50 萬t/ a 水泥聯(lián)合粉磨線的生產(chǎn)調(diào)試和控制經(jīng)驗

  
0 前言

　　福建春馳集團(tuán)新豐水泥有限公司( 以下簡稱我公司) 于2004 年新建一條50 萬t/a 水泥粉磨生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線采用了HFCG120- 45 輥壓機(jī)、SF500/100 打散分級機(jī)與!3.2m×13m 開路高效篩分球磨機(jī)組成水泥擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。該系統(tǒng)于2004 年5月開始負(fù)荷調(diào)試, 同年6 月實現(xiàn)月達(dá)產(chǎn)。運行一年多來, 該系統(tǒng)根據(jù)水泥用戶的不同需要, 能穩(wěn)定生產(chǎn)P.O32.5R, P.O42.5R 等水泥品種, 質(zhì)量穩(wěn)定且便于調(diào)節(jié)。本文就該系統(tǒng)的工藝配置、調(diào)試生產(chǎn)及工藝參數(shù)的優(yōu)化過程等作一介紹及分析。
 
1 系統(tǒng)工藝配置及運行情況簡介
 
　　系統(tǒng)工藝流程見圖1, 主要配置見表1( 圖1 中設(shè)備序號與表1 中一一對應(yīng)) 。庫底配料后經(jīng)膠帶輸送機(jī)( 設(shè)有自動除鐵器) 送入進(jìn)料提升機(jī)提升至穩(wěn)流稱重倉; 物料在穩(wěn)流稱重倉中混合、穩(wěn)定后, 以料柱形式均勻連續(xù)地喂入輥壓機(jī); 經(jīng)輥壓機(jī)的高壓, 物料結(jié)構(gòu)破壞而形成料餅; 料餅由料餅提升機(jī)喂入打散分級機(jī)打散分級, 粗粉回輥壓機(jī)重新擠壓, 細(xì)粉則喂入高效篩分水泥磨粉磨; 粉磨后的成品水泥經(jīng)提升機(jī)、空氣輸送斜槽等設(shè)備送入水泥圓庫。

 
　　在本系統(tǒng)中, 球磨機(jī)是開路系統(tǒng), 打散分級機(jī)與輥壓機(jī)形成閉路。生產(chǎn)過程全部采用DCS 控制, 并配有工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。除塵系統(tǒng)設(shè)置一臺氣箱脈沖袋除塵器, 負(fù)責(zé)磨內(nèi)通風(fēng), 并收集輥壓機(jī)、料餅提升機(jī)、空氣輸送斜槽等各點的揚塵, 收下的水泥入出磨提升機(jī)。該生產(chǎn)線投產(chǎn)后主要P.O 32.5R,P.O42.5R 水泥, 其生產(chǎn)配料方案和成品細(xì)度質(zhì)量控制指標(biāo)見表2。

 
2 生產(chǎn)調(diào)試過程
 
2.1 調(diào)試前的主要技術(shù)準(zhǔn)備

　　本系統(tǒng)高壓外線和DCS 控制系統(tǒng)與原有1 000t/d 水泥熟料生產(chǎn)線( 以下簡稱“原生產(chǎn)線”) 共用和兼容, 如何實現(xiàn)與原生產(chǎn)線的順利銜接并盡可能減少原生產(chǎn)線的停產(chǎn)時間, 是本系統(tǒng)調(diào)試準(zhǔn)備工作的重點。
 
( 1) 總降壓站用電接口。本項目與原生產(chǎn)線共用一條35 kV 高壓外線, 僅在原總降壓站內(nèi)增設(shè)一臺變壓器供電。為盡可能縮短原系統(tǒng)停產(chǎn)時間, 我們提前做好高、低壓柜和變壓器的就位安裝, 在完成控制電纜敷設(shè)接線和微機(jī)保護(hù)調(diào)試工作后, 利用原生產(chǎn)線檢修時間, 集中力量同步施工, 僅用半天的時間就完成了35 kV 主開關(guān)柜與龍巖電業(yè)局鐵山變壓站至合豐的進(jìn)線柜并接、6.3 kV 聯(lián)絡(luò)柜與原6.3 kV 柜并接、低壓公共保護(hù)并接, 保證了原生產(chǎn)線的按時供電。
 
( 2) 中央控制室DCS 系統(tǒng)接口。考慮到系統(tǒng)的兼容性, 本項目采用了與原生產(chǎn)線DCS 系統(tǒng)相同的集散控制系統(tǒng), 并通過網(wǎng)線直接聯(lián)絡(luò)到前期的控制站交換機(jī)上。待工程軟件編制完成后并調(diào)試好, 利用原生產(chǎn)線停機(jī)時間通過轉(zhuǎn)換軟件完成本系統(tǒng)工程軟件與前期工程軟件的合并, 形成完整的工程軟件并調(diào)試, 實現(xiàn)了DCS 系統(tǒng)的兼容和資源共享。
 
( 3) 質(zhì)量控制基礎(chǔ)工作的實施。提前做好電子皮帶秤、穩(wěn)流稱重倉傳感器以及庫、倉料位計的標(biāo)定檢測, 確保計量設(shè)備的計量精度。從建立健全進(jìn)廠原材料的質(zhì)量考核著手, 加強進(jìn)廠原材料的檢測、檢驗, 并視生產(chǎn)控制需要, 增加檢測內(nèi)容和檢測頻次,嚴(yán)把進(jìn)廠原料質(zhì)量關(guān)。
 
2.2 負(fù)荷試車及調(diào)試生產(chǎn)本系統(tǒng)的負(fù)荷試車, 
 
　　按系統(tǒng)負(fù)荷為30%, 70%,90%, 100%分階段分步進(jìn)行。試車過程中, 主要存在以下幾個方面的問題, 后通過多方努力, 問題均得以圓滿解決。
 
( 1) 30%負(fù)荷時輥壓機(jī)震動過大。因球磨機(jī)產(chǎn)量較低, 庫底配料給料量相應(yīng)減少, 穩(wěn)流稱重倉易出現(xiàn)過低的料位, 操作時就通過調(diào)節(jié)打散機(jī)的轉(zhuǎn)速適當(dāng)增加其回料, 保持穩(wěn)流計量倉的合理料位。但輥壓機(jī)的處理量是一定的, 這樣造成大量本應(yīng)進(jìn)入球磨機(jī)粉磨的合格細(xì)粉, 因球磨機(jī)負(fù)荷低而返回穩(wěn)流稱重倉, 致使輥壓機(jī)進(jìn)料中含有過多的細(xì)粉, 從而造成輥壓機(jī)震動。為此我們通過降低立窯熟料配比( 因立窯熟料中的粉料較多) , 以及保持庫底配料不斷料和穩(wěn)流計量倉的料位保持在60%以上; 同時適當(dāng)減少打散分級機(jī)的回料, 盡可能使輥壓機(jī)進(jìn)料的顆粒級配趨于合理, 及時避免了輥壓機(jī)的震動現(xiàn)象。
 
( 2) 磨機(jī)啟動柜的高壓熔斷器多次熔斷。系統(tǒng)90%負(fù)荷試機(jī)時, 多次重復(fù)出現(xiàn)磨機(jī)連續(xù)運行十幾個小時就發(fā)生6 kV 等級RN2 型高壓熔斷器熔斷爆裂。通過排查, 不存在熔斷器電流泄漏或其它質(zhì)量問題。為此結(jié)合現(xiàn)場熔斷器爆裂且溫度高的現(xiàn)象, 采取加強通風(fēng)散熱和加大熔斷器的熔體電流( 由300 A加大到400 A) 等措施, 但故障未能排除。后分析認(rèn)為, 該熔斷器的最大電流為300 A, 其屢屢爆裂使球磨機(jī)電機(jī)的啟動電流過大且超過其最大電流這應(yīng)是主要原因, 為此將該熔斷器改為電動機(jī)限流型熔斷器后, 至今已連續(xù)正常運行近2 年。
 
( 3) 輥壓機(jī)運行參數(shù)———擠壓粉碎力和料餅厚度的選擇。由于輥壓機(jī)的能量利用率高, 操作中力求采用低壓大循環(huán), 選擇合理的料餅厚度、提高料餅質(zhì)量, 使輥壓機(jī)液壓系統(tǒng)向磨輥提供的壓力更加有效地作用于物料, 增強擠壓效果, 實現(xiàn)擠壓打散系統(tǒng)的最佳運行狀態(tài)。
 
　　第一, 擠壓粉碎力選擇。擠壓粉碎力是輥壓機(jī)安全穩(wěn)定運行的重要參數(shù), 其大小直接影響著擠壓效果和擠壓質(zhì)量。擠壓力過小, 無法形成致密的料餅,也達(dá)不到物料粉碎所需的壓力, 物料粉碎效果差; 擠壓力過大, 料餅不易打散、分級, 效果反而不好, 且易造成輥壓機(jī)主電機(jī)負(fù)荷過大、輥面磨損過快、液壓管道接口滲漏等設(shè)備故障。結(jié)合本系統(tǒng)的原料特點, 我們選擇輥壓機(jī)的擠壓粉碎力為6.5～5.5MPa, 一年多來, 擠壓效果好, 設(shè)備運行穩(wěn)定可靠。
 
　　第二, 料餅厚度的選擇。選擇合適的料餅厚度,能控制適宜的輥壓機(jī)物料通過量和回料量, 實現(xiàn)整個系統(tǒng)的平衡運行; 同時能提高輥壓機(jī)的有效作用力, 發(fā)揮輥壓機(jī)對物料的最佳擠壓效果; 且有利于料餅的打散和分選效率的提高, 保證入磨物料粒度均勻、穩(wěn)定, 為縮小鋼球直徑、穩(wěn)定球磨機(jī)的級配創(chuàng)造良好的條件, 充分發(fā)揮系統(tǒng)的最佳運行狀態(tài)。結(jié)合本系統(tǒng)的原料特點和產(chǎn)品性能要求, 通過一年多的實踐探索, 生產(chǎn)中選擇輥壓機(jī)的擠壓料餅厚度為20～25mm。
 
3 生產(chǎn)操作與控制經(jīng)驗
 
( 1) 控制最大入料粒度, 調(diào)節(jié)入磨原料水分。通過調(diào)節(jié)熟料破碎機(jī)的出口間隙, 確保各物料的最大粒度≤50mm; 根據(jù)混合材摻加量的不同和旋窯熟料溫度較高的特點, 調(diào)節(jié)庫底旋窯熟料皮帶秤出料口處的噴水量, 使入磨原料的綜合水分保持在1%左右, 并確保小于1.2%, 降低了入磨的物料溫度, 又利于增強輥壓機(jī)的擠壓效果。
 
( 2) 擠壓、打散系統(tǒng)的平衡。根據(jù)產(chǎn)品和磨機(jī)狀況的不同, 庫底配料量會發(fā)生較大的變化, 通過調(diào)節(jié)打散分級機(jī)的轉(zhuǎn)速控制料餅回料量, 保持穩(wěn)流稱重倉的料位在合理范圍內(nèi), 使輥壓機(jī)入料的顆粒級配更加合理、穩(wěn)定; 通過調(diào)節(jié)輥壓機(jī)的斜插板位置, 保持適宜的輥縫, 并在輥壓機(jī)進(jìn)料口上方形成穩(wěn)定的料柱, 增強進(jìn)入輥壓機(jī)的物料密實度并形成穩(wěn)定厚實的料柱, 盡量從外部為輥壓機(jī)創(chuàng)造一個良好的工作環(huán)境, 以實現(xiàn)擠壓、打散系統(tǒng)的平衡。通過長期的運行, 我們得出以下經(jīng)驗:第一, 控制穩(wěn)流稱重倉倉位在60%～70%之間。第二, 調(diào)節(jié)輥壓機(jī)斜插板位置, 使輥壓機(jī)的料餅厚度在20～25mm 范圍內(nèi)。同時, 特別注意磨輥的磨損及焊補前后斜插板位置的調(diào)整、變化, 使其適應(yīng)系統(tǒng)正常的運行要求。第三, 控制打散機(jī)轉(zhuǎn)速在400～700 r/min 范圍內(nèi), 并經(jīng)常性地檢查處理打散機(jī)的錘頭、風(fēng)輪、篩板、擋風(fēng)圈等部件的磨損情況和環(huán)形通道、篩孔堵塞情況, 發(fā)現(xiàn)異常及時處理, 確保打散機(jī)的運行可靠。
 
( 3) 根據(jù)產(chǎn)品和原料的品質(zhì)不同, 采取不同的控制特點。生產(chǎn)P.O325R 水泥時, 混合材的摻加量約13%～15%, 同時摻入較大比例強度相對較低的立窯熟料。由于輥壓機(jī)對物料進(jìn)行擠壓時具有選擇性,強度低的物料首先被粉碎、強度高的物料不易被粉碎, 且隨著料餅厚度的增加而愈加明顯。為此, 我們采用較低的系統(tǒng)操作壓力, 適當(dāng)降低料餅的厚度, 結(jié)合料餅中立窯熟料較高的情況, 調(diào)節(jié)打散機(jī)轉(zhuǎn)速, 減少回料量, 增加新料量, 提高系統(tǒng)產(chǎn)量。生產(chǎn)P.O425R 水泥時, 混合材的摻加量為10%～12%, 同時少摻或不摻加立窯熟料。此時, 在保持主電機(jī)電流不超過額定電流的情況下, 適當(dāng)提高輥壓機(jī)的系統(tǒng)操作壓力, 通過降低打散機(jī)轉(zhuǎn)速增加回料量, 改善輥壓機(jī)入料的顆粒級配, 增強輥壓機(jī)的擠壓效果, 提高系統(tǒng)產(chǎn)量。
 
( 4) 定期檢查入磨物料粒度, 實現(xiàn)最佳的系統(tǒng)運行效果。生產(chǎn)中通過打散分級機(jī)控制入磨物料的最大粒度; 通過優(yōu)化各系統(tǒng)操作參數(shù), 實現(xiàn)最佳的系統(tǒng)運行效果。其中入磨物料的控制指標(biāo)為: ≥2mm的物料比例小于12%, ≥80 μm 的物料比例在33%～38%左右。如出現(xiàn)較多≥2mm 的物料, 則應(yīng)檢查輥壓機(jī)側(cè)檔板縫隙是否過大、打散機(jī)環(huán)形通道是否堵塞、篩網(wǎng)是否破損等。發(fā)現(xiàn)問題及時處理, 保持入磨物料粒度的穩(wěn)定。
 
( 5) 做好球磨機(jī)研磨體級配的優(yōu)化。磨內(nèi)研磨體級配見表3。在實際操作中, 我們發(fā)現(xiàn)球磨機(jī)一倉的磨音總體較弱, 入磨物料中含有少量5～10mm 左右的粗顆粒, 因此在一倉補球過程中加入了適量!70mm 的鋼球。

 
( 6) 加強不同品質(zhì)水泥產(chǎn)品生產(chǎn)調(diào)整時的質(zhì)量控制。當(dāng)從生產(chǎn)低標(biāo)號水泥改為生產(chǎn)高標(biāo)號水泥時,提前半小時改變配比, 洗磨( 輸送設(shè)備) 半小時后再改變水泥的進(jìn)庫; 當(dāng)從生產(chǎn)高標(biāo)號水泥改為生產(chǎn)低標(biāo)號水泥時, 在改變配比的同時改變水泥的進(jìn)庫, 并特別注意檢查庫頂?shù)臍鈩娱l門, 避免漏粉, 確保低標(biāo)號水泥不致進(jìn)入高標(biāo)號水泥庫內(nèi)。另應(yīng)注意不同品種水泥專庫存放。
 
4 使用效果及存在的問題
 
( 1) 目前生產(chǎn)水泥的各主要技術(shù)指標(biāo)見表4。從表4 可以看出, 該水泥擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量穩(wěn)定且大大高于65 t/h 的設(shè)計指標(biāo), 綜合電耗( 含破碎、包裝系統(tǒng)) 30.2 kWh/t, 小于設(shè)計指標(biāo)32 kWh/t;選用高鉻鋼球和低鉻鋼段, 年平均噸水泥球耗26 g,鍛耗60 g。設(shè)備運行穩(wěn)定, 工藝簡單易操作。

 
( 2) 存在的問題。當(dāng)旋窯熟料庫存量較少時, 由于出庫熟料溫度高, 該熟料用于生產(chǎn)P.O42.5R 普通硅酸鹽水泥時, 易造成出磨水泥溫度偏高( 達(dá)110 ℃以上) 的現(xiàn)象。該問題我廠擬準(zhǔn)備采用在工藝系統(tǒng)中加強通冷風(fēng)的方式來解決。
 
5 結(jié)語
 
　　我公司由輥壓機(jī)、打散機(jī)、磨內(nèi)篩分裝置等關(guān)鍵裝備和技術(shù)組成的水泥擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng), 通過一年多的生產(chǎn)實踐和不斷的工藝參數(shù)優(yōu)化, 實現(xiàn)了系統(tǒng)的達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)。該流程簡單通暢、調(diào)節(jié)控制簡便, 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn), 不失為一種水泥粉磨系統(tǒng)的優(yōu)選方案。