预分解窑水泥生产节电技术途径探讨

在预分解窑建设时,在工艺设计选择生料系统工艺设备时采用节能型立式粉磨(即立式烘干兼粉磨)取代老式的球磨烘干兼粉磨,其节电效果比球蘑机电耗降低20%~40%。

对于原有的带烘干兼粉磨生料球磨工艺系统,要通过不断优化系统工艺参数和技术改造来节电,如不断优化磨机钢球级配方案,如研磨体装载量、填充率、隔仓板和衬板的型式等方面来降低电耗,要尽量降低石灰石入磨粒度,调整好石灰石破碎机出料口宽度,控制其石灰石粒度≤5mm以下,以减轻球磨机一仓粉磨负荷和压力,降低一仓平均球径，增加小球个数,提高球磨机整体粉磨效率。

优化系统通风和分离粗细粉的高效选粉机的工艺参数,及时选出细粉入库,粗粉及时回磨头入磨再粉磨,提高选粉机的选粉效率和降低选粉机的循环负荷对于粉磨系统节电具有重要意义,再就是提高收尘器的收尘效率,尽量采用袋收尘器取代原有的电收尘器,对于环保收尘确保废气排放浓度低于50mg/BM3的国家标准具有重要意义。

预分解窑水泥粉磨系统节电技术途径

在预分解窑水泥厂水泥粉磨系统工艺设计时,尽量采用挤压粉磨工艺系统如带辊压机的预粉磨、联合粉磨、半终粉磨和终粉磨等节电效果显著的粉磨工艺与装备,不再选择用老式的球磨机加选粉机的工艺系统,可大幅度降低物料粉磨的总电耗。由于球磨机的电能利用率非常低,其粉磨有效功仅占提供给磨机运转总能量的2%~5%,大部分能量没有真正用于破碎物料上，而挤压磨辊压机则与球磨机粉磨截然不同。由于物料被喂入挤压磨后在两辊的相对运动作用下被带入两辊之间,磨辊对物料床施加强大的压力,这时物料被高压彻底粉碎,形成薄片状料饼被卸出,在整个挤压过程中,物料被两辊及两端的隔板封闭在狭小的空间里,无逃逸的可能,颗粒与颗粒之间逐渐被压实,形成层间挤压,很少有动能和热能的转换而带来损失和浪费,这就大大减少了粉碎功的损失,提高了输入能量的利用率。

层压粉碎在机械上的能量效率也十分优越于传统的球磨机械，因为在球磨机中，由于钢球在冲击物料时，颗粒之间、料层之间会产生摩擦而消耗掉大量能量，加上钢球在冲击时应接触区并不封闭，层压条件不充分，破碎物料“飞溅能”损失大，合格细粉有时不能及时排除，产生所谓“过粉磨”现象，某些难磨粒子的“负磨”效应，过细微粒因“晶体粉碎”存在静电吸附效应，产生“糊球”现象，大大降低了磨矿效率。而挤压粉磨是对所有颗粒进行的粉碎，因此可在工业化大规模能力条件下实行，据有关方面研究得出结论：挤压粉碎能量消耗大约为10kWh/t~13.5kWh/t，大约为球磨粉碎能耗的1/3左右，整个辊压磨作为水泥球磨系统的预粉磨或联合粉磨系统可比单独球磨系统节电24%~35%。

对原有的已建成投产的老式水泥球磨粉碎系统，应不断地对其进行技术改造，优化工艺流程和生产操作参数，达到优质高产和节约电耗的目的，主要措施有：

“多破少磨”，采用预破碎细碎机将入磨熟料石膏和混合材细碎至3mm~5mm左右的细颗粒，从而取代球磨机一仓的预破碎功能，减轻球磨机的一仓的破碎负荷压力和增加球磨机一仓及以后各仓的研磨体研磨效能，降低平均球径，增加小研磨体的个数。

德国专家舒纳德教授曾研究过各种破碎机和磨机的能量利用效率，结论认为：各种破碎机械能量消耗利用率可达40%，辊式破碎机可高达70%以上，而球磨机的能量利用率仅为3%~5%,因此采用“多破少磨”技术是对老式水泥球磨机圈流和开流系统进行节能增产十分有效的技术措施，一般多采用锤式、旋回式和圆锥式破碎机来细碎水泥熟料石膏和混合材效果较好，另外也可投资采用辊式磨辊压机，以及振动细碎，立式冲击细碎和柱磨，棒磨作为物料设备也可较大幅度取得水泥磨节能增产的效果。

对于原有的开流水泥管磨系统可技术改造为高细高产筛分磨或改造为圈流带高效选粉机的工艺系统，可大幅度增产节电：改造为高细高产筛分磨，由于高细高产磨各仓之间采用双层隔仓板，其篦孔宽度，分布形式均对粉磨物料和产品细度有针对性，球仓和段仓之间的双层隔仓板加设具有分离粗颗粒作用的筛分装置，可阻隔大颗粒达到设定的粒度后再进入段仓，另外由于使用微型纲段作研磨体，球仓的平均球径可大幅度减小，微型研磨体通过增大表面积，充分利用了其粉碎效率，有效地减小了大球施加给磨机的过大应力，以及活化衬板可消除和抑制磨机尤其是大直径磨机“滞留区”的作用，因此其节能增产效果是十分显著的，通常节电可达30%以上。开流管磨加选粉机改造为圈流带高效选粉机的粉磨工艺系统，由于高效选粉机可及时将磨机中的合格细粉分选出来，可有效克服开流磨各仓的“过粉碎”现象和包球糊磨现象，提高其粉磨效率，因此可比开流系统节约单位电耗和提高产量，另外还可通过优化选粉机的选粉效率和循环负荷，以及及时调整磨机的纲球级配和装载量等方案，达到节能增产提高水泥比表面积的目的。

由于水泥磨机能量利用率较低，大部分以热能的形式传给了磨内水泥物料细粉和空气，因此大部分水泥企业水泥磨出磨水泥温度都高达100摄氏度以上，影响到水泥质量和混凝土施工质量(主要表现为水泥磨内石膏脱水影响凝结时间和强度，水泥库内易因水蒸气大量存在而堵库，混凝土施工时，尤其在大体积混凝土施工时水泥粉温度过高≥80摄氏度~100摄氏度，导致水泥水化温升过高，影响到混凝土热胀而开裂)，因此必须对水泥粉磨系统采取降温措施和对水泥输送入库系统加以技术改造由原来的仓式泵和螺旋泵管送入库改造为皮带机加提升机入库或空气输送斜槽加提升机入库，这样不仅起到水泥降温作用,而且可较大幅度降低水泥磨水泥输送能耗,可产生节电效果,吨水泥电耗降耗可达2kWh/t~4kWh/t。

预分解窑煤粉制备系统节电技术途径

预分解窑煤粉制备系统通常采用风扫磨系统形式，主要由磨机、粗粉和细粉分离器独立或与窑共同的收尘器组成，磨内物料的输入、输出、提升、选粉均由气力完成，不需要选粉机及提升机，系统相对简单，但其煤粉磨是球磨完成的，电耗相对较高，且煤粉制备的粒度均由粗细粉分离器控制，其分级精度有限，尤其对于当前大多数南方水泥企业采用挥发份较低的劣质煤和无烟煤，一方面煤易磨性变差，煤粉磨功指数高达20kWh/t~30kWh/t，另一方面预分解窑生产对劣质煤煅烧要求煤粉细度更细，由此预分解窑对细煤粉的需要量和原有风扫煤磨的生产能力及粉磨效率偏低的矛盾越来越大，因此，对老式风扫磨系统进行技术改造，采用煤磨高效选粉机和高浓度防爆型袋收尘器等技术装备代替传统的粗细粉分离器工艺设备便成为必然趋势，增产节电效果可达30%~60%。

高效选粉机国内研制成功并生产制造的设备有：NHX型，MDS型，CMS型等。采用立式煤磨如HRM型等代替风扫球磨系统，可比普通风扫磨节电达30%~50%，且对煤种的适应范围宽，烟煤、无烟煤、次烟煤、高灰份劣质煤均可使用，其占地面积小，土建投资低，工艺流程简单，噪音低，一般≤85dB，入磨粒度大，最大块煤粒度可达45mm，入磨水分高达15%以上，单位电耗较风扫磨系统的16kWh/t降至8kWh/t~10kWh/t，目前被大中型水泥企业生产线普遍采用而代替风扫球磨成为预分解窑系统新型节能型煤粉制备系统之首选的趋势。