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摘要: 本文從工藝、設(shè)備、運行等角度介紹了水泥廠粉磨系統(tǒng)節(jié)電的幾個措施。特別適合老廠改造和借鑒。
關(guān)鍵詞: 粉磨系統(tǒng), 磨機功率, 粉磨電耗 ，功率因素和效率
水泥廠的生產(chǎn)工藝主要是兩磨一燒，生料和水泥磨的電力消耗約占水泥廠電力消耗的2/3左右，占水泥成本的1/3左右，要大幅度降低電耗，降低成本，提高市場竟?fàn)幜Γ�必須加強日常生產(chǎn)管理，采用新技術(shù)，新工藝來大幅度提高磨機產(chǎn)量，降低單位產(chǎn)量電力消耗，達到提高經(jīng)濟效益的目的。以下從工藝、電氣、設(shè)備、運行等多角度談一下，降低磨機電耗的措施。
一．從工藝角度降低電耗的措施
1．磨機的設(shè)計與選擇是關(guān)鍵因素
  一般而言，以大磨機取代小磨機，可以增產(chǎn)節(jié)電，用效率高的粉磨機取代效率低的球磨機，也可收到顯著的節(jié)能效果，如立磨、輥壓磨、擠壓磨、高細磨等，它們的效率都比球磨機高。
2．降低入磨物料粒度，采用“多碎少磨”工藝改造可降低粉磨電耗系統(tǒng)。
   在生產(chǎn)實際中入磨粒度不是越小越好，當(dāng)把入磨平均粒徑降低到10mm以下時，對于磨機產(chǎn)量的增加并不明顯。入磨物料粒度不宜過小，因隨著破碎產(chǎn)品粒度的減少，破碎單位產(chǎn)品所消耗的功率在增長。對于特定的物料而言，進入磨機的粒度存在一個 值，在這一點物料的碎、磨能耗 ，根據(jù)經(jīng)驗， 人磨粒度一般為0．005D（D為磨機筒體有效內(nèi)徑）左右。原因是當(dāng)入磨物料小于一定粒徑后，即使再減小入磨粒徑，增產(chǎn)的效果也不會明顯。特別是對于閉路系統(tǒng)，管磨機至少設(shè)為兩倉，大球倉是破碎而不是研磨。當(dāng)物料小于一定粒徑后，只要一倉的級配合理、倉長到位，物料進入二倉完全能夠達到所需粒徑要求。
3．嚴格控制物料水分，使人磨物料平均水分在0．5％～1．5％。若水分大
  細粉易糊在研磨體，襯板和隔倉板的篦孔上，使粉磨效率降低，磨機產(chǎn)量降低，當(dāng)水分達到5%左右時，磨機基本上不能進行工作。但水分偏低時易出現(xiàn)靜電效應(yīng)，形成靜電吸附，從而影響磨機產(chǎn)量，這也是大型水泥磨機粉磨回轉(zhuǎn)窯熟料時，在磨內(nèi)噴水的原因之一，實踐證明入磨物料平均水分在1．0％左右為宜。
4．控制入磨物料溫度
  水泥磨物料溫度高，將對水泥磨的產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗產(chǎn)生較大影響。入磨物料溫度高，物料帶入磨內(nèi)大量熱量，加之磨機在研磨時，大部分機械能將轉(zhuǎn)為熱能，致使磨內(nèi)溫度較高，而物料的易磨性隨溫度的升高而降低。磨內(nèi)溫度高，易使水泥因靜電吸引而聚結(jié)，嚴重的會粘附在研磨體和襯板上，從而降低磨機的粉磨效率，嚴重影響粉磨正常進行。溫度愈高，這種現(xiàn)象愈嚴重。同時入磨溫度過高，還會使石膏脫水，由二水石膏變?yōu)榘胨�石膏或產(chǎn)生部分無水石膏，引起水泥假凝，影響水泥質(zhì)量，入庫水泥易結(jié)塊。
   大量的試驗證明，物料入磨溫度超過50℃磨機產(chǎn)量將會受到影響，如果超過80℃水泥磨產(chǎn)量降低約8%～10%左右。
 磨機溫度高對磨機設(shè)備本身也不利，如會使軸承溫度升高，潤滑作用降低，會使磨機筒體產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力，引起襯板螺絲折斷等。
 為使熟料入磨溫度＜60℃，熟料出窯后，必需要急冷，同時需要存放一段時間，嚴禁出窯即入磨。
5．物料易磨性
  物料易磨性與物料結(jié)構(gòu)有關(guān)，如石灰石中粗晶的方解石晶體直徑＞1000（μm）易磨性 差，而粉晶（晶體直徑10~100μm）和泥晶＜10（μm）易磨性好。
 熟料的易磨性與礦物組成有關(guān)，C3A和C3S易磨性較好，C2S和C4AF易磨性差，急冷熟料易磨性好，死燒大塊易磨性差；礦渣中水淬好的易磨性好。而物料大易磨性對系統(tǒng)產(chǎn)量影響較大，因此，選擇礦石、熟料時盡量選擇易磨性好的或選用合理的生料配方生產(chǎn)出易磨性好的熟料。
6．強化磨內(nèi)通風(fēng)
      磨內(nèi)通風(fēng)對磨機產(chǎn)量和成品質(zhì)量影響較大，加強磨機通風(fēng)能提高磨機產(chǎn)量，降低電耗。這是因為加強通風(fēng)以后，磨內(nèi)微粉被氣流帶走，減少了磨內(nèi)過粉磨現(xiàn)象和緩沖作用，從而提高粉磨效率；物料在粉磨過程中產(chǎn)生的熱量和水蒸汽及時排出，降低了磨內(nèi)的溫度和濕度，防止粘磨、包球或堵塞隔倉板和篦板的篦孔，提高磨機的產(chǎn)量；加強通風(fēng)還能降低磨內(nèi)溫度，避免石膏脫水，防止水泥假凝；還可減少磨頭冒灰、改善環(huán)境衛(wèi)生、減少設(shè)備磨損；但通風(fēng)量過大將使收塵顆粒增大，從而影響粉磨產(chǎn)品細度，對質(zhì)量不利，當(dāng)通風(fēng)量增大到一定程度時，會使粉磨單位產(chǎn)品電耗增加，實踐證明磨機 產(chǎn)量與粉磨系統(tǒng) 小電耗范圍內(nèi)存在一 通風(fēng)量。
7．合理確定成品篩余控制值或比表面積
       在實際生產(chǎn)中，應(yīng)合理確定成品篩余控制值或比表面積，這個值應(yīng)為一個范圍，而不應(yīng)該為小于某一值的百分數(shù)或大于某一數(shù)值。成品篩余控制值或比表面積的大小直接影響成品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本。因此，應(yīng)跟據(jù)自身的具體情況確定成品篩余控制值或比表面積。
     8。應(yīng)用磨內(nèi)篩分技術(shù)對普通管磨機進行技術(shù)改造
    磨內(nèi)篩分技術(shù)改造其原理是在普通管磨機內(nèi)設(shè)置篩分裝置取代原有的隔倉裝置，對前倉物料進行強制篩分，攔截大顆粒，讓這些大顆粒仍然回到球倉內(nèi)繼續(xù)用大尺寸的鋼球進行破碎，合格的細料進入后倉。同時根據(jù)物料本身的特性、粒度、工藝狀況，各倉配以合適球、段級配，以控制進入后倉物料的平均粒徑。細磨倉采用大表面積的小規(guī)格研磨體，大大提高磨機的研磨能力，從而獲得高產(chǎn)量、高比表面積的成品， 限度提高磨機粉磨效率。通過該技術(shù)的改造，不必花費大量成本， 可以達到提高產(chǎn)量，提高成品比表面積，降低電耗目的。
9．保持合理的鋼球裝載量對降低電耗有利
       研磨體的級配及裝載量合適與否，需要通過生產(chǎn)實踐來檢驗，新配球方案投產(chǎn)后，若細度符合要求、產(chǎn)量高，說明配球方案合適，否則需要改進或重配；一定時間后還需要進行補球、清倉等工作。保持管磨機在較佳的狀態(tài)下工作，實現(xiàn)高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。
10．使用助磨劑降低粉磨電耗
        助磨劑目前國外已有95%的水泥使用了分散劑，而我國只有為數(shù)不多的水泥廠家能夠成功地使用分散劑。從形態(tài)來看，助磨劑有固體助磨劑和液體助磨劑之分。固體助磨劑多制成粒狀或粉狀；液體助磨劑多是溶液或乳劑，它們都可以從磨頭喂料中加入。采用液體助磨劑比采用固體助磨劑，在工藝上更容易控制。水泥助磨劑多為表面活性劑，其活性基團定向吸附于水泥顆粒表面所產(chǎn)生的降低水泥顆粒比表面能和強烈的分散作用是提高粉磨效率的本質(zhì)所在。在粉磨過程中，加入少量的外加劑，可以消除細粉粘附和聚集現(xiàn)象，它能加速物料粉磨過程，提高粉磨效率和選分機的選粉效率，提高質(zhì)量。在實踐中，助磨劑以用在大型水泥磨機上粉磨水泥 。由于助磨劑價格較高，其對降低電耗，提高產(chǎn)量的作用應(yīng)與成本的變化比較， 終來確定是否選用。另外在生產(chǎn)中，在磨內(nèi)投入煤矸石、粉煤灰、沸石等易磨物料，則有利于增產(chǎn)降耗。目前，水泥助磨劑的研究開發(fā)正向多功能復(fù)合型發(fā)展，即在粉磨過程中加入的助磨劑不僅可以有效提高水泥磨機的粉磨效率，并具有減少水泥或混凝土漿體的需水量，改善其流動性，從而提高硬化漿體的力學(xué)性能的作用。
二．提高電氣設(shè)備的功率因素和效率降低電耗
1．重視新型電氣領(lǐng)域節(jié)電技術(shù)和設(shè)備的推廣應(yīng)用。
    當(dāng)前應(yīng)特別關(guān)注以下幾個技術(shù)：一是變頻節(jié)能設(shè)備的推廣應(yīng)用。近年來我國的變頻節(jié)能設(shè)備不斷取得技術(shù)突破，高壓、低壓不同電壓等級的越來越大容量的節(jié)電設(shè)備開發(fā)成功。這項技術(shù)可廣泛運用在容量較大、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量大或設(shè)備對啟動規(guī)程有特殊要求的設(shè)備，實現(xiàn)變頻軟啟動，減少對電網(wǎng)的沖擊，還可節(jié)電25%左右。這項技術(shù)還廣泛運用在交流電機的變頻調(diào)速裝置上，其節(jié)電效果要根據(jù)電機所拖動的不同類型負荷特性和調(diào)速范圍而決定。二是全方位地采用高、低壓無功功率的 地補償裝置，包括自動調(diào)節(jié)的靜電電容器組和進相機組的應(yīng)用。通過這些技術(shù)措施，大大改善水泥企業(yè)用電的功率因數(shù)，減少對無功功率的需求，從而減少輸入電能的有功電能損失。三是注重低壓電機全相控技術(shù)的推廣運用。這項節(jié)電技術(shù)可在拖動負荷輕載和重載時自動調(diào)整電動機的輸出功率，使電機實現(xiàn)在 狀態(tài)下運行，以達到 節(jié)電的目的。此節(jié)電產(chǎn)品平均節(jié)電率為15%~55%.四是采用綠色照明系統(tǒng)。水泥企業(yè)建筑物、構(gòu)筑物、物料堆場和道路照明器具眾多，要求各異。照明所需電能消耗約占總耗電量的1%~2.5%左右。過去多采用白熾燈，效率低、耗電高、壽命短。目前要普遍更換為節(jié)能照明燈具。在道路照明的控制上可推廣按光強來控制道路照明開啟或關(guān)閉的自動化裝置。有條件的企業(yè)可以把主要建筑物的照明采用太陽能電池的方案。雖然照明電力消耗占水泥企業(yè)的電力總消耗的比重不大，其本身的節(jié)電潛力還是很大的。
2．合理配備電機功率淘汰低效率的老電機
  電動機的 功率是電動機可以正常工作的 功率，不是效率 時的功率，要使電動機運行時 經(jīng)濟，電動機必須工作 的效率區(qū)間，也 是說電動機滿負荷工作是不經(jīng)濟的，選擇電動機時應(yīng)該用“大馬拉小車”才經(jīng)濟，Y型電動機的 效率區(qū)間一般在額定功率的85%左右，具體的可參照電動機的特性曲線。用高效率的電動機更換低效率的電動機。這兩點易被勿視。
三．保持設(shè)備完好降低電力消耗
       由于磨機等設(shè)備是靠電機拖動的機械，不可避免地存在各種各樣的傳動損耗，降低損耗是設(shè)備管理的主要目的，首先在設(shè)備安裝時要嚴格按規(guī)范辦事，不可出現(xiàn)錯位及其它一些安裝誤差。以避免因筒體振動而造成的能量損耗，同時應(yīng)保持良好的潤滑，減少摩擦損耗。應(yīng)使?jié)櫥�油油質(zhì)清潔，油量充足，油路暢通，保證磨機系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分有良好潤滑。另一方面，由于球磨機通常采用滑動軸承潤滑，軸頸與軸瓦接觸角一般為75度－90度，摩擦力矩較大，如今小接觸角（30度－40度），大側(cè)隙的新型刮瓦方式已被成功地運用到生產(chǎn)實踐上，我們已知的許多大型磨機均采用以上新方式，降低電耗作用較為明顯，其原理在于減小了摩擦力矩，而Φ2．4m以下的小型磨機也可使用滾動軸承代替滑動軸承，因顯著降低摩擦阻力而降低磨機能耗，使用滾動軸承代替滑動軸承用在中小型磨機上，其技術(shù)已日趨成熟。
四．從運行角度而言，降低磨機電耗的措施
    在一定范圍內(nèi)，磨機實用功率隨著產(chǎn)量的增大而增大，由于磨機中存料與磨機自重相比，所占份額相對較小，磨機電流在完全無料空載時和滿載工況下相差不到10％，所以正常運行時，給料量的增加并不明顯地增大磨機電耗，磨機應(yīng)盡量在滿負荷（ 給料量）情況下運行。加強科學(xué)管理，加強磨機工的技術(shù)培訓(xùn)，在無自動控制的情況下，磨機工應(yīng)會聽磨音，根據(jù)磨音調(diào)整喂料量，使其喂料量與研磨能力相匹配，同時還要會控制細度，保持喂料量的相對穩(wěn)定，并要加強設(shè)備的維護保養(yǎng)，使磨機正常安全運轉(zhuǎn)。
 總之，粉磨系統(tǒng)節(jié)能降耗工作是一項較復(fù)雜的工程，需要各部門、各專
業(yè)相互協(xié)調(diào)與配合，共同努力，才能取得較好的節(jié)能效果。