水泥立磨(技术丨某厂生料立磨减阻改造方案及效果)

Posted 2023-05-30

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水泥立磨(技术丨某厂生料立磨减阻改造方案及效果)

改造前生料立磨系统运行情况概述

某水泥公司二线生料立磨(型号：LRM43.41)是由溧阳中材重型机器有限公司设计制造，于2012年年底建成投产，原设计台时产量≥320t/h(磨损后期，生料细度80μm筛筛余≤12％)，因实际石灰石等原料易磨性较好，且企业技术、生产管理水平较高，实际台产一般在420t/h上下，比设计超产31.25％。虽然目前立磨运行状况总体较好，但因超产幅度较大，运行风量较高，立磨系统运行技术经济指标仍然存在一定的优化空间，主要表现为立磨进出口压差偏高(平均达8838Pa左右，见表1)，导致循环风机、立磨选粉机运行负荷也偏高。

表1 改造前立磨运行主要参数

为降低立磨阻力，降低循环风机和立磨选粉机的运行负荷，达到节能减排的目标，工程技术人员对立磨的减阻改造方案进行了认真的讨论研究，拟对立磨选粉机结构、立磨风环调风板以及立磨下壳体风道等进行技术改造。

具体的减阻改造方案

2.1 立磨选粉机结构改造

选粉机运行阻力在整个立磨总阻力中占有很大的比重，减少该部分阻力是关键，主要方法是增大选粉机转子尺寸(壳体、静叶片同步调整)，优化各项风速尤其是转子截面风速、转子切向风速、动叶片静态间隙风速。同时，基于节约成本与有效利旧的原则，对选粉机传动装置、轴系(主轴、轴承等)、上壳体、支撑、油管、温度计管进行充分利用，仅需与上壳体一起拆装就能达到改造目的。选粉机结构改造总体方案见图1。

图1 选粉机总体改造方案

2.1.1选粉机转子叶片改造

本次选粉机转子叶片改造采用低阻型转子叶片结构(见图2)，同时此叶片宽度较之前宽，既能降低局部阻力，同时对有效控制0.2mm细度指标有利。

图2 选粉机转子叶片改造前后对比

2.1.2选粉机静叶片改造

选粉机静叶片数量由原来的100片更改为90片，同时宽度由150mm增加至180mm，材质采用6+4复合耐磨板。基于节约原则，静叶片上部固定之螺栓、紧固件一等不更换；下部紧固件二因固定焊接过，处理难度大，考虑更换，具体见图3。

图3 静叶片固定更换件图示

2.1.3转子密封改造

原密封环为现场焊接，易变形，间隙控制不佳。改进迷宫密封结构，采用国内新式矿渣立磨密封结构，改善对0.2mm细度控制要求，其相关结构细节见对比图4。

图4 转子密封改造前后对比

通过上述选粉机结构改造，实现了优化风速的目的，优化前后具体参数对比见表2。

表2 LRM43.41生料立磨选粉机减阻改造前后设计参数

2.2 立磨风环调风板改造

因该立磨设计产量为320t/h，原始风环面积为2.87m²，风速为51m/s，现实际产量为400~420t/h。按420t/h运行风量计算，此风环风速在入磨风温为220℃与230℃时分别达到59m/s与60m/s，在国内现有生料立磨中，该风速数值处于上限，考虑到该立磨产量高、水分高(原料综合水分平均5％～5.5％)等综合因素，此风环有必要改进。主要改造内容：更换调风板，通风面积由原来的2.87㎡调整为3.9㎡，选粉机改造后预计产量能保持400～420t/h水平，在420t/h台时产量下，入磨风温为220~230℃时，风速分别为47～48m/s，比现有实际风速降低2m/s。

同时，对调风板形式与安装位置作改进，由阶梯式改为略带阶梯形式，避免局部风速过高造成阻力过大，安装形式由风环外圆安装改为内圆安装，降低局部涡流(见图5)。考虑实际工况各因素影响，调风板面积暂时按3.6㎡设计、安装，即宽度留有余量，现场根据实际情况再作调整，如风速偏高宽度可割除部分，调风板材质为UP-6+4耐磨板。

图5 风环调风板

2.3立磨下壳体风道改造

目前风道内、磨盘外区域部分风速偏高，达到45m/s左右，需改造调整。因此区域亦属外排落料区域，风、料共同作用下压损不低，故降低此处风速对立磨整体减阻有利，具体改造见图6，改造后风速可降低到30m/s左右。

图6 立磨下壳体风道改造示意

减阻改造成效

2017年春节检修期间，该公司对二线生料立磨实施了减阻改造计划，改造前后工程技术人员分别对原料立磨及循环风机的运行工况进行了标定，结果见表3。改造前后立磨生产运行数据见表4。

表3 改造前后原料立磨及循环风机标定结果

表4 改造前后立磨生产运行数据

由表3，4可见，原料立磨减阻改造后，立磨压差下降约700～1000Pa，循环风机运行电流下降10～15A，循环风机电耗从5.12kWh/t下降至4.30kWh/t，降低单位生料电耗0.82kwh/t。如果按2016年生料产量计算，单循环风机每年节电量为145.59万kWh/t，直接经济效益94.63万元，改造后经济效益明显。另外，改造时，选粉机驱动电机未更换，仍为160kW，改造后选粉机运行电流明显下降，从150A左右下降到115A左右，由于选粉机未安装独立电表，没有计量统计数据，此部分经济效益不作计算。

结语

通过对二线生料立磨的减阻改造，使立磨运行参数得到了进一步优化，生料电耗进一步降低，这是我们在技术创新路上的一次大胆尝试，既符合国家节能减排的大政方针，同时也为提升企业竞争实力和提高经济效益创造了条件。

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