m×11.5m磨的一倉長度8.5m占全長74%，二倉長度3m占全長26%。從上述對該磨所做篩余曲線來看，其一倉粉磨效率較低，并沒有發(fā)揮倉長的作用，二倉又因長度太短能力不匹配，故從粉磨效率的角度應(yīng)首先對倉長分配比例進(jìn)行調(diào)整。通過論證和計(jì)算決定將一倉長度調(diào)整為4.5m占總長的39.1%，二倉倉長調(diào)整為7m占總長的60.9%，見表3。 表2改造前磨機(jī)倉位及裝球情況 一倉二倉有效長度(m)有效內(nèi)徑

8、(m)有效體積(m)8.284.84152.32.664.9050.2裝球直徑(mm)9080706019×19及16×16裝球重量(t)40.1457.040.041.2861.65填充率(%)襯板情況27.3階梯襯板27.5波形襯板 表3改造后磨機(jī)倉位及研磨體情況 一倉二倉有效長度(m)有效內(nèi)徑(m)有效體積(m)4.284.8679.366.664.88124.5裝球直徑(mm)908070605040302025裝球重量(t)2028182112.5265055.6填充率(%) 襯板情況26.3階梯襯板加分級(jí)襯板26 分級(jí)襯板4.2 二倉改用分級(jí)襯板，研磨體鋼段改為

9、鋼球 我廠磨機(jī)使用的階梯襯板和波形襯板沒有使研磨體正向分級(jí)的作用，大的研磨體往出料方向竄動(dòng)，小的研磨體向進(jìn)料端集聚，使研磨體反向分級(jí)(如前標(biāo)定所述)，而使粉磨效率降低。為消除這種研磨體的反向分級(jí)現(xiàn)象，提高粉磨效率，決定對二倉襯板進(jìn)行改進(jìn)：改用目前已廣泛使用的證明有使研磨體正向分級(jí)作用的分級(jí)襯板。同時(shí)相應(yīng)將鋼段改為鋼球，這不僅適應(yīng)了分級(jí)襯板的需要，還減少了鋼段堵塞篦縫后返回一倉的現(xiàn)象。 4.3 一倉出料端加分級(jí)襯板 針對中間隔倉板提升能力強(qiáng)，隔倉板附近物料少的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及一倉出現(xiàn)的明顯鋼球反向分級(jí)而造成大球砸壞隔倉板的現(xiàn)象，確定在一倉出料端靠近隔倉板處增加幾環(huán)分級(jí)襯板，迫使大球向進(jìn)料方向運(yùn)動(dòng)從而減

10、少中間隔倉板砸壞和鋼球易竄倉問題。 4.4 原進(jìn)料螺旋改為加隔熱層的進(jìn)出料錐并加冷卻器 從生產(chǎn)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)資料中發(fā)現(xiàn)，由于磨頭、尾軸瓦超溫停磨是磨系統(tǒng)安全運(yùn)行的一大重要問題。分析認(rèn)為，原磨機(jī)的進(jìn)出料螺旋隔熱效果不好，磨頭、尾軸瓦總是處在高溫下，致使軸瓦溫度上升較快且不下降。改造方案中確定將原進(jìn)出料螺旋的螺旋部分割掉，加裝中間有隔熱裝置的進(jìn)出料錐，并在潤滑油冷卻系統(tǒng)中再增加一列管冷卻器，以保證熱量及時(shí)帶走。 5 改造效果 5.1 負(fù)荷運(yùn)行情況 圖2改造前、后磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 改造前、后磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖2，負(fù)荷運(yùn)行與改造前運(yùn)行的對比情況見表4，其中點(diǎn)熱風(fēng)爐運(yùn)行時(shí)，喂料量150200t/h(入磨溫度低

11、)，用窯尾熱氣運(yùn)行時(shí)喂料量220270t/h。 表4改造前、后負(fù)荷運(yùn)行的對比情況 時(shí)間裝球量(t)喂料粒度25mm篩余()喂料(t/h)主電機(jī)電流(A)成品細(xì)度改造前23023023015202058120150802504905205005304805100.08mm篩余10120.2mm篩余1.5改造后231235220220152051058102002602702502202504404704504804304604204500.08mm篩余110.2mm篩余1.25.2 改造后對磨機(jī)的標(biāo)定與分析 磨機(jī)改造后，經(jīng)過一段時(shí)間的操作參數(shù)調(diào)整，運(yùn)行狀態(tài)已趨于穩(wěn)定，為分析改造的效果，對粉磨系統(tǒng)

12、進(jìn)行了一次技術(shù)標(biāo)定。取樣前磨機(jī)喂料量250t/h，入磨粒度、研磨體填充率、球料比的情況見表5。表5綜合改造后對磨機(jī)的標(biāo)定情況 入磨物料粒度(mm)5101520253035所占比例()55.644.034.025.06.04.50.0球料填允率() 球料比研磨體填充率()一倉30.4 6.325.0二倉33.95 6.126.3取樣時(shí)，中間隔倉板情況良好，無物料突然消失現(xiàn)象。二倉出磨端篦縫堵塞嚴(yán)重，即從外圈向內(nèi)數(shù)前三圈篦縫堵塞率65%左右(主要是以前堵進(jìn)的小鋼段和雜物等)。二倉50軸承鋼鋼球損壞嚴(yán)重，估計(jì)為20%左右。二倉球料面比一倉高出約300mm左右，主要是受出磨篦縫的影響，導(dǎo)致磨機(jī)出料不

13、暢，抬高了二倉球料面，一倉研磨體填充率偏低。 改造后的篩余曲線見圖1。 由圖1改造前后的篩余曲線的對比可見： (1)一倉入口處02m段篩余曲線較改造前斜率大，說明粉磨能力有所提高；二倉頭部篩余曲線比改造前斜率下降顯著，但其后的3.5m段出現(xiàn)了較長的水平線段，表明這一段物料細(xì)度變化不大，研磨體的粉磨情況不良，主要因50鋼球損壞較多，二倉大球明顯不足，球徑偏小。 (2)一倉后部900孔篩余曲線斜率下降較大，4900孔篩余曲線斜率較改造前變化不大，二倉出磨端亦如此，改造后篩余曲線斜率比改造前大，說明改造后的粉磨成品細(xì)度更加均勻，磨機(jī)的粉磨效率有所提高。 (3)兩倉的粉磨能力趨于平衡。 (4)磨機(jī)內(nèi)部

14、檢查，二倉研磨體明顯正向分級(jí)，較大的球聚集在隔倉板附近，而小球則靠近出磨篦板，與工藝要求相一致。一倉大球大部分靠近進(jìn)料端，隔倉板無砸壞和開裂情況。 5.3磨機(jī)改造的效果 5.3.1提高了磨機(jī)產(chǎn)量降低了電耗 由表4可以看出，磨機(jī)改造后喂料粒度與改造前相同，喂料量約有5%10%提高的情況下，主電機(jī)負(fù)荷有大幅度降低(約降低5%10%)。這是由于隔倉板前移改造和階梯襯板、波形襯板改為分級(jí)襯板，從而提高了磨機(jī)粉磨效率，降低了磨機(jī)負(fù)荷。同時(shí)由于主電機(jī)負(fù)荷大幅度降低，為磨機(jī)增加裝球量(從標(biāo)定檢查看填充率較小)使產(chǎn)量達(dá)到設(shè)計(jì)水平提供了可能。 5.3.2對入料粒度大的適應(yīng)性增強(qiáng) 磨機(jī)改造前當(dāng)喂料粒度較大時(shí)，產(chǎn)量

15、在120150t/h，有時(shí)產(chǎn)量甚至僅有100t/h，而主電機(jī)卻經(jīng)常超負(fù)荷運(yùn)行。改造后喂料粒度相同時(shí)，產(chǎn)量可達(dá)190250t/h，主電機(jī)電流卻能始終穩(wěn)定在較低的水平上。 5.3.3 機(jī)房環(huán)境噪音得到控制 由于磨內(nèi)研磨體分布合理，被粉磨物料不會(huì)產(chǎn)生過粉磨現(xiàn)象，隔倉裝置附近無大球，沖擊和磨損較小，料球比合適，噪音的聲強(qiáng)級(jí)有了大幅度下降，約降低了1015dB。 5.3.4 生料的細(xì)度得到更好地控制 由表4可見，生料磨改造前，生料成品細(xì)度0.08mm篩余在10%12%，有時(shí)僅為9%，0.2 mm篩余在1.5%左右，即0.08mm篩余量有時(shí)過少，0.2mm篩余量有時(shí)過多，生料細(xì)度不夠均勻，且不好控制。磨改造后，選粉機(jī)未作調(diào)整