小球磨配大辊压机的问题及解决措施

王　帅，郝　亮，李　洪

小球磨配大辊压机的问题及解决措施

Problems and Solutions for Small Ball Milling Working with Large Roller Press

王帅，郝亮，李洪

Problems and Solutions for Small Ball Milling Working with Large Roller Press

小球磨机配置大辊压机已成为水泥粉磨系统优选方案之一，不仅能大幅降低电耗，也能保证较好的水泥质量。本文以某水泥厂为例，对该系统改造中遇到的问题及解决措施进行分析，以期对同类水泥粉磨系统的建设、管理和操作有所帮助。

球磨机；辊压机；V型选粉机；动态选粉机

1　前言

辊压机基于受限料床高压挤压原理，能量利用率相当于球磨机的两倍，得到了广泛应用，特别是在水泥粉磨领域，辊压机和球磨机组成的联合粉磨（或半终粉磨系统）已占半壁江山，并且朝着小球磨机配大辊压机的方向发展。本文以A厂改造中的小球磨机配大辊压机为例，介绍该类系统可能出现的问题及解决措施。

2　生产线基本情况

A厂有一条4000t/d熟料生产线，水泥粉磨配置三台球磨机，一台KHD辊压机，一台Polysius辊压机，其中KHD辊压机与BK1、BK2号磨组成预粉磨系统，Polysius辊压机与BK3号磨组成联合粉磨系统。由于KHD辊压机规格较小，设备老旧，单台磨机运行产量约100t/h。因此，业主采用了一台TRP180×140辊压机替代原KHD辊压机，与BK2号磨组成联合粉磨系统。

表1为该粉磨线的设备配置，其中，TRP180-140辊压机、TVS96/20型 V型选粉机、TESu330动态选粉机为新添加的主要设备。图1所示为该系统工艺流程：物料经斗式提升机喂入辊压机小仓，经辊压机挤压后，由斗式提升机喂入V型选粉机，选出的粗颗粒返回辊压机进一步粉磨，细粉则进入动态选粉机，由动态选粉机选出成品，动态选粉机的粗粉经斜槽喂入原球磨机系统。

表1　设备配置及工艺参数

3　设计指标

由于该现场改造期间正处于水泥销售旺季，业主不允许停机对磨内结构进行调整（包括隔仓板和衬板），因此面临一定合同风险。生产的两种水泥配料组分如表2所示，设计指标如表3所示。

图1　设备系统工艺流程

4　初期运行情况

4.1初期带球磨机运行情况

因业主不允许对磨内结构进行调整，因此设备运行初期仅是通过斜槽将动态选粉机选出的粗粉直接导入原球磨机系统，选出的成品则通过袋收尘器收集后与球磨机粉磨出的成品混合入库。此时，系统产量约165～175t/h。通过测定，辊压机部分选粉机选出的成品比表面积为2800～3100cm2/g（R40μm：8%～10%），球磨机部分成品的比表面积为3350～3450cm2/g（R40μm：8%～10%），两者混合所得比表面积为3100～3200cm2/g（R40μm：8%～10%），折算到设计合同要求的比表面积为3600m2/g，产量仅138～147t/h。

表2　水泥配料组分，%

为提高比表面积，将TESu330动态选粉机转速提高，但在循环风机拉风不变的情况下，提高转速会导致动态选粉机回磨粗粉过多，磨机饱磨。据观察，只要冲板流量计入磨粗粉量超过45t/h，磨机就出现饱磨。此时，只能降低循环风机拉风或关小循环风阀来减少风量。但是，在循环风阀开启55%、循环风机拉风95%时，若辊压机斜插板100%打开，运行一段时间就会出现辊缝不稳定的情况，从而导致产量进一步降低。表4为开机初期带球磨机运行的主要参数。

表3　设计指标*

对表4数据进行分析，此时辊压机设定压力10MPa，辊压机运行功率为设计功率的51%，做功不足。入V型选粉机斗式提升机运行电流185A，为额定电流的53%，入辊压机斗式提升机运行电流148A，为额定电流的64%，即两处斗式提升机运行功率均偏低，说明通过量不够，这与辊压机做功偏低的状况符合。而要提高辊压机做功，应提高辊压机物料通过量和辊压机工作压力，但该现场辊压机斜插板开度过大时，与减少循环风机拉风一样，会导致辊压机运行不稳，而辊压机压力还有1MPa的提升空间，不足以在要求的产量条件下获得足够的比表面积，且从理论上讲，辊压机本身产生的成品比表面积较球磨机低，想通过辊压机来获得3600cm2/g以上的比表面积较困难，功耗也会大幅增加。

应注意到，该系统必须降低循环风机拉风和减小循环风阀门才能保证磨机不饱磨，这是其他现场没遇到过的。经估算，降低循环风机拉风和减小循环风阀门后，通过V型选粉机的实际风量必然大幅降低（实际风量约为额定风量的60%），以致不能满足V型选粉机设计风量的要求，从而导致选粉效率降低，进入辊压机的细粉含量增加，进而破坏辊压机的运行稳定性。在其他现场，通常循环风机的阀门开度一般均能达到90%以上，磨机也能正常运行，而区别在于，之前配置的球磨机和辊压机功率接近或略大，磨内结构均进行了相应调整。因此，如何在不改变球磨机结构的前提下进一步提高辊压机功耗并保证辊压机运行稳定性，是需要解决的问题。

表4　开磨初期运行参数（带球磨机）

表5　开磨初期运行参数（不带球磨机）

4.2初期不带球磨机运行情况

为进一步验证上述分析结果，我们进行了辊压机水泥终粉磨试验，此时循环风机100%拉风，循环风阀全部打开，即保证V型选粉机满足设计风量而具有较高分选效率，同时让动态选粉机回粉全部打回辊压机喂料小仓。表5为此状况下运行参数。

从表5可看出，此时辊压机压力保持10MPa不变，通过提高循环风机拉风和斜插板开度，辊压机运行功率明显提高到78%左右，出现此现象的原因是V型选粉机的分选效率提高，从而回辊压机细粉含量减少，尽管辊压机仍存在小幅波动，但稳定性较之前有较大改善，相应做功上升。此时产量可稳定控制在125～130t/h，比表面积为3200cm2/g，其运行情况比较理想。

表6　球磨磨内结构和球配

通过带球磨机和不带球磨机两种运行状况对比可看出，小球磨机（不对磨内结构进行调整）对该系统的制约较大，在比表面积为3200cm2/ g的情况下，辊压机可生产125～130t/ h的成品，而加上球磨机增产40～45t/ h。而根据业主提供的资料，该球磨机自身运行产量可达65t/h，综合来看，增加辊压机并未增加应有的产量，正是由于上述推测的小球磨机不能满足大辊压机粉磨出的物料所致。因此，这也是将来辊压机进一步大型化和球磨机进一步小规格化所必须面临的问题。

5　球磨机情况

该球磨机为Pfeiffer公司提供，因之前BK1和BK2仅配一台小规格的KHD辊压机进行预粉磨，因此球配和磨内结构均按传统的球磨机结构设计。BK2磨装球100%，直径3.8m，总长13.05m，一仓为提升衬板，填充率30%，隔仓板Pfeiffer，二仓为分级衬板，填充率31%，一仓隔仓板开孔6mm，二仓卸料仓开孔8mm。具体情况如表6所示。

从表6可看出，该球磨机磨内结构和球配完全按照不带辊压机设计，不能满足大辊压机输出的物料粒度要求，很容易导致球磨机“咬不住料”，物料快速通过而造成循环负荷偏大，磨机饱磨，比表面积难以提高。

6　处理措施

针对上述问题，通过与业主沟通后，决定在不对磨内结构（衬板、隔仓板、卸料仓、挡球圈）进行改动的情况下，进行以下几方面调整，最大限度地发挥辊压机和球磨机的协同能力：

（1）调整磨内级配，倒出一仓和二仓部分大球，添加部分ϕ20mm和ϕ 15mm小球，降低磨内流速，增加研磨能力。

（2）利用辊压机终粉磨实验时使用的溜子制作一个三通阀，通过该三通阀，可将动态选粉机的部分粗粉打回辊压机进行粉磨，加大拉风，尽量避免因磨机研磨能力不足而造成的饱磨现象，同时也可有效消除因V型选粉机风量不足而造成的辊压机过粉磨现象。

（3）调整V型选粉机入口调风装置，尽量将入V型选粉机风量调整至V型选粉机下部物料打散较好的区域进行分选。

表7　运行考核结果*

（4）提高辊压机操作压力，调节动态选粉机与V型选粉机之间的调风阀门，精细操作，以找出辊压机与球磨机系统的较佳平衡点。

7　调整后的运行效果

通过上述调整，开机后辊压机运行稳定性明显改善，磨机饱磨现象减少，顺利通过了业主考核。表7为调整后考核结果。

从表7可看出，在满足设计产量要求的前提下，即使熟料配比高达90%，比表面积为3642cm2/g时（接近纯硅水泥），主要设备电耗仅25.9kWh/t，系统综合电耗仅28.6kWh/t，这正是大辊压机配小球磨机具有较好节能效果的体现。通过测定，此时辊压机运行功率仅为额定功率的64%，若对磨内结构进一步调整，系统还有较大的提产空间，电耗将进一步下降。在节能降耗要求日益紧迫的情况下，这种配置形式无疑会得到越来越广泛的应用。但是，随着辊压机规格的进一步加大和球磨机规格的进一步缩小，也伴随着更明显的辊压机运行稳定性和球磨机饱磨等问题的出现。笔者认为要保证此类系统高效的运行状态，以下几点必须满足：

（1）可靠的辊压机喂料系统；

（2）顺畅的风路，高效的料饼分散、打散功能；

（3）高效的V型选粉机分选效率；

（4）高效的动态选粉机分选效率；

（5）与辊压机相适应的球磨机磨内结构和级配；

（6）采用新型混合粉磨系统的工艺形式（三分离选粉机形式）。

［1］韩晓光，杨学东，柴星腾，赵怡德.辊压机联合粉磨系统关键问题探讨［J］.水泥技术，2005，（6）：12-17.

［2］衡琼枝，李洪，李洪双.物料特性对辊压机联合粉磨系统的影响［J］.水泥，2005，（4）：16-19.

TQ172.632.1

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2014-07-16；编辑：吕光