【水泥人網】摘要:我國的煙煤礦藏分布不均，北多南少，南方的煙煤比無煙煤價格高出許多。如果采取措施使用無煙煤做燃料，或者參加一定量的無煙煤，則可降低生產成本，提高企業經濟效益。本文主要介紹水泥熟料生產線煤粉制備系統的改造。

1.前言

我國大部分回轉窯采用煙煤作燃料，但我國的煙煤礦藏分布不均，北多南少，南方的煙煤比無煙煤價格高出許多。如果采取措施使用無煙煤做燃料，或者參加一定量的無煙煤，則可降低生產成本，提高企業經濟效益。但與煙煤相比，無煙煤成礦地質年代更加久遠，晶體更加完整，因而質地更硬，易磨性差。同時，無煙煤揮發分低、著火溫度高、燃燒速度慢、燃燼率差。因此當采用無煙煤時，必須提高燃燒反應空氣溫度和降低燃煤粒徑。水泥廠采用煙煤作燃料時，出磨煤粉細度一般要求在10～12%左右，但采用無煙煤時，出磨煤粉細度一般要求不超過3%，當采用煙煤和無煙煤搭配時，出磨煤粉細度一般控制在5%左右。

2005年5月份，合肥水泥研究設計院對韶峰集團2000t/d水泥生產線煤粉制備系統進行了綜合改造，采用煙煤和無煙煤搭配使用，改造前后，節能和經濟效益顯著。

2、原煤粉制備系統存在的問題

湖南韶峰水泥集團2000t/d水泥熟料生產線建于上世紀九十年代初，煤粉制備系統由于受當時技術條件的限制，仍為傳統配置，即由Φ2.9×4.7m風掃煤磨、Φ2.6m粗粉分離器和Φ2.5m旋風收塵器和雙風機組成的煤粉制備系統。由于粗粉分離器分離效率低，回粉細度一般不超過20%，系統采用二級收塵。

由于無煙煤的價格比煙煤低許多，企業為了降低生產成本，提高企業經濟效益，決定摻加20～50%的無煙煤作燃料。系統改造前，韶峰公司也采用了一部分無煙煤作燃料(約33%)，磨機產量只有13t/h左右，出磨煤粉細度控制在10%左右，不能滿足燒成系統的煤粉需要量。但企業改造前的煤粉制備系統只適用于煙煤的制備，不適用于無煙煤的生產制備，另外為了進一步提高無煙煤的摻加量，韶峰集團決定對煤磨系統進行改造。但該系統用于制備無煙煤時，粗粉分離器和旋風分離器的分離效率很低，很難滿足摻加50%無煙煤的生產要求，因此必須更換。另外，原有的電收塵器漏風嚴重，收塵效率難以滿足新環保標準的排放要求，因此也要改造或更換。

3、改造措施

3.1 改造內容

當采用煙煤和無煙煤搭配時，出磨煤粉細度一般控制在不超過5～6%。在摻加20～50%無煙煤作燃料后，回轉窯能正常煅燒、粉塵排放符合國家新標準的前提下，為了盡量降低投資、縮短施工周期，將生產損失降低到最低程度。因此本次改造只對磨機、選粉系統、收塵系統及控制系統進行改造，原煤破碎和儲存系統、窯頭喂煤系統不做改造。

工藝改造方案：廢除原有的粗粉分離器、旋風分離器、循環風機和循環管道，增加新型的渦流式高效煤粉選粉機，采用高濃度防爆型氣箱脈沖煤磨袋收塵器取代原來的電收塵器(由于收塵器本身投資不大，為了縮短施工周期，減少停產損失，廢除原有的電收塵器，直接新增一臺袋收塵器)，新增一臺高壓風機。同時對磨內進行改造，采用新型襯板，調整研磨體級配，以提高粉磨效率，降低出磨煤粉細度。

電氣及自動化改造方案：改造后的裝機容量增加55KW，原供電線路可以滿足改造后的要求;新增的煤粉排風機采用軟起動方式，其他新增電機采用全壓起動方式;煤磨選粉機的調速采用全數字式交流變頻器起動與調速;保留的原有設備還繼續由原控制回路控制，新增兩臺控制柜,信號引至原控制回路，相應增加硬件和修改操作程序;新增供配電線路的敷設采用電纜溝與電纜橋架、穿管相接合。

3.2 改造后的工藝流程

改造后的工藝流程為：原煤進入Φ2.9×4.7m風掃煤磨內進行烘干兼粉磨，煤粉和氣流一起進入CMS39渦流選粉機內進行分選，粗粉重新回到磨內進行粉磨，細粉隨氣流進入高濃度防爆型氣箱脈沖煤磨袋收塵器內進行氣料分離，經收塵器收集下的合格煤粉進入原有的煤粉倉內儲存，凈化后的氣體由排風機排入大氣。

3.3 新增主要設備說明

3.3.1 磨內改造

普通風掃煤磨內裝波形襯板，采用30～70mm的鋼球作為研磨體。全部襯板的截面結構尺寸都相同，磨內鋼球經常出現反向分級，不符合粉磨規律的要求。用普通風掃煤磨磨制細度要求高(0.08mm方孔篩篩余小于5%)的無煙煤和劣質煤時，矛盾更加突出，一方面，由于細度要求高，應該采用較小的研磨體，才能產生更多的細粉;另一方面，無煙煤和劣質煤里的煤矸石較多，應該采用較大的研磨體，才能滿足破碎能力的要求。由于上述原因，其產量將大幅度下降，電耗上升，細度不易穩定。

磨內改造的目的就是解決上述矛盾，提高粉磨效率。其要點是采用新型襯板和合理的研磨體級配。

新型襯板：是一種分級襯板。用于水泥磨的分級襯板不適用于煤磨，因為它有明顯的死角，可引起煤粉積聚而導致自燃和爆炸，此外它還使磨機的有效容積顯著減少。新型襯板的主要特征為不產生死角，不降低磨機有效容積。在磨機的橫截面沿周長方向，襯板形狀仍呈波形，而在沿磨機的軸線方向，襯板的提升能力由進料端向出料端逐漸變小。生產實踐證明，這種襯板使研磨體沿筒體軸向實現了正向分級，同時還使平均球徑降低成為可能，從而提高細磨能力，本次改造更換新的端蓋襯板和筒體襯板約22噸。

合理的研磨體級配：由于襯板的分級作用，平均球徑可以降低，可以大量采用小球提高細磨能力。結合我院多年從事煤粉粉磨的經驗，設計出合理的研磨體級配方案，使磨機本身能產生更多的細粉，配合高效選粉機，提高整個系統的效率。

3.3.2 CMS選粉機

自從國內第一條在窯外分解線上成功地采用全無煙煤煅燒水泥熟料后，國內回轉窯水泥廠為降低熟料煅燒成本，掀起了采用當地廉價的無煙煤或貧煤代替價格昂貴的煙煤的熱潮。另一方面，如果提供給分解爐的煤粉足夠的細的話，可以確保煤粉在分解爐內完全燃燒或可適當提高分解爐用煤的比例，從而可進一步提高分解爐窯的熟料產質量。我院研究和設計的CMS煤磨選粉機充分結合了國內關于風掃煤磨方面的經驗和教訓，可有效降低和控制煤粉細度并能提高風掃磨系統產量，CMS煤磨選粉機的結構及其工藝系統與從國外引進的和其它國產的煤粉用選粉機相比具有獨到之處。