在輥壓機問世之前，水泥的粉磨作業主要由球磨機來完成，因球磨機的能量利用率低，水泥粉磨系統的電耗為40~42kWh/t，而且噪音大，單套系統產量低，系統大型化困難。這種狀況直到上世紀末，隨著V型選粉機的出現，才徹底改變。由輥壓機與球磨機組成的聯合粉磨系統，使得水泥粉磨系統的電耗降低至32~33 kWh/t，與相同規格的圈流球磨系統相比，系統產量可增加100%~120%。

2003年，由天津水泥工業設計研究院設計的當時最大規模的國產輥壓機水泥聯合粉磨系統在天津振興水泥廠建成投產。新喂物料與出輥壓機物料經循環提升機一同喂入V型選粉機進行打散分選，粗料再進入輥壓機循環擠壓，而細料由氣體帶入旋風收塵器被收集后作為中間產品喂入后續球磨中繼續粉磨至要求的細度。這種流程對于輥壓機來講，因為細粉得到及時分選，擠壓效果提高；對于球磨機來講，由于入磨物料粒度均勻且較細，研磨體級配更加合理，粉磨效率也同樣得到了提高。同時，輥壓機的V型選粉機帶有自循環風機，出循環風機的氣體小部分進入高效選粉機，大部分再返回到V型選粉機作為選粉氣體；而出球磨機的含塵氣體直接進入到高效選粉機中用作選粉氣體。V型選粉機、高效選粉機以及球磨機的用風量可以單獨調節，易于操作。

系統投產后，各項技術指標良好，但循環風機葉輪的磨損非常嚴重，普通材質葉輪，運行一個月就需要更換一個新的，采用耐磨處理后的風機葉輪也只能堅持半年左右時間。究其原因，主要是受旋風筒收塵效率的限制，出旋風筒氣體中粉塵濃度較高，約為30~40g/Nm3，并且由輥壓機擠壓產生的物料顆粒，表面棱角分明，顆粒尺寸較大，從而導致循環風機葉輪的磨損加劇。

為了徹底消除循環風機和旋風筒的磨損，天津院于2005年開發了半終粉磨系統。該系統取消了旋風筒和循環風機，經V型選粉機粗選后的物料不再由旋風筒收集進后進入球磨機，而是從動態選粉機的下部由風帶入后直接進行分選。同時，出球磨機的物料經出磨提升機空氣輸送斜槽從動態選粉機的上部喂入，經動態選粉機分選后，細粉由氣體帶入后面的收塵器，收集后經成品輸送進入水泥成品庫儲存，粗粉再次返回球磨機被繼續粉磨。整個選粉系統用風由收塵器后的系統風機提供，如此一來，完全避免了含塵氣體直接進入風機而磨損風機葉輪。

另外，由于出V型選粉機物料首先進入動態選粉機進行細選，部分達到成品要求的物料不再進入球磨機，而直接進入成品，減輕了球磨機的負擔，提高了粉磨效率，與相同主機配置的水泥聯合粉磨機系統相比，系統產量增加約5%。同時，整個系統中只有一臺大風機，通風電耗也有1kWh/t左右的降低。

雖然循環風機的磨損問題得到了完美解決，但是，由于沒有經過球磨機研磨的成品顆粒多為片狀或針狀，且水泥成品的粒度分布變窄，所以部分企業出現水泥需水量偏高，凈漿流動度變差等問題，影響水泥的銷售。

為了進一步降低水泥粉磨系統的電耗，采用大輥壓機加小球磨的系統配置方案，已成為新建水泥粉磨系統的趨勢，也是球磨機水泥粉磨系統改造的首選。如果在輥壓機與球磨機組成的水泥粉磨系統中，輥壓機的規格增大后，只用V型選粉機來調節輥壓機和球磨機粉磨能力的平衡時，就需要降低V型選粉機內的風速，從而減少進入球磨機內的物料量，但是當V型選粉機內的風速降低到一定程度之后，將有部分細粉不能被選出而返回輥壓機，從而導致輥壓機振動等現象產生。

為了解決這個問題，我們在V型選粉機后加設一臺動態選粉機，通過調整動態選粉機轉子的轉速，來控制入球磨機半成品的質量和數量，從而實現在保證輥壓機運行狀態穩定的情況下，達到調節輥壓機和球磨機粉磨能力平衡的目的。因作為系統粉磨工作的兩個主機設備——輥壓機和球磨機各自單獨配有選粉機，形成相對獨立而又有聯系的兩個閉路系統，所以我們將該水泥粉磨系統稱之為雙圈流水泥粉磨系統。

雙圈流水泥粉磨系統可以以多種方式運行，操作靈活多樣，可在一定程度上改善水泥成品的需水量等性能：

a)通過調節出球磨機提升機出口處的三通分料閥，可以實現部分或者全部以開流方式運行，從而保證成品的工作性能，如需水量、流動度等；

b)系統在生產對水泥的工作性能要求較低的水泥時，輥壓機側的三分離選粉機直接將合格的成品選出進入成品儲存，從而減少過粉磨現象，提高系統產量；

c)在生產對水泥工作性能要求較高的水泥時，通過調節旋風筒下面的三通分料閥，使三分離選粉機分選后的細物料可以部分或者全部進入球磨機，進一步優化水泥成品的顆粒級配和形貌，也可以降低選粉機轉速，直接分選合適細度的半成品喂入球磨機，而粗粉全部返回輥壓機。

雙圈流水泥粉磨系統特點包括：

a)輥壓機和球磨機粉磨能力的平衡，由設置在物料入球磨機輸送過程中的分料閥來實現，從而保證了靜態選粉機內的風量，提高了其選粉效率，避免了部分細粉未被及時選出而影響輥壓機的穩定運行；

b)三分離選粉機可以分選出一部分（系統產量的20%~30%）成品，減少了入球磨機的細粉量，提高了粉磨效率，同時，因動態選粉機內的物料濃度低，選粉效率也有一定程度提高，系統產量與傳統的聯合粉磨系統相比產量增加約5%；

c)因輥壓機系統和球磨機系統相對獨立，并且可以部分或者全部以開流方式運行，系統操作簡單靈活，易于調節；

d)因出V型選粉機的物料經動態選三分離選粉機分選后，細料經后面的旋風筒收集后，作為成品入庫或者作為半成品入磨。出旋風筒后含塵氣體的粉塵顆粒大小比原聯合粉磨系統小，濃度也比原聯合粉磨系統的低，所以，循環風機的磨損比原來要小很多，根據運行經驗，正常情況下，循環風機的葉輪壽命可達5年以上。

雙圈流水泥粉磨系統與半終水泥粉磨系統既有區別又存在聯系，如果在雙圈流系統中，輥壓機側的三分離選粉機直接出成品，那么兩種系統所實現的功能是一致的，并且半終粉磨系統因設備數量少，系統布置更加簡單電耗更低；但是，雙圈流水泥系統的操作模式更多，可以讓所有物料全部經過球磨機，從而保證成品水泥的工作性能（需水量、流動度等）更加接近普通圈流球磨水泥粉磨系統所生產的水泥，而半終粉磨系統無法做到這一點。

隨著市場對降低水泥生產成本和提高水泥工作性能的要求越來越高，以及國家節能降耗政策引導作用越來越大，水泥生產企業對新的水泥粉磨工藝的接受程度也越來越高，雙圈流水泥粉磨系統以其靈活的運行模式和方便的調節手段，成為目前最為合理的水泥粉磨工藝之一，它是新建水泥粉磨系統的趨勢，也是球磨機水泥粉磨系統改造的首選。

作者：曹凱，石國平

來源：《中材裝備集團有限公司》

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