1 系統概況
冀東豐潤有限責任公司現有一條2500t/d熟新型干法生產線，配有兩套閉路水泥粉磨系統（其配置如表1），于2005年11月開始調試。調試初期兩套水泥磨系統運行效果始終不太理想，臺時產量偏低，選粉機內有積灰。經過對水泥磨系統生產情況的連續觀察，分析認為是入O-Sepa選粉機的供風量不足且風含塵濃度過高所造成。為此，決定對選粉機供風進行技改。技改前正常操作時各點參數如表2。
表1 水泥粉磨系統主要配置
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設備名稱 |
規格參數 |
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磨機 |
規格Φ4m×13m，生產能力80t/h（P.O 42.5；比表面積≥350m2/kg）；裝球量：191t；主電機2800kW |
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選粉機 |
O-Sepa（N－2000型）；生產能力60~100t/h；最大喂料量300t/h；成品比表面積320~360m2/kg |
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脈沖布袋式收塵器 |
PPW128－2×6，處理風量＜140 000 m3/h過濾面積1 884 m2；過濾風速1.2 m/min |
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主排風機 |
流量120000m3/h，全壓8000Pa |
表2 技改前正常操作時的各點參數
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項目 |
參數值 |
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磨機出口壓力/Pa |
-1300～-1450 |
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選粉機出口壓力/Pa |
-2750～-2850 |
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袋收塵出口壓力/Pa |
-4550 |
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系統風機閥門開度/% |
32 |
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磨機喂料量/t |
58 |
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選粉機轉速/（r·min-1） |
138 |
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比表面積/（m2·kg-1） |
355 |
2 問題跟蹤及分析
2.1問題跟蹤
經過對設備進行現象跟蹤、數據采集和停機檢查，發現該水泥粉磨系統存在以下主要問題：
（1）N2000型O-Sepa選粉機的一、二次風通風道經常積灰嚴重，使風道通風不暢，導向葉片間隙有大量積灰，部分嚴重的已被積灰糊死，且人工清掃處理后，短時間內積灰又粘附在導向葉片之間。
（2）入O-Sepa選粉機的一次風閥門前也連續發生堵料現象，嚴重時將近一半的管道截面被堵死。
（3）選粉機回粉取樣分析時發現其中含有大量的成品，選粉機選粉效率僅為40%～50%，對應的循環負荷率高達400%左右。每次停磨進入檢查時均發現一倉內堆積有過多回粉，甚至部分回粉停磨后可沖到二倉。
（4）磨機工況不穩定，經常飽磨，并且磨尾伴隨著有大量吐渣，每班（8h）平均要清理2t左右排渣。入磨物料組分為熟料、石膏、礦渣、石灰石四組分生產P·O 42.5水泥時，臺時產量只有60 t/h，而且在不改變拉風和選粉機轉速的前提下，成品比表面積忽高忽低，不易控制（成品控制指標是≥350m2/kg）。
（5）開大排風機閥門，給選粉機增加風量時，磨內風速也加大，回粉量會變得更多，比表面積下降。這樣選粉機需要更多的風量與磨機風速不要過大產生了矛盾。
2.2原因分析
（1）從O-Sepa選粉機選粉原理來看，有三個關鍵技術點“分散”、“分級”、“收集”。其中，“分散”指進入選粉機的物料盡可能地拋散開來，顆粒間形成一定的距離，并且撒料盤撒出的物料要形成均勻而連續的料幕；“分級”指物料分散后在選粉室有限的停留時間內，利用各種形式的氣流進行分選，把物料中的粗、細顆粒盡量分開并送到各自出口；“收集”指選粉機捕捉粗粉和細粉的能力。而上述三個技術方面的實施，均離不開充足并有效的通風這一前提。比如我公司的N2000型O-Sepa選粉機的理論通風量要求在2000m3/min，并且一次風量應為70%，量應為20%，三次風量應為10%。
我們分析造成水泥磨選粉機選粉效率低的主要原因是入選粉機的一、二次風量不足，造成單位體積氣體含塵量過高，有效的風量不能帶動過多的水泥顆粒，在轉子與導流葉片的分級區內不能形成穩定氣流，所以在一次風管道內積灰嚴重；風管積灰后通風面積減小，使得單位體積含塵量進一步加大，造成導向葉片間隙積灰，從而使選粉機的選粉效果大幅度降低。
上面提過此種選粉機只有在物料能均勻的分散在分級空間內才能有效發揮其選粉分級作用，這就要同時滿足兩個條件，一是撒料要連續且均勻，二是應有足夠的風量把分散后的物料“浮”起來。往往我們只注重分散而忽視了風量，導致入選粉機物料不能被有效“分級”，比表面積忽高忽低。操作員在這種情況下往往會一再的提高選粉機轉速，這樣不但不能有效的提高比表面積，反而是越提高轉速比表面積越低。因為選粉機轉速越快，形成的離心力也越大，由于單位體積含料量過高，物料分散不好，粒子受向心力不均且普遍偏小，來不及分級即成為粗粉，這樣回磨物料中含有大量合格成品。
（2）磨尾至選粉機的一次風管道上原有一個Φ600 mm圓形補風門，用來調節選粉風量和磨內通風，但經實際情況驗證，此補風門進風量過小，既滿足不了N2000型O-Sepa選粉機的設計通風量，又造成磨內風量大，物料流速快，使得磨尾大量吐渣。
3 改進措施及效果
改造時，我們在O-Sepa選粉機的一次進風閥門兩側各開了一個1 400 mm×250 mm的補風口，用以補充選粉機通風量，提高選粉效率，這樣既可給選粉機補充風量又可適當減小磨內風量，降低物料流速。同時，對中控室操作方法也進行對應調整。
實際運行數據表明，技改調整措施取得了理想的效果，與技改前相比臺時產量有了明顯的提高，目前可穩定在80t/h（相關運行數據對比見表3）。
表3 冀東豐潤公司#1水泥磨系統技改前后參數對比
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運行參數 |
技改前 |
技改后 |
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臺時產量/（t·h-1） |
65 |
78～80 |
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水泥品種和等級 |
P·O42.5 |
P·O42.5 |
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入磨物料配比 |
相同 |
相同 |
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排風機閥門開度/% |
32～40 |
50～52 |
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出磨斗提電流/A |
45～50 |
34～37 |
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磨音/dB |
136 |
140 |
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出磨壓力/Pa |
-1300～-1450 |
-550～-650 |
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選粉機轉速/（r·min-1） |
120～130 |
108～118 |
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選粉機出口壓力/Pa |
-2300～-2500 |
-2500～-2650 |
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選粉效率/% |
40～50 |
74～77 |
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循環負荷率/% |
350～400 |
115～130 |
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磨尾排渣/（t·h-1) |
1～1.2 |
0.1 |
數據為在設備和入磨物料正常情況下，相同的出磨水泥
350～360m2/kg比表面積要求時。
在#1水泥磨技改取得了較好效果后，我們對#2水泥磨也進行了同樣技改；改造后水泥磨產量也能穩定達到80t/h，技改效果同樣令人滿意。