某水泥有限公司3號生產線于2010年建成投產，配套的生料磨為TRMR53.4立磨，臺時產量500t／h，生料細度R80=12％。因該系統普遍存在磨機壓差大、系統負壓高等不足之處，雖然臺時產量不低，但系統電耗高達17.05kWh／t生料。為降低水泥生產成本及提升產品競爭力，該公司于2018年4月采用天津院新型低阻高效u型選粉機動葉片技術、中殼體風量調節技術、低阻穩料風環和大蝸殼低阻型旋風筒等新的技術措施，對TRMR53.4立磨進行了節電技術改造。

1改造目標

本次改造的技術思路是：通過降低磨內壓差、管道和旋風筒等系統的阻力，實現循環風機節電；提高選粉機的選粉效率和穩定料層，降低主電機的功率。具體指標如下：

臺時產量≥503.83t/h(2017年平均)，R80≤12％；系統工序電耗比2017年17.05kWh/t降低1.5kWh/t，即≤15.55kWh／t。

2技術改造方案

2.1選粉機的改造

原系統設計為SR5200H1(—體式)選粉機，本次改造采用天津院U型選粉機動葉片技術。通過72組試 驗數據和理論計算，該動葉片相對于選粉機常見的直動葉片，在相同的工況條件下能降低阻力30％，特征粒徑30μm細度的選粉效率提高9.13％，循環負荷降低312％(立磨)，還可通過調整外風翅的角度實現調整不同粒徑顆粒的選粉效率，進而改善粉磨過程，有效控制成品的粒度分布。

根據改造目標確定的磨機臺時產量、生料細度，同時考慮海拔等因素，改造設計的選粉機規格為NU5832(見圖1)。本次選粉機改造保留原選粉機的傳動、出風口、選粉機電機和減速機，更換轉子(含動葉片)、靜葉片、殼體、下錐體、進料管等，充分利用了原選粉機結構，降低了改造成本。

2.2應用中殼體風量調節技術

我們暫且將生料立磨選粉機的所需要的用風量簡稱為“選粉風量”，將磨內粉磨過程用于提升0.2mm以下細粉的用風量簡稱為“風掃風量”。根據理論計算和試驗模擬，“選粉風量”和“風掃風量”是不同的，“選粉風量”要比“風掃風量”大20％左右。即如果“風掃風量”減少20％左右，既能夠滿足粉磨用風，同時降低風環處通過風量，能有效降低磨體阻力，從而降低磨機壓力損失。中殼體風量調節技術基于以上原理，解決了“選粉風 量”和“風掃風量”的矛盾，在保證烘干和細料提升條件下，盡可能降低風環風量。選粉風量由“短路”的中殼體調節風量來保證，實現一方面降低風環的阻力，另一方面減少粗粉進人選粉機，從而提高選粉效率，進而實現回盤細粉量減少、料層穩定性提高、粉磨效率提高、主機電耗降低。

本項目采用了中殼體風量平衡技術(見圖2)，即在磨機中殼體上開兩個1000mm×1280mm橢圓孔，將從兩邊的入磨風管上分別增加一個“短路”入磨機中殼體的∅1000mm小風管，并在小風管上安裝調節風量的DN1000耐熱型電動百葉閥。

2.3風環改造

采用天津院楔形蓋板風環對原有風環進行改造。楔形蓋板風環是在大量的CFD模擬研究得到的新型低阻高效風環，該風環技術主要是為配套中殼體風量平衡技術開發的。其主要工作原理是利用了“楔形”通風道，使風環氣流緩慢加速，使得風環氣流速度均勻性大大提高，確保以較低的風環風速實現大的物料提升能力。CFD理論計算表明，相同的入磨風量和有效通風面積條件下，相比傳統導風 葉片風環，風環速度梯度統計平均降低56.4％，帶料能力統計平均增加40.2％，為確保磨機外排及磨機穩定的條件下最大限度地利用中殼體旁路風量提供了重要的技術保障，同時低的風環風速也大幅度降低了磨機系統的阻力。

此外，圖3表明磨盤邊緣落入風環的物料在離心力的作用下甩至楔形蓋板的頂板、導風側板，其中團聚狀物料發生一次、二次沖擊打散，即進入風環的物料不以團聚的方式下落，經兩次沖擊打散，團聚料中細粉脫離出來，回料中的細粉量減少；同時，較低的風環風速也減小了粗顆粒進入選粉機的可能性，也有利于提高選粉效率，降低回盤細粉量，從而料層得以穩定，粉磨效率提高。

2.4旋風筒的改造

該TRM53.4生料磨系統旋風筒為4個∅4.8m旋風筒，本次改造采用大蝸殼低阻型旋風筒。拆除原有旋風筒進、出口部分管道；同時更換旋風筒的入口和出口風管；立磨出口到旋風筒入口之間的風管由原來的∅3.55m改為∅4.2m；出旋風筒風管由∅2.25m改為∅2.5m(僅改造每個旋風筒出風口處的風管，原系統中兩個旋風筒出風的匯合風管∅3m風管保留，循環風機人口的原∅3.55m風管保留)。

3改造效果

3.1 改造前后短期指標完成情況

改造后，立磨主電機電流從改造前約210A下降為約198A；立磨出口負壓從改造前10500Pa下降為9000Pa；循環風機電機電流從改造前270～280A下降為245～250A，下降約27A。

為驗證節電效果，我們通過電量采集系統，對9月份連續8h的數據進行了對比，結果如表1。

從表1數據看出，“風機+電機”電耗比改前降低1.94kWh／t。

3.2 改造前后月度指標完成情況

從表2看，4、5月份調試指標不理想，未達到合同節電效果，主要是中殼體風量平衡裝置因配件問題沒有安裝投運；6月份利用“錯峰限產”進行了調試整改，7月份進行了試運行效果驗證，8月份“錯峰限產”未運行，9月份對系統進一步調試后運行穩定。

7～9月系統平均電耗完成15.26kWh／t，優于合同≤15.55kWh／t，比2017年平均值17.05kWh／t降 低1.79kWh／t；7～9月臺時產量達到514.33t／h，優于合同≥503.83t／h要求。

R80細度放粗的說明：多年以來，原系統SR5200H1選粉機R200細度平均完成1.9％(指標≤ 2.0％)，R80細度完成11.7％；若稍放寬R80細度，R200細度會超指標，對熟料煅燒質量不利。采用NU5832選粉機改造后，在臺產基本不變的情況下，一個突出的特點是R200細度明顯降低，平均約為1.4％，且比較穩定，距離R200細度控制指標還有較大空間，對熟料煅燒有利。為此，在后續細度控制中，為降低電耗，有意將R80細度指標進行了放寬。

3.3 項目實施后經濟效益

主要數據均按照2018年數據進行核算。2018年3號生料磨將共計生產生料152.73萬t(其中10、11月份產量按照9月份預估)，不含稅電價平均為0.40元／度，項目實施改造節電1.79kWh／t，今后每年可節約電費100余萬元。

4結束語

該公司3號TRMR53.4立磨采用新型低阻高效U型選粉機動葉片技術、中殼體風量調節技術、低阻穩料風環和大蝸殼低阻型旋風筒等新的技術措施實施改造，達到了預期目標。目前該系統還存在節電空間，需要進一步優化，主要表現為：

（1）立磨磨輥輥套運行至后期，外緣磨損掉塊厚度約80mm，對立磨粉磨效能影響較大，外排循環量大，循環斗提電流比改造前增加約5A，采取了焊補擋料板的臨時措施后有明顯好轉。計劃冬季限產期間堆焊修補輥套。

（2）改造后，系統負壓降低，對照循環風機效率曲線，發現在-9000Pa附近的區間運行，循環風機效率有所下降。

作者：尚再國、焦繼先、韓博文、豆海建、秦景平

來源：《永登祁連山水泥有限公司、天津水泥工業設計研究院有限公司》

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