贵州醇胺水泥助磨剂有限责任公司是一家专门干助磨剂与原料研发、生产、营销、服务的科技型企业。公司注册投资的金额2000万，有3条自动化生产线，年产液体助磨剂于原料高达10万吨。公司以雄厚的研发实力为基础，以一流的技术服务为依靠，以过硬的产品质量为保证，为水泥企业赢得了良好的经济效益，并快速地发展壮大。

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  “一厂一设计”是针对每一个客户的熟料混合材、粉磨工艺、生产需求来做“量身定制水泥助磨剂配方”，去除“批量”。

  因工艺布置不合理、漏风严重、循环风机做功效率低等问题导致生料辊压机终粉磨系统阻力大、氧含量偏高导致生料工段电耗偏高、台产低。对物料特性、设备正常运行、工艺布置及热工诊断做多元化的分析，实施相应技术改造措施。改造后，总系统阻力下降约1 700 Pa，台时产量提高20 t/h，工序电耗降低1.0 kWh/t。

  自国家提出“双碳”目标以来，水泥行业连续出台了能耗双控、限电限产等一系列的政策文件，水泥各企业面临着严峻的“节能减碳”任务。我公司生料辊压机终粉磨系统台时产量190~200 t/h，0.08 mm筛筛余20%，0.2 mm筛筛余2.0%左右，生料工序平均电耗高达14.3 kWh/t（本文所述工序电耗均按GB16780-2021标准统计），其中辊压机电耗6.2 kWh/t，循环风机电耗4.7 kWh/t，整个生料粉磨系统电耗较高，严重制约了生料磨系统节能减碳能力的发挥。对此，公司对物料、设备正常运行、系统漏风、工艺布置进行了全面的诊断和分析，对识别的核心问题实施了精准技改，实现了系统提产降阻的目的。

  由图1可知：从配料站出来的原材料经皮带输送机送入V型选粉机（以下简称“V选”）进行烘干、打散，分选出的细粉经风力带料至立式高效选粉机（以下简称“高选”），选出的成品经旋风筒收集后由空气输送斜槽和斗式提升机送入生料均化库；V选和高选选出的粗颗粒均由循环提升机送入稳流仓，喂入辊压机做挤压粉磨，挤压后的料饼通过提升机送入V选，再入高选进行选粉，形成一个循环挤压、选粉的工艺流程。风路流程：来自窑尾的高温烟气依次经过V选、高选、旋风筒后进入循环风机，出循环风机的低温烟气，一部分进入袋收尘器，由尾排风机排出，另一部分作为循环风回到V选，还有一分部循环风接入高选进行补风。

  公司于改造前组织标定小组，对该生料辊压机终粉磨系统来进行了全面诊断分析，主要分析内容见表2。

  入V选风管存在较长水平段。现场调研发现，出高温风机至入V选风管存在一段大约3~4 m水平风管（见图2），且存在多个弯头。因存在水平风管，水平风管处常常会出现堵料，以致通风面积减小，风管阻力大，增加系统阻力，若不及时清理，物料堆积过多，还会出现塌料现象，对高温风机带来安全隐患。

  V选-高选风管设计较长且存在弯管。原设计考虑南方雨水较多、原材料水分偏大，担心V选烘干能力不够，因此，尝试通过增加V选-高选风管长度，延长烘干行程和时间来达到物料烘干的效果。除此之外，V选和高选设备中心线并未垂直，导致此处风管存在多处弯管。此处粉尘浓度大、风速较快，弯管处磨损较大，经常被磨穿，这样的设计不仅增加了系统的阻力和漏风，还存在很大安全风险，见图3。通过现场取样分析发现，喂料综合水分为2.5%，出V选细粉水分为0.29%（＜0.3%即可），可判断出V选烘干能力完全可满足生产规格要求。热工诊断此处风管阻力约1 000 Pa，偏高。

  高选补风管（见图4）设计不合理。在V选与高选组合的烘干、选粉系统中，由V选进入高选的气流量及物料浓度已完全满足高选的工况要求，若再将气流管道接入V选至高选风管，汇入气流势必会对管内高浓度含料气流产生一定的影响，降低选粉效率。

  旋风筒阻力偏高。旋风筒为4筒设计，垂直式风携料入旋风筒，现场诊断旋风筒阻力达到1 700 Pa（包含高选-旋风筒风管，见图5），已远超出设计值，其根本原因为：高选-旋风筒风管设计的长度过长导致沿程阻力偏高；风管采用垂直式旋风筒接入，导致风管设计存在弯管，局部阻力增加；旋风筒入口积料严重，使得旋风筒入口通风面积减小，风速增加，旋风筒阻力增加，影响分离效率。

  入V选溜子设计不合理。来料的合理分配对于V选内部是否形成均匀料幕起到至关重要的作用，料幕的均匀程度对V选打散烘干效果、分选效率都有很大影响。公司原设计入V选溜子的通道多为罗列式排列组合，入V选溜子错综复杂。从各个溜子的冲刷程度可判断出物料并未均匀排布，不能确保物料的断面均匀分配，进入V选时并没形成稳定的均匀料幕，影响V选的分选效率和系统台产。

  生料原材料主要有石灰石、高硅砂岩、中硅黏土、铜渣四种，综合水分为2.5%，符合生料辊压机喂料水分要求。通常来说，生料辊压机系统可烘干水分5%。原材料配比和水分见表3。

  石灰石粒度偏大。辊压机工作特点是高压、慢速、满料、料床粉碎，工况要求两辊之间必须要有一层密集的物料，料床在高压下形成，压力导致颗粒压迫其他临近颗粒，使得物料破碎、断裂、产生裂缝。根据多破少磨的工艺原则，要严控原料入磨粒度的大小。粒度过大，一方面料床不密实，不易形成料饼，增加碾磨次数，循环负荷增加，磨机振动大，易跳停；另一方面辊面磨损加剧，不经济，设备有可能会出现故障，严控入磨物料粒度的大小和均匀性是辊压机系统长期、稳定运转的保证。通常来说，要求3%D（D指磨辊直径）的基本粒度应该占总量的95%以上，最大粒度不应5%D。公司辊压机系统改造前喂料粒度整体偏大，最大粒度达到120 mm（见图6），远超过设备基本设计的基本要求，这对系统电耗和产量有极大的影响。

  入磨物料Bond功易磨性指数为15.1 kWh/t，属难磨物料（10～11 kWh/t为易磨物料）。这还在于石灰石易磨性较差导致，易磨性达到15.3 kWh/t，不利于辊压机稳定做功。通过矿物研究分析发现，石灰石中的方解石矿物含量偏少，占比79.7%，石英和白云石属难磨矿物，二者合计超过15%（见表4），这是其易磨性比较差的根本原因。

  根据现有系统设备配置性能、原材料易磨性及水分情况，该生料辊压机终粉磨系统应完全能满足设计性能指标要求，但由于多处风管设计不合理，致使循环风机所做功的系统流量和阻力严重偏离了风机本体高效率段所具备的性能工况。根据标定工况计算，风机运行的风量仅为选型流量的55%，系统阻力达到了选型阻力的67%，即因系统阻力大，风机运行流量低于额定产量所需要的烘干和选粉风量，系统表现出风机运行频率高、辊压机电流低、生料产量低、单位电耗偏高等状况，见表5。

  生料粉磨系统的漏风是影响生料磨机运行的主要的因素，选粉系统漏风会造成压差偏小、风速不够，进而导致提升物料能力变弱，成品粉料不能被及时带走，影响产量，为使细粉被及时选走，保证台产只能采取加大循环风机拉风被迫增加风速，但这样操作电耗就会增加，得不偿失。除此之外，系统其它处漏风也会导致风速降低，造成风管积料，随着管道积料增多，通风面积就会减小，导致风量不足影响磨机产量。因此，及时检查、处理系统漏风问题是至关重要的。现场检测（见表6）发现，出旋风筒氧气含量达到6.6%，系统漏风率达到26%。根据现场实测氧气含量可判断出漏风的根本原因是：V选至高选风管破损严重，选粉机密封不好。其中V选-高选风管起到提升物料的作用，粉尘浓度较大，风速较快，物料不断冲刷弯管，导致此处风管破损严重，增加系统漏风。高选漏风主要是因检修门密封不好导致。

  根据诊断结果，充分评估该生料辊压机终粉磨系统的实际运作情况，制定了详细的节能降阻优化方案，并按照方案对系统来进行了技术改造。

  去除水平风管设计，根据现场土建情况调其目的为缩短V选-高选风管长度，由原来44 m平台降低至33 m，风管缩短11 m。适当调整V选和高选设备中心线，使得两设备中心线保持一致，做到风管距离短、垂直顺畅、无弯头，达到缩短提料行程、减少风管沿程阻力和局部阻力的效果。设计图纸见图8。

  拆除原有设计的高选补风风管，减少外界来风对风管粉尘浓度和风路走向的干扰，保证选粉系统的稳定性。

  高选-旋风筒风管内含尘浓度较大，缩短此处风管的长度可降低风管沿程阻力。旋风筒进口增设清料灰斗，下料接入斜槽，解决旋风筒入口分风处积料，增加系统阻力问题。提高旋风筒入口高度，增加旋风筒入口面积，降低入口风速。内筒增设二次收尘筛网（见图9），对旋风触底导致的扬灰进行二次收尘，提高旋风筒收尘效率。

  调整矿山破碎机篦缝宽度，由原来的70 mm调整至60 mm，控制石灰石粒度，保证喂料粒度满足设备要求。

  改造入V选喂料溜子，采用并列多通道方式对接V选入口（见图10），并且在进入分料溜子之前，在溜子上增设多个倒三角形式打散装置，此装置不仅起到打散效果，还起到缓冲料速、均匀分料的作用，保证喂料进入多通道分料溜子的均匀性。

  技改后系统阻力得到明显改善，具体系统阻力和系统指标结果分别见图11和表7。

  对比技改前后磨生料进行细度及粒度分布测试，测试结果见表8和图12。试验数据表明生料细度在控制指标范围内，成品细度得到一定的改善。技改前的粒度分布细颗粒较多，呈双峰趋势，这主要是因系统阻力大，系统提料能力不强，细粉不能被及时输送到选粉系统来进行分选导致的过粉磨现象。技改后粒度分布细颗粒减少，特征粒径增加至31μm，微粗颗粒增加，呈现单峰，这表明过粉磨现象得到明显改善，有效地减少了辊压机的无用做功；均匀性系数增加至0.75，表明均匀性得到一定的改善，粒度分布曲线增宽，这对生料的易烧性和烧成操作都有一定的积极影响。

  综上所述，技改后总系统阻力下降约1 700 Pa，其中V选-高选风管、旋风筒降阻效果明显，漏风量减少，循环风机转速和电流都有显而易见地下降，总系统运行平稳。生料工段电耗由原来的14.3 kWh/t下降至13.3 kWh/t，降低1.0 kWh/t，系统产量提升约20 t/h，成品生料得到一定的改善，粒度均匀性较好。该系统每年生产生料约250万t，可实现全年节电约250万度，节省成本约150万元，间接减少二氧化碳排放约1 450 t（按2021年电网碳排放因子0.581 kg/kWh计算）。

  宋 洋 潘文章 曾 荣 陶从喜 青尚杰 唐第天 韦怀珺返回搜狐，查看更加多