生料水泥磨改造方案探究及實(shí)踐

某水泥廠新建2500t/d水泥生產(chǎn)線（下稱1號(hào)線），生料磨采用水泥磨，該磨機(jī)在使用過程中，產(chǎn)量低，電耗高，維修量大，無法滿足窯生產(chǎn)對(duì)生料產(chǎn)量的要求，成為生產(chǎn)線較大的瓶頸。2010年，該公司又新上1條2500t/d水泥生產(chǎn)線（下稱2號(hào)線）。由于1號(hào)線原料磨產(chǎn)量低，在2號(hào)線上采用了可用于3500t/d水泥生產(chǎn)線的大型水泥磨，多余的生料提供給1號(hào)線，實(shí)現(xiàn)了高能生產(chǎn)，下面是改造詳情。

一、項(xiàng)目實(shí)施背景

對(duì)窯系統(tǒng)進(jìn)行技改優(yōu)化，使窯產(chǎn)量從2500t/d提高到2900t/d，原水泥磨不再能滿足生產(chǎn)需要。通過生料制備系統(tǒng)對(duì)比，1號(hào)線在電耗、檢修、易損件、操作難易程度等各方面指標(biāo)均大幅落后。近年來，水泥市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈、利潤微薄，降本增效成為關(guān)系水泥企業(yè)生存的重要工作。對(duì)1號(hào)生料水泥磨進(jìn)行提產(chǎn)改造，既能通過高產(chǎn)運(yùn)行降電耗、錯(cuò)峰生產(chǎn)降電價(jià)、降維修成本等節(jié)約生產(chǎn)成本，又能響應(yīng)國家對(duì)節(jié)能減排的政策號(hào)召，改造勢(shì)在必行。

1號(hào)線水泥磨原料粉磨系統(tǒng)介紹如下：

生產(chǎn)情況：水泥磨自投產(chǎn)后產(chǎn)量一直在170~200t/h左右，產(chǎn)品細(xì)度R0.08≤25%，生料系統(tǒng)電耗（從配料庫到入庫提升機(jī)）在20~23kWh/t。

二、改造方案確定

1、改造要求

改造前，水泥磨產(chǎn)量在170~200t/h，產(chǎn)品細(xì)度R0.08≤25%，生料系統(tǒng)電耗20~23kWh/t。通過本次改造要求達(dá)到：產(chǎn)量≥240t/h，產(chǎn)品細(xì)度R0.08≤16%，生料系統(tǒng)電耗≤16kWh/t。此外，本次技改原則是用較少的費(fèi)用和時(shí)間達(dá)到改造目標(biāo)，盡量利舊原設(shè)備可用部件和原土建基礎(chǔ)。

2、改造內(nèi)容

用水泥磨研磨部分、下機(jī)架和上殼體替換相應(yīng)的部分，保留原轉(zhuǎn)筒、傳動(dòng)系統(tǒng)（主減速機(jī)和主電機(jī)）及上部選粉機(jī)。

（1）水泥磨基礎(chǔ)處理。針對(duì)用戶要求盡量利用原有設(shè)備、設(shè)備基礎(chǔ)以節(jié)省改造費(fèi)用縮短改造工期的要求，我們首先查驗(yàn)水泥磨基礎(chǔ)及工藝布置情況是否滿足要求。從用戶提供的圖紙資料經(jīng)過技術(shù)論證，在原基礎(chǔ)上安裝水泥磨是可行的。

基礎(chǔ)處理方式：保留原有傳動(dòng)系統(tǒng)（主減速機(jī)和主電機(jī)），拆除原水泥磨下機(jī)架后，根據(jù)水泥磨的基礎(chǔ)尺寸，在原基礎(chǔ)上用金剛水鉆鉆φ200mm的孔，深度1200mm，數(shù)量為128個(gè)，等孔全部鉆完后再進(jìn)行新磨機(jī)的安裝。

（2）喂料和排渣系統(tǒng)改造。原水泥磨喂料用液壓三道鎖風(fēng)閥鎖風(fēng)，在使用過程中三道鎖風(fēng)閥漏風(fēng)率高，故障多（如堵料等）。所以在本次改造中采用料封方式鎖風(fēng)，即在喂料框架上增加小的原料倉和密封板喂機(jī)，此種喂料方式故障率低，也不會(huì)產(chǎn)生堵料問題。

原系統(tǒng)無排渣外循環(huán)系統(tǒng)，在操作中只用通過增加風(fēng)量，提高噴口環(huán)風(fēng)速來減少磨機(jī)排渣量，但此種操作方式會(huì)導(dǎo)致磨機(jī)選粉機(jī)負(fù)荷加大→內(nèi)循環(huán)量增大→磨機(jī)壓差增大→循環(huán)風(fēng)機(jī)壓頭變大，導(dǎo)致系統(tǒng)電耗高，系統(tǒng)磨損大幅增加。因此，在此次改造方案中增加排渣外循環(huán)系統(tǒng)。

（3）水泥磨本體改造。我公司改造方案是僅保留磨機(jī)傳動(dòng)部分即保留磨機(jī)主電機(jī)及其油站和主減速機(jī)及其油站，其他部分全部更換。后經(jīng)雙方反復(fù)溝通論證，優(yōu)化改造方案，在不影響改造效果的前提下，盡量利用原水泥磨的部件，的方案是不僅保留傳動(dòng)部分，還保留了轉(zhuǎn)筒和原選粉機(jī)。

在方案論證過程中，反復(fù)研究水泥磨轉(zhuǎn)筒和襯板，近年來，隨著堆焊技術(shù)發(fā)展，研磨曲線可以根據(jù)具體要求現(xiàn)場(chǎng)定制后在線堆焊，因此決定保留原轉(zhuǎn)筒部分。原磨機(jī)因無外循環(huán)系統(tǒng)，刮料板只有2塊，因此需要更換刮料架，增加刮料板數(shù)量。原磨機(jī)的研磨軌跡的尺寸為3600mm，考慮較大限度發(fā)揮磨機(jī)性能，新的研磨曲線尺寸我們定在3650mm。

（4）磨機(jī)接口連接。原磨機(jī)進(jìn)風(fēng)口只有1個(gè)，考慮進(jìn)風(fēng)的均勻性和HRM生料磨的特點(diǎn)，改為2個(gè)進(jìn)風(fēng)口，由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制，無法對(duì)稱布置進(jìn)風(fēng)口，在本方案中2個(gè)進(jìn)風(fēng)口為垂直布置。在其中1個(gè)進(jìn)風(fēng)口下設(shè)置排渣口，通過排渣皮帶輸送到外循環(huán)提升機(jī)。因保留原選粉機(jī)不變，為保證進(jìn)料口和出風(fēng)口接口連接方便（較大限度減少非標(biāo)變動(dòng)），通過調(diào)節(jié)連接筒體的高度來盡量保持改造前后磨機(jī)高度一致，使進(jìn)料口和出風(fēng)口高度變化較小。

三、方案實(shí)施過程

在確定改造方案后，此項(xiàng)目從2014年6月中旬開始實(shí)施，于2014年8月底開始調(diào)試。

水泥磨改造為拆除。首先拆除風(fēng)管，再拆除選粉機(jī)，研磨裝置，轉(zhuǎn)筒等，保留主減速機(jī)及其油站不動(dòng)。利用5天時(shí)間進(jìn)行保護(hù)性、選擇性拆除主機(jī)設(shè)備。本項(xiàng)目施工難度較大、工期較長的是基礎(chǔ)鉆孔，為了較大限度節(jié)約改造時(shí)間，使用4臺(tái)金剛水鉆，花費(fèi)15天的時(shí)間完成基礎(chǔ)鉆孔。

設(shè)備安裝和電氣改造因有經(jīng)驗(yàn)，較易控制工期。難點(diǎn)在于我們保留了水泥磨轉(zhuǎn)筒和選粉機(jī)。而水泥磨在設(shè)計(jì)過程中無外排系統(tǒng)設(shè)計(jì)，刮料板數(shù)量少，工作強(qiáng)度大。而水泥磨在設(shè)計(jì)中就考慮采用大的外循環(huán)，因此，水泥磨刮料架刮料板必須更換；選粉機(jī)因連接法蘭尺寸不同，在保留選粉機(jī)的同時(shí)需更換下部連接筒體。在設(shè)備主體就位后，又對(duì)水泥磨的襯板實(shí)施在線堆焊，堆焊成符合水泥磨的研磨曲線；在堆焊過程中同時(shí)安裝其他部件。整個(gè)安裝工程于2014年8月底完成，8月30日開始單機(jī)調(diào)試，31日聯(lián)動(dòng)試車，9月1日正式投料運(yùn)行。

改造效果：在改造前，水泥磨主電機(jī)電流為130A左右，震動(dòng)值在2.5mm/s左右，經(jīng)常達(dá)到3.7mm/s以上，改造后主電機(jī)電流為110A左右，振動(dòng)值在2mm/s以下。系統(tǒng)風(fēng)機(jī)在改造前后運(yùn)行情況基本一樣。但改造后水泥磨的產(chǎn)量要比水泥磨高出30%，而這個(gè)產(chǎn)量是在生料細(xì)度同時(shí)大幅度提高的前提下達(dá)到的。

四、回報(bào)率分析

該方案共用5天時(shí)間完成拆除，20天時(shí)間鉆孔和土建施工，30天時(shí)間完成所有安裝工作，7天時(shí)間調(diào)試達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。此次改造從拆舊磨到新磨達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)總共花費(fèi)約55天時(shí)間，投入資金約660多萬元。改造后，用戶原磨機(jī)拆下的部件可在業(yè)內(nèi)未改造的同型號(hào)企業(yè)利用，約60多萬元，因此實(shí)際改造總投資只有600萬元左右。改造后系統(tǒng)產(chǎn)量240~260t/h，產(chǎn)品細(xì)度R0.08≤15%，噸生料電耗從平均20kWh/t下降到15kWh/t。

按照2700t/d熟料為基準(zhǔn)，1年運(yùn)轉(zhuǎn)310天，平均每天生產(chǎn)生料4185t計(jì)，對(duì)技改前后電耗成本對(duì)比可以看出，技改前后平均每天節(jié)省的電費(fèi)為17283元，年節(jié)電按310天算，1年共可節(jié)省535.8萬元，粗略估計(jì)14個(gè)月即可收回投資。此外，改進(jìn)后的水泥磨故障低，維修容易，易損件損耗也比之前磨機(jī)少，長期的維保費(fèi)用也低得多。

通過對(duì)2500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線水泥磨進(jìn)行技改，技改后的水泥磨生料生產(chǎn)線的運(yùn)行指標(biāo)（產(chǎn)量、細(xì)度、電耗）均大大超過設(shè)計(jì)指標(biāo)，噸熟料電耗由62kWh/t下降到53kWh/t。由此可見，本次技改成功為澳東水泥公司帶來了長遠(yuǎn)、可觀的經(jīng)濟(jì)效益。