利用窑头排风机排出馀热提高水泥磨台时产量

1　现有设备配置

我公司原有两套Φ4.2 m×13 m水泥粉磨系统，平均台时产量为95 t/h，水泥工序电耗高达46 kWh/t左右。因水泥行业产能严重过剩，市场竞争日趋激烈，为达到节能降耗提升产品竞争力的目标，我公司于2014年12月完成了对2号水泥磨系统的技术改造，给水泥磨配上辊压机，改造后，采用由辊压机+静态选粉机+动态选粉机+Φ4.2 m×13 m双仓管磨机+O-Sepa选粉机组成的双闭路水泥联合粉磨系统。主辅机配置见表1。

表1　水泥联合粉磨系统主辅机配置

2　生产状况及存在问题

改造前生产过程中整个系统不稳定，经常出现中粗粉入磨溜子堵料、饱磨后磨头漏料等现象；辊压机运转效率低，台时产量偏低，电耗偏高。辊压机电动机电流只能维持在45 A左右，辊压机喂料闸板开度在10%左右，入库提升机电流只能维持在50 A左右，平均总投料量生产P·O42.5水泥约为160 t/h，P·C32.5R水泥约为210 t/h，水泥工序电耗仍高达40 kWh/t左右。另外，在冬季空气湿度高而入磨物料温度低的情况下，磨内废气水分变大不能及时排出，尤其是在O-Sepa选粉机内部，受二次风和三次风影响，物料中水分在选粉机内部温度迅速降低，极其容易形成结露，将选粉机导向风叶、风道糊死，要经常停磨处理，使磨机运转率降低。

以上生产状况影响设备连续运行，一直达不到理想的设计产量，未实现节能降耗的目标。为找出问题的根源，我们从以下两个方面进行了分析：

1）对入磨物料种类及其水分进行了调查分析，物料配比见表2。

　表2　水泥生产用物料及其配比        %

经对入辊压机物料、出辊压机物料、入磨物料、出磨物料取样并对其水分进行化验，其中矿渣水分达10%，柠檬酸渣（100%替代天然石膏）水分达20%，炉渣和石灰石水分均在1.0%左右，综合入磨混合物料水分约2.2%，远远超出≤1.0%的工艺要求。

2）对设备及工艺运行参数设定方面进行了检查分析，测量了隔仓板篦缝、出磨篦板篦缝，宽度均为8 mm；核对了研磨体级配，统计了磨机运行时中控各风机转速设定情况，并进行了数据分析。综合来看，设备及工艺运行参数设定及调整方面基本正常，符合工艺要求。

通过对以上各种数据综合分析，认为造成系统不稳定、运行效率低的主要原因就是综合入磨物料水分偏高。其中柠檬酸渣水分严重偏高，使得入磨物料（中粗粉）水分超过2%，磨内细粉易黏附在研磨体和衬板的表面形成“缓冲垫”，降低球磨机的粉磨能力；含水细粉还易堵塞隔仓板篦缝、出磨篦板篦缝，使磨内通风效果变差，物料流速变慢，一旦辊压机喂料量大于出磨物料量就极易造成饱磨现象，只能采取降低辊压机喂料量的措施，使得整个系统处于低产高能耗状态。而在气温较低的冬季还易将选粉机导向风叶、风道等糊死，影响磨机正常运转。

3　改造方案

理论上当磨机系统从外界补充大量的热量，使磨机系统达到热平衡，水分就能及时排出，可以降低水分对物料易磨性及磨机产量的影响，充分发挥磨机的功效。最简单常用的办法，就是在磨头增设热风炉（许多厂家一般在磨头直接增设热风炉），但这里忽略了一个问题，就是进入磨机的热风是否真正起到了热交换作用。要使进入磨内的热风对物料起作用，就必须使热风与物料充分接触并进行热交换，而且必须使水分在一仓内甚至在入磨前就充分蒸发，这才能对拥有烘干仓的管磨真正起到作用。

鉴于我公司磨头位置空间有限无法增设热风炉、磨内没有烘干仓的实际情况，结合公司2号窑头排风机离水泥磨房较近，遂大胆提出了利用窑头排风机排出的高温废气降低入磨物料水分的方案。

经实地勘察和测量，窑头排风机排出的废气温度高达95 ℃左右，能对入磨物料起到较好的烘干作用，且水泥磨系统风机开启后V型选粉机冷风阀处在负压700 Pa，加上窑头排风机的排风压力形成较大的压差，对引入热风形成理论上的可能。经多次论证，从窑头排风机排风管到V型选粉机冷风阀处用风管连接，将排出的热风引入水泥磨系统是可以做到的。

具体方案为：在窑头排风管6 m高度处开旁路，用Φ2.5 m管道连接V型选粉机冷风口，并将管道在水泥磨磨头位置开旁路，用Φ1.2 m管道连接到磨头进风管处并保留冷风口，各管道口安装阀门及测温装置根据实际温度控制进风量，并将管道做好保温。经初步测算，整体改造费用约40万元。

改造后水泥磨热风系统工艺布置见图1。

图1　改造后水泥磨热风系统工艺布置

4　改造后的效果

2015年12月技改完成后，进入V型选粉机冷风口和磨头位置的热风温度保持在80 ℃左右，在生产过程中只要窑正常运转就有足够的热量进入水泥磨系统。热风在V型选粉机和TS选粉机内部与被打散的物料进行充分的热交换，热量带走物料中的一部分水分，使得入磨的中粗粉水分含量降低到0.4%。水分降低后配合助磨剂的使用，糊球、饱磨现象立即得到改善，辊压及粉磨系统趋于稳定，磨机喂料量明显提高。较改造前，生产P·C32.5R水泥台时产量提高20 t/h左右，生产P·O42.5水泥台时产量提高30 t/h左右，工序电耗平均下降4.5 kWh/t。截止到2016年7月份，我公司共生产水泥51.8万吨，水泥磨机综合台时产量较2015年同期提高26.5 t/h，工序电耗由技改前的35.8 kWh/t降低到31.3 kWh/t，节约电费达170万元，取得较好的节能效果。

另外，技改后还产生另外一种效果，那就是在冬季，进入磨机内的热风能够使物料保持一定的温度，在没有冷却之前迅速被选粉机选出进入成品库，避免了在选粉机内部结露，彻底解决了“糊风叶”现象，使磨机工艺临停次数由技改前的4~5次直接降为0次，显著提高了磨机运转效率。

5　结束语

经过半年多的生产实践，证明利用窑头排风机排出的余热烘干入磨物料，提高水泥磨机台时产量的做法是可行的。尤其对于入磨物料水分偏高的生产工艺，能够显著降低入磨物料水分，有效改善磨机糊球、饱磨及选粉机风道堵塞等现象，在提高水泥磨机台时产量、降低水泥工序电耗方面效果明显。

作者：刘希海，等

作者单位：日照中联水泥有限公司

文章摘自《水泥》杂志2017年第3期