1.1 工藝技術方案分析及選擇

水泥擠壓聯合粉磨系統常用有兩種配置：一種是球磨機系統開路，出磨機物料即為成品，無選粉機和大功率排風機等；另一種是球磨機系統閉路，配有選粉機、大功率風機等。第一種系統特點是成品顆粒分布寬，水泥的早期強度好，需水量小，電耗指標相對更先進，操作維護系統簡單；后一種系統的特點是成品顆粒分布較均齊，水泥溫度較低，電耗指標相對高些，投資及維護費用較高。但同樣規格磨機及輥壓機配置的系統，產量后一種較前一種略高。

公司原材料情況見表1。正常生產原材料綜合水分1.015%，屬于常規水平，熟料溫度較高，表面最高時達到140℃。本項目主要生產P·O42.5水泥品種，除去磨尾摻配的礦粉，實際入水泥磨物料中的熟料摻量達到88%，為了充分發揮熟料的膠凝性，一般是將熟料的粒度控制在3~30μm，此粒徑范圍的熟料越多越有利于水泥強度的發揮，因此對于此配比品種水泥以控制篩余為主，即細度要求很高。

表1 物料配比表（%）

如果采用開路系統生產，由于熟料摻入量達到了88%，熟料是配料中最難磨的，成品的細度就很難達標，也不利于熟料粒度控制在3~30μm區間，如果為了追求細度，水泥產量就會降低，物料帶走的溫度減少，磨內溫度越來越高，微細粉占比就會增加，這樣很容易出現糊球現象，故此品種水泥更適合采用閉路磨生產。基于上述分析，本設計采用1套HFCG180-160輥壓機+HFV5000氣流分級機+HFX-M5000動態選粉機配套Ф4.2m×14.5m球磨機+O-sepa高效組合式選粉機組成的閉路磨系統。

1.2 主機配置、工藝流程簡述及分析

主機配置見表2，工藝流程見圖1。

工藝流程簡述：熟料經計量后輸送至穩流稱重倉內，石膏和混合材等原料由配料皮帶送入水泥粉磨系統料餅提升機內，與輥壓機擠壓后的物料一起送入氣流分級機分選，經分選后的粗粉返回輥壓機稱重倉，稱重倉內物料經輥壓機重新擠壓，與新鮮料一起經料餅提升機送入氣流分級機分選，形成一個閉路輥壓粉磨系統。

熟料單獨進入稱重倉，確保所有熟料均經過輥壓機高壓粉碎處理后，顆粒結構均被粉碎破壞，這樣熟料的易磨性得到大幅度的改善，粒徑也大大縮小，減少熟料在球磨機的做功比例，從而降低了粉磨系統電耗；氣流分級機分選出的細粉隨氣流進入高效選粉機，經高效選粉機二次分選，選出的粗粉返回到稱重倉后經輥壓機重新擠壓，選出的細粉隨氣流進入旋風筒，通過旋風筒收集后，由斜槽輸送至Φ4.2m×14.5m水泥球磨機內進一步粉磨。

出磨物料由提升機送至O-sepa高效內循環組合式選粉機內分選，選粉機分選出的細粉由選粉機自帶的旋風筒收集后作為成品。選粉機分選出的粗粉返回球磨機重新粉磨。

氣路系統：輥壓機系統和水泥粉磨系統出旋風筒的含塵氣體通過循環風機排出后，大部分作為循環風返回氣流分級機或組合式選粉機繼續參與物料分選，輥壓機和水泥粉磨系統內均增加一路旁路放風系統，根據循環風路系統溫度和水分，少部分循環風分別經兩個系統的旁路放風收塵器收塵后進行外排，輥壓機放風系統的細粉由收塵器收集后入球磨機，而球磨機放風系統的細粉由收塵器收集后作為成品，通過空氣輸送斜槽、提升機等輸送設備送到水泥庫儲存。

2.1 現有熟料庫改造設計及施工難度大

現有Φ22m熟料庫儲量約1.7萬t，存期僅為4.25天，儲期太短，造成錯峰生產期間無法更多的儲存熟料，影響企業效益；并且此熟料庫發散全部采用庫側散裝卸料方式，對庫內壁磨損較大，造成庫體結構受損，存在安全隱患。而且此熟料庫庫底無輸送設備，造成庫底約有0.6萬t熟料無法自動卸出，庫容利用率低，只有在停窯情況下，通過鏟車進入庫內作業，鏟車工的工作環境非常惡劣，也同樣存在安全隱患。本次升級改造項目在現有熟料庫西側新建1個Φ30m熟料儲存圓庫，提高了熟料儲量，打通2個庫的熟料進庫和出庫，解決了熟料儲存和輸送問題；同時對現有的熟料儲存庫進行改造加固，增加了庫底板及庫底出料系統，提高了老庫利用率，同時解決了熟料出庫問題。

2.2 綜合管廊的設計及應用

為打造干凈整潔的生產環境，實現智能制造、無塵化示范工廠，水泥粉磨車間內采用綜合管廊設計。管廊內部根據各專業線路性質合理分層布局，設備檢修間距、檢修通道、通風等設計符合相關規范，通過了消防安全等部門驗收。

粉磨車間內水管、壓縮空氣管路、電氣線路、液壓油站等全部布置在綜合管廊內，方便日常統一巡檢維護，磨房車間內部更加簡潔大方。減少了占地及投資，水泥粉磨車間布置較緊湊。

2.3 球磨機系統循環風路優化設計、減少外排

此次在球磨機系統“O-SEPA選粉機”后采用“旋風筒”替代“大布袋收塵器”收集水泥成品，基于以下幾個方面考慮：

（1）按照5mg/m3排放，收塵器過濾風速低，當磨機臺時產量很高時，傳統收塵器體積會很龐大，對工藝布置不利，增加了設備和土建成本；

（2）旋風筒替代減少了整個風路系統阻力，有利于降低系統電耗；

（3）系統產量大，傳統收塵器濾袋磨損較大，旋風筒收塵避免了頻繁更換濾袋的問題，降低設備和生產維護成本；

（4）選粉風量大部分循環回選風機重新參與選粉，外排風量根據循環風路系統溫度和水分調整，減少整套粉磨系統的外排風總量和粉塵排放總量，更加環保。

2.4 水泥庫卸料和水泥散裝系統優化

本項目新建4座Φ15混凝土儲庫，對水泥庫底卸料和散裝難點問題進行了系統優化：

（1）庫底設置智能卸料系統，保證了卸料的均勻性、減少了庫內板結架拱概率。

智能卸料系統：每個庫設置4個卸料點，對稱2個點輪流卸料，定時切換，保證庫內水泥卸料的均勻性；每個點設置無動力卸料錐，同時庫內鋪設充氣箱，靜止啟動時庫底羅茨風機可選擇向庫內充氣箱充氣工作，等順暢下料后羅茨風機即可停止，利用庫內粉料自重進行庫底卸料，減少了庫內充氣量和空氣帶入的水汽，從而減少庫內板結架拱概率，節約水泥出庫電耗，更加經濟環保。

（2）庫底卸料口增加破碎閥，散裝倉進料口增加了電振動篩，一方面解決了因庫內結塊帶來的庫底堵料問題，另一方面把破碎后粗顆粒分離出來，解決了破碎后少量大塊料在散裝計量秤內卡料帶來計量不準的問題，同時保證了出廠水泥質量。

2.5 稱重倉進料系統創新

本工程采用HFCG180-160輥壓機為柱釘輥面，考慮到柱釘輥面保護問題，以及熟料摻入比例高物料離析帶來的系統偏輥等問題，設計時對稱重倉進料系統進行系統創新，在稱重倉進料口位置增加了移動布料器，可根據輥縫差實時調整進料位置，改變倉內料堆位置和離析現象，減少兩側輥縫偏差，有效解決了輥壓機偏輥問題，保證輥壓機運行的穩定性，提高了系統產量，降低輥壓機的維修成本和時間。

本項目已投產運行1年半，產量穩定在320t/h以上，電耗24kWh/t以下，較技改前粉磨工序電耗下降12kWh/t，按照置換產能150萬t/a，每年可節電約1800×10⁴kWh。優于國家將于2022年11月執行的《GB16780-2021水泥單位產品能源消耗限額》中水泥制備工段限額等級中的1級能耗等級，達到國內先進水平。

此次技改項目以“綠色、智能化、現代化工廠”為理念，在能耗標準、污染物排放標準、噪聲控制、自動化與信息化等方面都采用高標準，根據公司實際生產的水泥品種和物料配比，針對性選用了180-160輥壓機配套Φ4.2m×14.5m球磨機閉路系統，水泥磨房綜合管廊應用、球磨機循環風路系統優化、水泥庫底卸料和散裝系統優化、稱重倉進料系統優化等技術的應用，在此項目上均取得了很好的應用效果，實現了高效、節能、穩定的生產，確保項目建成后達到了國內先進水平。

作者：何林

來源：《中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司》

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