生料水泥磨改造方案探究及實踐

某水泥廠新建2500t/d水泥生產(chǎn)線（下稱1號線），生料磨采用水泥磨，該磨機在使用過程中，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號線）。由于1號線原料磨產(chǎn)量低，在2號線上采用了可用于3500t/d水泥生產(chǎn)線的大型水泥磨，多余的生料提供給1號線，實現(xiàn)了高能生產(chǎn)，下面是改造詳情。

一、項目實施背景

對窯系統(tǒng)進行技改優(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)對比，1號線在電耗、檢修、易損件、操作難易程度等各方面指標均大幅落后。近年來，水泥市場競爭激烈、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1號生料水泥磨進行提產(chǎn)改造，既能通過高產(chǎn)運行降電耗、錯峰生產(chǎn)降電價、降維修成本等節(jié)約生產(chǎn)成本，又能響應(yīng)國家對節(jié)能減排的政策號召，改造勢在必行。

1號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)品細度R0.08≤25%，生料系統(tǒng)電耗（從配料庫到入庫提升機）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)品細度R0.08≤25%，生料系統(tǒng)電耗20~23kWh/t。通過本次改造要求達到：產(chǎn)量≥240t/h，產(chǎn)品細度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用和時間達到改造目標，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、下機架和上殼體替換相應(yīng)的部分，保留原轉(zhuǎn)筒、傳動系統(tǒng)（主減速機和主電機）及上部選粉機。

（1）水泥磨基礎(chǔ)處理。針對用戶要求盡量利用原有設(shè)備、設(shè)備基礎(chǔ)以節(jié)省改造費用縮短改造工期的要求，我們首先查驗水泥磨基礎(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：保留原有傳動系統(tǒng)（主減速機和主電機），拆除原水泥磨下機架后，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，等孔全部鉆完后再進行新磨機的安裝。

（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，此種喂料方式故障率低，也不會產(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)速來減少磨機排渣量，但此種操作方式會導(dǎo)致磨機選粉機負荷加大→內(nèi)循環(huán)量增大→磨機壓差增大→循環(huán)風(fēng)機壓頭變大，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傳動部分即保留磨機主電機及其油站和主減速機及其油站，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部分，還保留了轉(zhuǎn)筒和原選粉機。

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)場定制后在線堆焊，因此決定保留原轉(zhuǎn)筒部分。原磨機因無外循環(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。原磨機的研磨軌跡的尺寸為3600mm，考慮較大限度發(fā)揮磨機性能，新的研磨曲線尺寸我們定在3650mm。

（4）磨機接口連接。原磨機進風(fēng)口只有1個，考慮進風(fēng)的均勻性和HRM生料磨的特點，改為2個進風(fēng)口，由于現(xiàn)場條件限制，無法對稱布置進風(fēng)口，在本方案中2個進風(fēng)口為垂直布置。在其中1個進風(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。因保留原選粉機不變，為保證進料口和出風(fēng)口接口連接方便（較大限度減少非標變動），通過調(diào)節(jié)連接筒體的高度來盡量保持改造前后磨機高度一致，使進料口和出風(fēng)口高度變化較小。

三、方案實施過程

在確定改造方案后，此項目從2014年6月中旬開始實施，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，研磨裝置，轉(zhuǎn)筒等，保留主減速機及其油站不動。利用5天時間進行保護性、選擇性拆除主機設(shè)備。本項目施工難度較大、工期較長的是基礎(chǔ)鉆孔，為了較大限度節(jié)約改造時間，使用4臺金剛水鉆，花費15天的時間完成基礎(chǔ)鉆孔。

設(shè)備安裝和電氣改造因有經(jīng)驗，較易控制工期。難點在于我們保留了水泥磨轉(zhuǎn)筒和選粉機。而水泥磨在設(shè)計過程中無外排系統(tǒng)設(shè)計，刮料板數(shù)量少，工作強度大。而水泥磨在設(shè)計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；選粉機因連接法蘭尺寸不同，在保留選粉機的同時需更換下部連接筒體。在設(shè)備主體就位后，又對水泥磨的襯板實施在線堆焊，堆焊成符合水泥磨的研磨曲線；在堆焊過程中同時安裝其他部件。整個安裝工程于2014年8月底完成，8月30日開始單機調(diào)試，31日聯(lián)動試車，9月1日正式投料運行。

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

四、回報率分析

該方案共用5天時間完成拆除，20天時間鉆孔和土建施工，30天時間完成所有安裝工作，7天時間調(diào)試達產(chǎn)達標。此次改造從拆舊磨到新磨達產(chǎn)達標總共花費約55天時間，投入資金約660多萬元。改造后，用戶原磨機拆下的部件可在業(yè)內(nèi)未改造的同型號企業(yè)利用，約60多萬元，因此實際改造總投資只有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，1年運轉(zhuǎn)310天，平均每天生產(chǎn)生料4185t計，對技改前后電耗成本對比可以看出，技改前后平均每天節(jié)省的電費為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14個月即可收回投資。此外，改進后的水泥磨故障低，維修容易，易損件損耗也比之前磨機少，長期的維保費用也低得多。

通過對2500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線水泥磨進行技改，技改后的水泥磨生料生產(chǎn)線的運行指標（產(chǎn)量、細度、電耗）均大大超過設(shè)計指標，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、可觀的經(jīng)濟效益。