引言

水泥廠的生產(chǎn)工藝主要是兩磨一燒，生料和水泥磨的電力消耗約占水泥廠電力消耗的2/3左右，占水泥成本的1/3 左右，要大幅度降低電耗，降低成本，提高市場(chǎng)竟?fàn)幜?，必須加?qiáng)日常生產(chǎn)管理，采用新技術(shù)，新工藝來(lái)大幅度提高磨機(jī)產(chǎn)量，降低單位產(chǎn)量電力消耗，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。以下從工藝、電氣、設(shè)備、運(yùn)行等多角度談一下，降低磨機(jī)電耗的措施。

1.1 磨機(jī)的設(shè)計(jì)與選擇是關(guān)鍵因素

一般而言，以大磨機(jī)取代小磨機(jī)，可以增產(chǎn)節(jié)電，用效率高的粉磨機(jī)取代效率低的球磨機(jī)，也可收到顯著的節(jié)能效果，如立磨、輥壓磨、擠壓磨、高細(xì)磨等，它們的效率都比球磨機(jī)高。

1.2 降低入磨物料粒度，采用“多碎少磨”工藝改造可降低粉磨電耗系統(tǒng)

在生產(chǎn)實(shí)際中入磨粒度不是越小越好，當(dāng)把入磨平均粒徑降低到 10mm 以下時(shí)，對(duì)于磨機(jī)產(chǎn)量的增加并不明顯。入磨物料粒度不宜過(guò)小，因隨著破碎產(chǎn)品粒度的減少，破碎單位產(chǎn)品所消耗的功率在增長(zhǎng)。

對(duì)于特定的物料而言，進(jìn)入磨機(jī)的粒度存在一個(gè)最佳值，在這一點(diǎn)物料的碎、磨能耗最低，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，最佳入磨粒度一般為 0.005D（D為磨機(jī)筒體有效內(nèi)徑）左右。原因是當(dāng)入磨物料小于一定粒徑后，即使再減小入磨粒徑，增產(chǎn)的效果也不會(huì)明顯。特別是對(duì)于閉路系統(tǒng)，管磨機(jī)至少設(shè)為兩倉(cāng)，大球倉(cāng)是破碎而不是研磨。當(dāng)物料小于一定粒徑后，只要一倉(cāng)的級(jí)配合理、倉(cāng)長(zhǎng)到位，物料進(jìn)入二倉(cāng)完全能夠達(dá)到所需粒徑要求。

1.3 嚴(yán)格控制物料水分，使入磨物料平均水分在0.5%~1.5%

若水分大，細(xì)粉易糊在研磨體，襯板和隔倉(cāng)板的篦孔上，使粉磨效率降低，磨機(jī)產(chǎn)量降低，當(dāng)水分達(dá)到5%左右時(shí)，磨機(jī)基本上不能進(jìn)行工作。但水分偏低時(shí)易出現(xiàn)靜電效應(yīng)，形成靜電吸附，從而影響磨機(jī)產(chǎn)量，這也是大型水泥磨機(jī)粉磨回轉(zhuǎn)窯熟料時(shí)，在磨內(nèi)噴水的原因之一，實(shí)踐證明入磨物料平均水分在 1.0%左右為宜。

1.4 控制入磨物料溫度

水泥磨物料溫度高，將對(duì)水泥磨的產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗產(chǎn)生較大影響。入磨物料溫度高，物料帶入磨內(nèi)大量熱量，加之磨機(jī)在研磨時(shí)，大部分機(jī)械能將轉(zhuǎn)為熱能，致使磨內(nèi)溫度較高，而物料的易磨性隨溫度的升高而降低。

磨內(nèi)溫度高，易使水泥因靜電吸引而聚結(jié)，嚴(yán)重的會(huì)粘附在研磨體和襯板上，從而降低磨機(jī)的粉磨效率，嚴(yán)重影響粉磨正常進(jìn)行。溫度愈高，這種現(xiàn)象愈嚴(yán)重。同時(shí)入磨溫度過(guò)高，還會(huì)使石膏脫水，由二水石膏變?yōu)榘胨嗷虍a(chǎn)生部分無(wú)水石膏，引起水泥假凝，影響水泥質(zhì)量，入庫(kù)水泥易結(jié)塊。

大量的試驗(yàn)證明，物料入磨溫度超過(guò)50℃磨機(jī)產(chǎn)量將會(huì)受到影響，如果超過(guò) 80℃水泥磨產(chǎn)量降低約 8%~10%左右。

磨機(jī)溫度高對(duì)磨機(jī)設(shè)備本身也不利，如會(huì)使軸承溫度升高，潤(rùn)滑作用降低，會(huì)使磨機(jī)筒體產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力，引起襯板螺絲折斷等。

為使熟料入磨溫度＜60℃，熟料出窯后，必須要急冷，同時(shí)需要存放一段時(shí)間，嚴(yán)禁出窯即入磨。

1.5 物料易磨性

物料易磨性與物料結(jié)構(gòu)有關(guān)，如石灰石中粗晶的方解石晶體直徑＞1000（μm）易磨性最差，而粉晶（晶體直徑10~100μm）和泥晶＜10（μm）易磨性好。

熟料的易磨性與礦物組成有關(guān)，C3A 和C3S易磨性較好，C2S和 C4AF易磨性差，急冷熟料易磨性好，死燒大塊易磨性差，礦渣中水淬好的易磨性好。而物料大易磨性對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)量影響較大，因此，選擇礦石、熟料時(shí)盡量選擇易磨性好的或選用合理的生料配方生產(chǎn)出易磨性好的熟料。

1.6 強(qiáng)化磨內(nèi)通風(fēng)

磨內(nèi)通風(fēng)對(duì)磨機(jī)產(chǎn)量和成品質(zhì)量影響較大，加強(qiáng)磨機(jī)通風(fēng)能提高磨機(jī)產(chǎn)量，降低電耗。這是因?yàn)榧訌?qiáng)通風(fēng)以后，磨內(nèi)微粉被氣流帶走，減少了磨內(nèi)過(guò)粉磨現(xiàn)象和緩沖作用，從而提高粉磨效率；

物料在粉磨過(guò)程中產(chǎn)生的熱量和水蒸汽及時(shí)排出，降低了磨內(nèi)的溫度和濕度，防止粘磨、包球或堵塞隔倉(cāng)板和篦板的篦孔，提高磨機(jī)的產(chǎn)量；

加強(qiáng)通風(fēng)還能降低磨內(nèi)溫度，避免石膏脫水，防止水泥假凝；還可減少磨頭冒灰、改善環(huán)境衛(wèi)生、減少設(shè)備磨損；但通風(fēng)量過(guò)大將使收塵顆粒增大，從而影響粉磨產(chǎn)品細(xì)度，對(duì)質(zhì)量不利，當(dāng)通風(fēng)量增大到一定程度時(shí)，會(huì)使粉磨單位產(chǎn)品電耗增加，實(shí)踐證明磨機(jī)最大產(chǎn)量與粉磨系統(tǒng)最小電耗范圍內(nèi)存在一最佳通風(fēng)量。

1.7 合理確定成品篩余控制值或比表面積

在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)合理確定成品篩余控制值或比表面積，這個(gè)值應(yīng)為一個(gè)范圍，而不應(yīng)該為小于某一值的百分?jǐn)?shù)或大于某一數(shù)值。成品篩余控制值或比表面積的大小直接影響成品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本。因此，應(yīng)跟據(jù)自身的具體情況確定成品篩余控制值或比表面積。

1.8 應(yīng)用磨內(nèi)篩分技術(shù)對(duì)普通管磨機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造

磨內(nèi)篩分技術(shù)改造其原理是在普通管磨機(jī)內(nèi)設(shè)置篩分裝置取代原有的隔倉(cāng)裝置，對(duì)前倉(cāng)物料進(jìn)行強(qiáng)制篩分，攔截大顆粒，讓這些大顆粒仍然回到球倉(cāng)內(nèi)繼續(xù)用大尺寸的鋼球進(jìn)行破碎，合格的細(xì)料進(jìn)入后倉(cāng)。

同時(shí)根據(jù)物料本身的特性、粒度、工藝狀況，各倉(cāng)配以合適球、段級(jí)配，以控制進(jìn)入后倉(cāng)物料的平均粒徑。細(xì)磨倉(cāng)采用大表面積的小規(guī)格研磨體，大大提高磨機(jī)的研磨能力，從而獲得高產(chǎn)量、高比表面積的成品，最大限度提高磨機(jī)粉磨效率。通過(guò)該技術(shù)的改造，不必花費(fèi)大量成本，就可以達(dá)到提高產(chǎn)量，提高成品比表面積，降低電耗目的。

1.9 保持合理的鋼球裝載量對(duì)降低電耗有利

研磨體的級(jí)配及裝載量合適與否，需要通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)，新配球方案投產(chǎn)后，若細(xì)度符合要求、產(chǎn)量高，說(shuō)明配球方案合適，否則需要改進(jìn)或重配，一定時(shí)間后還需要進(jìn)行補(bǔ)球、清倉(cāng)等工作。保持管磨機(jī)在較佳的狀態(tài)下工作，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。

1.10 使用助磨劑降低粉磨電耗

從形態(tài)來(lái)看，助磨劑有固體助磨劑和液體助磨劑之分。固體助磨劑多制成粒狀或粉狀，液體助磨劑多是溶液或乳劑，它們都可以從磨頭喂料中加入。

采用液體助磨劑比采用固體助磨劑，在工藝上更容易控制。水泥助磨劑多為表面活性劑，其活性基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面所產(chǎn)生的降低水泥顆粒比表面能和強(qiáng)烈的分散作用是提高粉磨效率的本質(zhì)所在。

在粉磨過(guò)程中，加入少量的外加劑，可以消除細(xì)粉粘附和聚集現(xiàn)象，它能加速物料粉磨過(guò)程，提高粉磨效率和選分機(jī)的選粉效率，提高質(zhì)量。

在實(shí)踐中，助磨劑以用在大型水泥磨機(jī)上粉磨水泥最佳。由于助磨劑價(jià)格較高，其對(duì)降低電耗，提高產(chǎn)量的作用應(yīng)與成本的變化比較，最終來(lái)確定是否選用。另外在生產(chǎn)中，在磨內(nèi)投入煤矸石、粉煤灰、沸石等易磨物料，則有利于增產(chǎn)降耗。

目前，水泥助磨劑的研究開(kāi)發(fā)正向多功能復(fù)合型發(fā)展，即在粉磨過(guò)程中加入的助磨劑不僅可以有效提高水泥磨機(jī)的粉磨效率，并具有減少水泥或混凝土漿體的需水量，改善其流動(dòng)性，從而提高硬化漿體的力學(xué)性能的作用。

2.1 重視新型電氣領(lǐng)域節(jié)電技術(shù)和設(shè)備的推廣應(yīng)用

當(dāng)前應(yīng)特別關(guān)注以下幾個(gè)技術(shù)：

一是變頻節(jié)能設(shè)備的推廣應(yīng)用。近年來(lái)我國(guó)的變頻節(jié)能設(shè)備不斷取得技術(shù)突破，高壓、低壓不同電壓等級(jí)的越來(lái)越大容量的節(jié)電設(shè)備開(kāi)發(fā)成功。這項(xiàng)技術(shù)可廣泛運(yùn)用在容量較大、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大或設(shè)備對(duì)啟動(dòng)規(guī)程有特殊要求的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)變頻軟啟動(dòng)減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，還可節(jié)電 25%左右。這項(xiàng)技術(shù)還廣泛運(yùn)用在交流電機(jī)的變頻調(diào)速裝置上，其節(jié)電效果要根據(jù)電機(jī)所拖動(dòng)的不同類(lèi)型負(fù)荷特性和調(diào)速范圍而決定。

二是全方位地采用高、低壓無(wú)功功率的就地補(bǔ)償裝置，包括自動(dòng)調(diào)節(jié)的靜電電容器組和進(jìn)相機(jī)組的應(yīng)用。通過(guò)這些技術(shù)措施，大大改善水泥企業(yè)用電的功率因數(shù)，減少對(duì)無(wú)功功率的需求，從而減少輸入電能的有功電能損失。

三是注重低壓電機(jī)全相控技術(shù)的推廣運(yùn)用。這項(xiàng)節(jié)電技術(shù)可在拖動(dòng)負(fù)荷輕載和重載時(shí)自動(dòng)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的輸出功率，使電機(jī)實(shí)現(xiàn)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，以達(dá)到最佳節(jié)電的目的。此節(jié)電產(chǎn)品平均節(jié)電率為 15%~55%。

四是采用綠色照明系統(tǒng)。水泥企業(yè)建筑物、構(gòu)筑物、物料堆場(chǎng)和道路照明器具眾多，要求各異。照明所需電能消耗約占總耗電量的1%~2.5%左右。過(guò)去多采用白熾燈，效率低、耗電高、壽命短。目前要普遍更換為節(jié)能照明燈具。

在道路照明的控制上可推廣按光強(qiáng)來(lái)控制道路照明開(kāi)啟或關(guān)閉的自動(dòng)化裝置。有條件的企業(yè)可以把主要建筑物的照明采用太陽(yáng)能電池的方案。雖然照明電力消耗占水泥企業(yè)的電力總消耗的比重不大，其本身的節(jié)電潛力還是很大的。

2.2 合理配備電機(jī)功率淘汰低效率的老電機(jī)

電動(dòng)機(jī)的名牌功率是電動(dòng)機(jī)可以正常工作的最大功率，不是效率最高時(shí)的功率，要使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)最經(jīng)濟(jì)，電動(dòng)機(jī)必須工作最高的效率區(qū)間，也就是說(shuō)電動(dòng)機(jī)滿負(fù)荷工作是不經(jīng)濟(jì)的，選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)該用“大馬拉小車(chē)”才經(jīng)濟(jì)，Y 型電動(dòng)機(jī)的最高效率區(qū)間一般在額定功率的 85%左右，具體的可參照電動(dòng)機(jī)的特性曲線。用高效率的電動(dòng)機(jī)更換低效率的電動(dòng)機(jī)。這兩點(diǎn)易被勿視。

由于磨機(jī)等設(shè)備是靠電機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械，不可避免地存在各種各樣的傳動(dòng)損耗，降低損耗是設(shè)備管理的主要目的，首先在設(shè)備安裝時(shí)要嚴(yán)格按規(guī)范辦事，不可出現(xiàn)錯(cuò)位及其它一些安裝誤差。以避免因筒體振動(dòng)而造成的能量損耗，同時(shí)應(yīng)保持良好的潤(rùn)滑，減少摩擦損耗。應(yīng)使?jié)櫥陀唾|(zhì)清潔，油量充足，油路暢通，保證磨機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分有良好潤(rùn)滑。

另一方面，由于球磨機(jī)通常采用滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑，軸頸與軸瓦接觸角一般為75度~90 度，摩擦力矩較大。如今小接觸角（30 度~40 度），大側(cè)隙的新型刮瓦方式已被成功地運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐上。

我們已知的許多大型磨機(jī)均采用以上新方式，降低電耗作用較為明顯，其原理在于減小了摩擦力矩，而 Φ2.4m以下的小型磨機(jī)也可使用滾動(dòng)軸承代替滑動(dòng)軸承，因顯著降低摩擦阻力而降低磨機(jī)能耗，使用滾動(dòng)軸承代替滑動(dòng)軸承用在中小型磨機(jī)上，其技術(shù)已日趨成熟。

在一定范圍內(nèi)，磨機(jī)實(shí)用功率隨著產(chǎn)量的增大而增大，由于磨機(jī)中存料與磨機(jī)自重相比，所占份額相對(duì)較小，磨機(jī)電流在完全無(wú)料空載時(shí)和滿載工況下相差不到10%，所以正常運(yùn)行時(shí)，給料量的增加并不明顯地增大磨機(jī)電耗，磨機(jī)應(yīng)盡量在滿負(fù)荷（最大給料量）情況下運(yùn)行。

加強(qiáng)科學(xué)管理，加強(qiáng)磨機(jī)工的技術(shù)培訓(xùn)，在無(wú)自動(dòng)控制的情況下，磨機(jī)工應(yīng)會(huì)聽(tīng)磨音，根據(jù)磨音調(diào)整喂料量，使其喂料量與研磨能力相匹配，同時(shí)還要會(huì)控制細(xì)度，保持喂料量的相對(duì)穩(wěn)定，并要加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，使磨機(jī)正常安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

總之，粉磨系統(tǒng)節(jié)能降耗工作是一項(xiàng)較復(fù)雜的工程，需要各部門(mén)、各專(zhuān)業(yè)相互協(xié)調(diào)與配合，共同努力，才能取得較好的節(jié)能效果。

作者：網(wǎng)絡(luò)

所屬：網(wǎng)絡(luò)

來(lái)源：《水泥資料公眾號(hào)》

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