新型干法水泥熟料生产线节电技术研究与应用

2013年开始随着新疆其它新建水泥生产企业投入生产和水泥市场的萎缩，水泥销售日益困难，销价大幅下降，企业运行压力剧增。为了维持企业运营，必须在生产成本控制方面有所突破。为此阿克苏天山多浪水泥有限责任公司于2013年5月成立了课题组，通过对生产过程分析、研究，最终确定以降低熟料综合电耗为目的，进行课题研究。课题组经过近一年的努力，通过运用“以单位能耗最低来调整生料及窑最佳台产，降低电耗”这一思路，对生料制备系统、熟料烧成系统进行技术改造和对这两个系统工艺操作参数优化调整，合理匹配台产、风量、电耗之间的关系，使熟料生产线的熟料的综合电耗逐步降低，达到降低熟料煅烧综合电耗的目的。项目于2014年2月中旬在阿克苏天山多浪水泥有限责任公司结束并通过天山水泥股份南疆事业部的验收。

创新点

①通过实验研究，找出了生料辊压机终粉磨系统对入辊压机物料粒度的适合范围，最大限度提高系统台产，降低生料粉磨电耗。

②对熟料生产系统进行技术升级改造后，确定以合理用风为原则，确保生料制备和熟料烧成系统均在最经济的状态下运行，系统用风、投料、用煤及设备运转平衡稳定，最终实现了熟料烧成综合电耗的大幅下降。

③通过对窑尾预热器下料密封装置和撒料装置的改进和对窑头窑尾密封装置的改造，通过合理控制系统运行参数，使窑尾预热器熟料烧成系统在经济用风情况下正常运行。

推广应用

项目投入前，公司熟料综合电耗平均为63.75kwh/t;项目投入后公司熟料综合电耗为50.23kwh/t。吨熟料综合电耗下降13.52kwh，节能率达到21.2%，自项目投入运行到2015年3月为止，我公司生产熟料91万吨，累计节约电量1230.32万度电，节约电费：565.95万元，达到了预期效果。

该项目成果去年8月已在喀什天山，叶城天山等5家企业初步推广应用，均取得了成功，具有广阔的推广应用前景。

技术详情

目前国内日产4000t及以上新型干法水泥生产线先进企业的可比熟料综合电耗(kwh/t)结果见下表：

国家对新建水泥生产线可比熟料综合电耗设有限额，4000t及以上新型干法水泥生产线可比熟料综合电耗≤60 kwh/t，实际达到此限额的企业所占比例并不高，只有部分先进企业达到了能耗限额。

维持企业运营，阿克苏天山多浪水泥有限责任公司于2013年5月成立了课题组，进行此次技术革新研究，主要要达到以下指标：

综合电耗由实施前的63.75kwh/t(可比熟料综合电耗:59.25 kwh/t)下降到熟料综合电耗≤51 kwh/t(可比熟料综合电耗≤47.4kwh/t)，吨熟料综合电耗下降13kwh。

项目组认为，影响新型干法水泥熟料系统电耗的主要原因是粉磨系统和风机耗电过大。经统计，粉磨设备和风机装机功率占系统总装机容量的85%以上。

就电耗而言，产量控制不尽合理，高产不等于低耗，只有最佳产量才能实现最低电耗。根据“以单位能耗最低来调整生料及窑最佳台产，降低电耗”这一思路，我们研究制定了新型干法窑节电技术方案：在满足生产的前提下以辊压机单电耗最低来控制生料系统产量;在确保质量的前提下以熟料烧成系统风量最低来确定烧成系统产量。在不同产量条件下对辊压机单电耗和不同风量条件下窑系统达到最高产量时高温风机单电耗的对比分析，寻找出最低的单电耗值，并将此时的操作参数作为经济参数进行控制。

通过对多浪公司数据统计，我们可以发现高产量不一定低电耗，关键是要找出产量、风量和电耗之间最经济的对应关系。我们通过和国内先进企业对比，并给出了自己的内控指标，要求多浪公司向着内控指标靠近，在此过程中，总结并发现问题，为下一步的系统改造创造良好的条件。

2.1通过技术改造降低生料制备系统电耗

2.1.1入辊物料粒度的控制

在传统立磨生产工艺中，石灰石破碎机出料粒度均按小于70mm来控制，目的是为了维持料层的稳定。本生产线生料粉磨采用了辊压机终粉磨工艺，继续保持传统工艺破碎机粒度控制，生产运行基本稳定，但系统电耗偏高。

我们对辊压机粉磨原理和立磨粉磨原理进行对比研究和分析：辊压机主要由给料装置、料位控制装置、一对辊子(一个为定辊，另一个为动辊)、传动装置(电动机、皮带轮、齿轮轴)、液压系统横向防漏装置等几大部分所组成。通过动辊对物料层施加挤压力，两个辊子以相同的速度相向旋转，辊子两端的密封装置(心形片)防止物料在高压作用下从辊子横向间隙中排出。粉碎作用主要决定于料粒间的压力，而不是决定于间隙。辊压机工作时，当活动辊被电动机带动转动时，松散的物料由上方喂入两辊的间隙中，并向下运动，到下面受到破碎和挤压，形成密实的料床，经50-200Mpa的高压处理后，物料颗粒内部都产生强大的应力，当应力达到颗粒的破碎应力时，这些颗粒就相继被粉碎，或粒径变小，或成粉状，或部分颗粒产生微小裂纹。

立磨是经过搭配的物料从进料口送到磨盘上，磨盘在主电机的驱动下转动，由于离心力的作用，物料被分散在磨盘的四周，在磨辊的重力和施加研磨力的作用下，磨辊对物料的剪切力，转化为物料挤压而粉磨，一部分大颗粒掉入喷嘴环，经刮板刮出磨腔，磨辊同时在物料的摩擦力下产生自转。从以上原理可以看出，辊压机粉磨主要靠仓压形成料床，正常工作时辊缝开度约为40mm;而立磨靠物料颗粒平铺形成料床，正常工作时料层厚度保持在100mm以上，料层过薄会产生振动。

辊压机和立磨两者料层形成方式和对料层厚度要求均有差异，显然不能按照立磨要求来控制辊压机入料粒度。通过操作员长期观察总结，正常工作时辊压机辊缝波动范围在35-50mm之间，据此我们将破碎机入料粒度调整为辊压机正常工作时的辊缝上限，即由小于等于70mm调整为小于等于50mm。调整后，辊压机单辊平均电流由80A下降至70A左右，辊压机单电耗下降1.05 KWh/t，效果比较明显，运行也比较稳定。