TRMS礦渣立磨節(jié)能降耗措施
2010-08-10 00:00
天津仕名粉體技術(shù)裝備有限公司是天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司全控股子公司，專門負(fù)責(zé)立磨的設(shè)計(jì)開發(fā)和制造銷售工作。從2005年第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)礦渣立磨銷售至今，TRMS礦渣立磨已經(jīng)累積銷售50多臺(tái)，投入運(yùn)行的達(dá)到20多臺(tái)，形成了系列產(chǎn)品，能夠滿足年產(chǎn)30～100萬(wàn)t的系統(tǒng)要求。作為專業(yè)的立磨設(shè)備供應(yīng)商和服務(wù)商，粉體公司不僅提供優(yōu)良的設(shè)備，同時(shí)提供優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)，延伸自己的服務(wù)范圍，為客戶利益最大化提供幫助。本文在總結(jié)已投產(chǎn)立磨運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上，對(duì)TRMS礦渣立磨的節(jié)能降耗提出幾項(xiàng)措施分述如下。
1 TRMS礦渣立磨系統(tǒng)介紹
圖1為標(biāo)準(zhǔn)的礦渣粉磨工藝流程圖，礦渣粉磨系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：原料中轉(zhuǎn)及輸送系統(tǒng)、粉磨系統(tǒng)、外循環(huán)系統(tǒng)、成品收集系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)。原料中轉(zhuǎn)及輸送系統(tǒng)由輸送皮帶、中轉(zhuǎn)倉(cāng)、皮帶秤等組成，負(fù)責(zé)將原料輸送進(jìn)入磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉磨；粉磨系統(tǒng)主要指立磨，負(fù)責(zé)原料的粉磨，烘干及選粉功能；外循環(huán)系統(tǒng)由外排輸送皮帶、斗式提升機(jī)及除鐵裝置組成，負(fù)責(zé)將初步粉磨的半成品，通過機(jī)械提升，重新喂入磨機(jī)內(nèi)，再次參加粉磨，能夠有效地降低磨內(nèi)壓差，同時(shí)降低風(fēng)機(jī)能耗；成品收集系統(tǒng)由收塵器、輸送斜槽、提升機(jī)和成品庫(kù)等組成，負(fù)責(zé)將立磨分選出的合格產(chǎn)品收集起來，并輸送到成品庫(kù)中；供風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、供風(fēng)管道、循環(huán)風(fēng)管、排氣煙筒等，主要為系統(tǒng)提供動(dòng)能，使得物料在系統(tǒng)中流動(dòng)起來：供熱系統(tǒng)主要指熱風(fēng)爐系統(tǒng)，借助供風(fēng)系統(tǒng)，將物料在磨機(jī)內(nèi)部進(jìn)行烘干。
2 TRMS礦渣立磨系統(tǒng)優(yōu)化
在粉磨系統(tǒng)中．評(píng)價(jià)立磨性能的指標(biāo)主要包括：產(chǎn)量、質(zhì)量、電耗、熱耗、磨耗、運(yùn)轉(zhuǎn)率及其他。下面以TRMS32.3礦渣立磨為例，從技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行指標(biāo)以及節(jié)能降耗的措施三個(gè)方面進(jìn)行闡述。
2.1 技術(shù)參數(shù)
表1為TRMS32.3礦渣立磨的技術(shù)參數(shù)．設(shè)計(jì)產(chǎn)量為45t/h．年產(chǎn)量30萬(wàn)t，允許的最大水分為15%，成品比表面積可以靈活調(diào)整。確保>4200cm2/g，漏風(fēng)系數(shù)<10%。
表1 礦渣立磨的技術(shù)參數(shù)
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參數(shù)說明 |
技術(shù)參數(shù) |
備注 |
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型號(hào)規(guī)格 |
TRMS32.3 |
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粉碎物料 |
礦渣 |
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允許人磨物料粒度/mm |
Max.50，95%<10mm |
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允許人磨物料水分/% |
<15 |
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|
出磨礦粉細(xì)度/(cm2/g) |
4200 |
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出磨礦粉水分/% |
0.5 |
|
|
生產(chǎn)能力/(t/h) |
45 |
干基 |
|
要求入磨的正常/最大熱風(fēng)溫度/℃ |
220/300 |
|
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磨機(jī)漏風(fēng)系數(shù)/% |
<5～10 |
|
|
出磨的正常/最大氣體溫度/℃ |
90/100 |
|
2.2 運(yùn)行指標(biāo)
對(duì)于企業(yè)來講，最重要的就是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，即每噸礦粉的利潤(rùn)，而為了將TRMS礦渣立磨用戶的利潤(rùn)最大化,我們的目標(biāo)是如何降低每噸礦粉的運(yùn)行成本,即電耗、熱耗和磨耗，同時(shí)提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。2009年公司組織人員對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行的多個(gè)工廠，多臺(tái)立磨進(jìn)行了系統(tǒng)標(biāo)定，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2～6。
從表2可以看出，首先各個(gè)工廠的產(chǎn)量均達(dá)到并超過了設(shè)計(jì)產(chǎn)量,工廠l的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)到了54t左右，年運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到了80%以上，超過了設(shè)計(jì)值近20%，為工廠帶來了超額利潤(rùn)。工廠6通過在礦渣中添加爐渣的混合材,爐渣摻量達(dá)到了20%，投料量達(dá)到了60～70t/h．產(chǎn)品合格，有效地降低了成本。各個(gè)工廠通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù),有效地控制成品的比表面積,靈活生產(chǎn)不同品種的礦粉。
表2 各工廠產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表
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項(xiàng)目 |
工廠1 |
工廠2 |
工廠3 |
工廠4 |
工廠5 |
工廠6 | |
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投產(chǎn)日期 |
2007 |
2008 |
2009 |
2008 |
2009 |
2008 |
2009 |
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所屬地區(qū) |
北方 |
南方 | |||||
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原料 |
礦渣 |
礦渣 |
礦渣 |
礦渣 |
礦渣 |
礦渣+爐渣 | |
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投料量/(t/h) |
60 |
52 |
52 |
53 |
50 |
50 |
62-70 |
|
水分/% |
8～10 |
8 |
8 |
10 |
10 |
10～13 |
— |
|
平均產(chǎn)量/(t/h) |
54 |
47 |
47 |
48 |
45 |
45 |
— |
|
比表面積/(cm2/g) |
4200 |
4200 |
4200 |
4300 |
4400 |
4700 |
細(xì)度0.9 |
|
噴水/(t/h) |
0～1 |
2 |
3 |
3 |
0～1 |
0～1 |
0～1 |
表3 各工廠磨損情況統(tǒng)計(jì)
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項(xiàng)目 |
工廠1 |
工廠2 |
工廠3 |
工廠4 |
工廠5 |
|
堆焊周期/(h或t) |
1500～2000 |
1500～2000 |
1500-2000 |
5萬(wàn)t |
6萬(wàn)t |
|
每次堆焊時(shí)間/h |
120 |
120 |
120 |
96 |
96 |
|
金屬磨耗/(g/t) |
4.5 |
5 |
5 |
5～6 |
5～6 |
表4 不同原料和耐磨材質(zhì)的磨耗對(duì)比
|
產(chǎn) 品 |
比表面積/(cm2/g) |
鎳硬鑄鐵/(g/t) |
高鉻鑄鐵/(g/t) |
堆焊材料/(g/t) |
|
水泥 |
3000 |
4-6 |
3-4 |
1～2 |
|
水泥 |
3500 |
10-30 |
7-14 |
3～7 |
|
高爐礦渣 |
4000 |
20～30 |
14～20 |
6～10 |
表5 各廠全廠綜合電耗的統(tǒng)計(jì)
|
項(xiàng)目 |
工廠1 |
工廠2 |
工廠3 |
工廠4 |
工廠5 |
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全廠電耗（kWh/t） |
46 |
50 |
51 |
48 |
46 |
表6 各廠熱耗的統(tǒng)計(jì)
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工廠1 |
工廠2 |
工廠3 |
工廠4 |
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燃料 |
焦?fàn)t煤氣 |
高爐煤氣 |
無煙煤 |
無煙煤 |
|
熱值/kJ |
4000 |
800 |
4000 |
5000 |
|
燃料用量/( m3/h) |
1000 |
5700 |
30kg/t |
25kg/t |
礦渣與傳統(tǒng)水泥廠原料相比,除了易磨性較差外，磨蝕性也不好。所以立磨的磨損問題曾一度限制了礦渣立磨的發(fā)展。隨著耐磨技術(shù)的進(jìn)步，以及國(guó)外耐磨材料的引進(jìn)，礦渣立磨的耐磨材料問題得以解決。從表3、表4可以看出，不同耐磨材質(zhì)對(duì)應(yīng)不同原料的磨損量統(tǒng)計(jì)，目前廣泛采用的堆焊材料的磨耗最低，高爐礦渣的磨耗統(tǒng)計(jì)為6～10g/t。表3為TRMS礦渣立磨的磨耗統(tǒng)計(jì)，堆焊周期都達(dá)到并超過了設(shè)計(jì)值，>1500h，金屬磨耗為5g/t左右,并且通過粉體公司的排鐵技術(shù)，能夠有效地降低金屬磨耗。
很多礦渣磨企業(yè)全廠只有一塊總電表，沒有對(duì)磨機(jī)主電機(jī)和選粉機(jī)設(shè)單獨(dú)的電表，所以我們對(duì)全廠的綜合用電進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。從表5可以看到，各個(gè)廠的全廠電耗略有不同，和系統(tǒng)配置及操作參數(shù)等有關(guān)，電耗在46～51kWh/t之間(包括生活辦公用電)。從我們的標(biāo)定數(shù)據(jù)及工廠的統(tǒng)計(jì)來看,磨機(jī)本體的電耗要<30kWh/t，已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品指標(biāo)。
另外一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)就是熱耗,各個(gè)工廠的燃料有所不同,有用高爐煤氣，也有用焦?fàn)t煤氣的，還有燒煤的,當(dāng)然他們的熱值也會(huì)有所不同，表6給出了幾家工廠的熱消耗情況。由于原料的水分．成品水分及熱風(fēng)爐設(shè)備等影響因素比較多,熱值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果僅作為參考。
2.3 節(jié)能降耗的措施
2.3.1 降低系統(tǒng)電耗的措施
系統(tǒng)電耗指生產(chǎn)每噸成品礦粉需要使用多少千瓦時(shí)的電。它包括磨機(jī)本體電耗、輔機(jī)電耗及其他低壓用電。磨機(jī)本體電耗主要包括主電機(jī)和選粉機(jī)電機(jī)的電耗;輔機(jī)電耗主要指主排風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等高壓輔機(jī)用電；磨機(jī)主電機(jī)、選粉機(jī)電機(jī)和主排風(fēng)機(jī)的電耗占系統(tǒng)總電耗的80%左右,所以降低系統(tǒng)電耗的關(guān)鍵就是如何降低磨機(jī)本體電耗和主排風(fēng)機(jī)電耗。
降低系統(tǒng)電耗的措施有：
(1)提高運(yùn)轉(zhuǎn)率
提高運(yùn)轉(zhuǎn)率是保證年產(chǎn)量的關(guān)鍵,我們提倡穩(wěn)產(chǎn)而不是高產(chǎn)．通過有效和科學(xué)的設(shè)備保養(yǎng)與維護(hù)，來提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率,降低運(yùn)行成本,同時(shí)能夠延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)不僅能使系統(tǒng)參數(shù)更加合理，同時(shí)減少了系統(tǒng)啟停帶來的用電損失。所以運(yùn)轉(zhuǎn)率高，避免無故的啟停設(shè)備,能夠降低系統(tǒng)的電耗。
(2)提高產(chǎn)量
提高產(chǎn)量與提高運(yùn)轉(zhuǎn)率其實(shí)是相輔相成的，提高產(chǎn)量并不是一味追求高產(chǎn),而是在設(shè)備允許范圍內(nèi)，最大程度地發(fā)揮設(shè)備的性能。產(chǎn)量的提高，一定程度上能夠降低系統(tǒng)的電耗。
(3)減少漏風(fēng)
系統(tǒng)漏風(fēng)在粉磨系統(tǒng)中普遍存在．但是并沒有引起管理者的足夠重視。立磨和收塵器是主要的系統(tǒng)漏風(fēng)點(diǎn)．TRMS礦渣立磨設(shè)計(jì)漏風(fēng)系數(shù)<10％。TRMS礦渣立磨容易漏風(fēng)的部位包括：人料鎖風(fēng)裝置、搖臂密封、外循環(huán)排料閥、連接法蘭等。在安裝時(shí)和使用過程中，尤其要注意檢查。收塵器主要的漏風(fēng)點(diǎn)包括：箱體的蓋板和連接法蘭等,尤其是箱體的蓋板，往往是漏風(fēng)最嚴(yán)重的地方。
系統(tǒng)漏風(fēng)不可完全避免．應(yīng)該盡量減少。如果系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重．會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)負(fù)荷加大。直接提高風(fēng)機(jī)的電耗，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響磨機(jī)產(chǎn)量,間接提高了系統(tǒng)的電耗。所以系統(tǒng)漏風(fēng)問題看似很小，影響很大，不可輕視。
(4)降低風(fēng)量
風(fēng)機(jī)的電耗占整個(gè)系統(tǒng)電耗的20%左右，風(fēng)機(jī)的負(fù)荷是由負(fù)壓和風(fēng)量決定的，降低風(fēng)量能夠有效地降低風(fēng)機(jī)電耗。用風(fēng)過大總結(jié)起來有兩個(gè)原因，一是由于系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重．因此風(fēng)機(jī)主排風(fēng)閥開度加大，風(fēng)機(jī)電機(jī)電流上升,導(dǎo)致系統(tǒng)電耗增加；另外一個(gè)原因是磨機(jī)運(yùn)行參數(shù)不夠優(yōu)化,系統(tǒng)風(fēng)量大,選粉機(jī)轉(zhuǎn)速高，也能夠使得磨機(jī)穩(wěn)定,同時(shí)生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。但是風(fēng)機(jī)電機(jī)和選粉機(jī)電機(jī)電流偏高。第一種情況通過減少系統(tǒng)漏風(fēng)來解決：第二情況需要不斷優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，使得風(fēng)料比達(dá)到最優(yōu)值,在系統(tǒng)各點(diǎn)風(fēng)速滿足工藝要求的基礎(chǔ)上，盡量降低風(fēng)量。
(5)降低磨機(jī)振動(dòng)
磨機(jī)振動(dòng)偏大．會(huì)導(dǎo)致磨機(jī)主電機(jī)電流波動(dòng)較大，不僅降低系統(tǒng)產(chǎn)量,同時(shí)會(huì)使得主電機(jī)的電耗偏高。造成磨機(jī)振動(dòng)的原因很多，可以通過調(diào)整擋料圈的高度、主排風(fēng)機(jī)的閥門、調(diào)節(jié)噴水量、合理的蓄能器壓力、調(diào)整油缸背壓等方法穩(wěn)定料床。
2.3.2 降低系統(tǒng)熱耗的措施
系統(tǒng)熱耗指生產(chǎn)每噸成品礦粉需要消耗多少燃料。根據(jù)燃料的不同．礦渣粉磨系統(tǒng)主要使用的熱風(fēng)爐分為：煤氣爐和沸騰爐。煤氣爐的燃料有：高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、天然氣等；沸騰爐的燃料為煤。我國(guó)作為能源消耗大國(guó)．國(guó)內(nèi)的能源價(jià)格不斷上升，同時(shí)溫室氣體的排放壓力也越來越大,從節(jié)能減排的角度，更有必要降低礦渣粉磨系統(tǒng)的熱耗。
降低系統(tǒng)熱耗的措施有：
(1)控制物料及成品水分
首先．供熱的唯一目的就是烘干物料，使得成品的水分能夠滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。通過表2可以看出，從磨機(jī)穩(wěn)定性的角度看．物料水分控制在8%～10%最佳，原料太干的話．物料流動(dòng)性變大,料床不容易穩(wěn)定，需要額外噴水來穩(wěn)定料床,如果原料水分太大，不僅容易堵料，同時(shí)需要提高磨機(jī)入口溫度,消耗更多的能源。成品水分在滿足客戶要求的基礎(chǔ)上，盡量降低磨機(jī)出口溫度，能夠有效降低熱耗。
(2)減少噴水
由于礦渣的流動(dòng)性強(qiáng)．要求的粉磨比表面積又比水泥生料高,所以需要降低物料在磨盤上的流動(dòng)性，延長(zhǎng)物料在磨盤上的停留時(shí)間，噴水能夠起到穩(wěn)定料床的作用,國(guó)內(nèi)外大多數(shù)礦渣立磨供應(yīng)商也都需要使用噴水來穩(wěn)定料床,TRMS礦渣立磨通過不斷優(yōu)化磨機(jī)結(jié)構(gòu)．降低料床對(duì)噴水的依賴性，能夠達(dá)到盡量少噴水,甚至不噴水。從表2可以看出，不少客戶已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了不噴水就能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣很大程度上節(jié)省了能源消耗。如果不能完全去掉噴水，在正常生產(chǎn)中應(yīng)該盡量減少噴水量。
(3)提高運(yùn)轉(zhuǎn)率
高運(yùn)轉(zhuǎn)率不僅能夠提高一段時(shí)期內(nèi)的總產(chǎn)量，這樣降低了單位成品的熱消耗,同時(shí)可以避免因?yàn)殚g歇生產(chǎn)帶來的熱量損失。間歇式生產(chǎn)對(duì)系統(tǒng)的熱耗影響相當(dāng)大．磨機(jī)停止運(yùn)行一段時(shí)間后重新啟動(dòng)，需要重新對(duì)磨機(jī)進(jìn)行烘磨,有時(shí)短時(shí)間內(nèi)需要對(duì)爐子進(jìn)行保溫處理，這些都造成了無謂的熱量損失。所以高運(yùn)轉(zhuǎn)率能夠降低系統(tǒng)的熱耗。
(4)有效使用循環(huán)風(fēng)
從表l標(biāo)準(zhǔn)礦渣粉磨工藝流程圖中可以看出，供熱管路包括：熱風(fēng)管道、循環(huán)風(fēng)管道和冷風(fēng)補(bǔ)充閥。其中循環(huán)風(fēng)是將風(fēng)機(jī)出口排出的帶有一定溫度的氣體重新引入磨機(jī)內(nèi),一般循環(huán)風(fēng)的溫度在70℃～90℃左右，循環(huán)風(fēng)的風(fēng)量能夠達(dá)到入磨風(fēng)量的50％左右，如果烘干能力夠的話．應(yīng)該盡可能地利用循環(huán)風(fēng)，這樣能夠降低熱消耗。
(5)燃料的充分燃燒
不論是煤氣爐．還是沸騰爐，熱風(fēng)爐作為整個(gè)工藝系統(tǒng)的熱量來源，設(shè)備選型必須滿足工藝要求，尤其是對(duì)風(fēng)量、風(fēng)速和風(fēng)壓的要求。同時(shí)熱風(fēng)爐在使用過程中，需要調(diào)節(jié)合理的風(fēng)氣比或者風(fēng)煤比，才能夠保證燃料的充分燃燒,這樣就能防止燃料的浪費(fèi)。
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