水泥粉磨系统节能降耗措施简述

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[摘 要] 水泥粉磨是水泥生产中能耗最大的环节，本文在简要介绍不同粉磨系统优缺点的基础上，提出了水泥粉磨系统节能降耗的措施。

[关键词] 水泥粉磨；节能；降耗

【中图分类号】 TQ1 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2014）03-190-2

水泥工业是我国工业领域中的能耗大户。水泥行业能源消耗总量约占全国能源消耗总量的5%，是影响中国节能减排的重要行业之一。水泥粉磨是水泥生产中最重要的环节，在水泥生产过程中，粉磨电耗约占水泥生产总电耗的65%-75%，粉磨成本占生产总成本的35%左右。因此，采取科学的方法降低粉磨系统能耗，提高粉磨效率，对水泥生产企业的降低成本，提高效益而言至关重要。

一、不同粉磨技术及设备能耗比较

水泥粉磨是把电能转换成机械能，再把机械能转换成物料的表面能的过程。当前粉磨水泥的形式有球磨机系统、辊压机预粉磨系统和辊磨（立磨）系统。

（一）球磨机系统。水泥粉磨采用球磨机已有上百年历史，至今球磨机仍是水泥粉磨的主流设备，球磨机最大的特点就是研磨效率高，能把物料加工到350-450m2/kg比表面积，以满足高性能水泥的要求。此系统主要有：球磨机+选粉机+收尘器+风机等组成圈流系统；球磨机+收尘器+风机等组成开流系统。此系统工艺简单、运行效率高、混合均匀、颗粒形貌好，土建量较低，占地面积较小，投资相对较少。缺点是电耗高，产量低等。

（二）辊压机预粉磨系统。辊压机与球磨机组成的各种预粉磨系统（包括循环预粉磨、联合粉磨、半终粉磨等）已经成为水泥粉磨的主要方案，这是由于辊压机的粉磨效率约为球磨机的2倍左右，可以大幅度节电。此系统电耗低，出磨水泥的温度较低，水泥强度均匀性比较好。缺点是水泥的颗粒级配范围窄，投资较大等。

（三）辊式磨（立磨）。辊式磨是球磨机技术的一次突破，与传统的球磨机相比，立磨和辊压机的粉磨效率高、能耗低，可以大幅度增加产量，克服了球磨机能耗利用率低（3%-6%）的致命弱点。它是利用了挤压原理，利用两个相向转动的圆柱形棍子压碎物料，工作压力达到15Mpa。挤压粉碎是将机械能直接转换成物料表面能，很少有摩擦能量损失，能量转换率高但该设备不能独立完成整个细碎过程，更细一点的产品还需在球磨机中研磨才能实现，其优点粉磨效率高、电耗低、烘干能力强（可利用水泥窑余热气体）、系统简单（集破碎、粉磨、烘干、选粉一体）、占地面积小、控制方便、噪音低。

二、水泥粉磨可采用的节能措施

（一）选择适合的水泥粉磨用能系统。目前国际上转换效率最高的设备是辊压机，辊压机的特点是单位吸收功率大，一般为8-12kwh/t，与一般磨机相比，产量提高15%-20%，电耗节省10%-15%。但由于其料床终粉磨水泥产品性能与球磨机产品性能相比存在差异，投资也较高，一时之间并不能为市场所广泛接受。目前水泥粉磨发展方向一是寻求单一的粉磨设备以尽可能的简化流程，节约投资，并在此基础上降低粉磨能耗；二是开发出能够尽可能降低粉磨能耗的粉磨流程，如各种预粉磨、联合粉磨等。不同的粉磨系统有其不同程度的优势和不足，企业选择粉磨系统时，特别是对现有磨机进行改造时，应根据自身的设备、原料、管理水平、资金状况等条件，按可选择方案的性价比选择适合自己企业的方案。

（二）从原料条件方面降低能耗。1.降低入磨物料粒度。入磨物料粒度的大小是影响磨机产量和能耗的主要因素之一。因为入磨物料粒度小，就可以减小钢球直径。在钢球装载量相同时，使钢球个数增多，钢球的总表面积增大，因而就增强了钢球对物料的粉磨效果；2.尽量选用易磨性好的原料。熟料的易磨性与各矿物组成的含量以及冷却速度有很大关系。熟料中C3S含量多，冷却速度快，其质地较脆，易磨性系数就大；如C2S和铁相含量多，冷却慢，或者因过烧结成大块，则韧性大且较致密，易磨性系数就小，因而难磨。因此，应尽量选用易磨性好的原料，出窑熟料经过适当陈放降温，并使熟料中的CaO吸水而变为Ca（0H）2在这一转换过程中体积膨胀，可改善熟料的易磨性；3.控制入磨物料温度和水份。水泥磨物料温度过高会对水泥粉磨的产量、质量、能耗产生较大影响。入磨物料温度高，物料带入磨内大量热量，磨机在研磨时，大部分机械能也将转为热能，而物料的易磨性随温度的升高而降低，这使得能耗大大提高。同时，磨内温度高，易使水泥因静电吸引而聚结，严重的会粘附在研磨体和衬板上，从而降低磨机的粉磨效率。因此需要严格控制放磨物料的温度。此外，入磨物料水分对普通干法钢球磨机的生产影响较大。水分过高易使物料堵塞隔仓板和出料蓖板，出现“糊磨”和“饱磨”现象，使粉磨效率降低，磨机产量降低，电耗增加。因此，严格控制物料水分，也有利于降低粉磨能耗。

（三）从工艺及控制角度降低能耗。1.强化磨内通风。系统及磨内通风对磨机产量和成品质量影响较大，加强磨机通风能提高磨机产量，降低电耗。强化磨内的通风能够及时排出磨内的微粉，减少物料的过粉磨现象和缓冲作用，可排出磨机内的水蒸气，防止堵塞隔仓板和卸料蓖板的蓖孔可减少粘球现象，也可以降低磨内温度和物料温度，从而降低能耗；2.合理确定成品筛余控制值或比表面积。成品筛余控制值或比表面积将直接影响成品的质量、产量、成本。因此，应跟据自身的具体情况确定成品筛余控制值或比表面积；3.保持合理的钢球装载量和投料量。对降低电耗有利研磨体的级配及装载量合适与否，需要通过生产实践来检验，新配球方案投产后，若细度符合要求、产量高，说明配球方案合适，否则需要改进或重配，一定时间后还需要进行补球、清仓等工作。在一定范围内，磨机实用功率随着产量的增大而增大，由于磨机中存料与磨机自重相比，所占份额相对较小，磨机电流在完全无料空载时和满载工况下相差不到10%，所以正常运行时，给料量的增加并不明显地增大磨机电耗，磨机应尽量在满负荷（最大给料量）情况下运行；4.使用助磨剂降低粉磨电耗。水泥助磨剂多为表面活性剂，在粉磨过程中，加入少量的适应的助磨剂，可以消除细粉粘附和聚集现象，加速物料粉磨过程，提高粉磨效率和选分机的选粉效率，降低单位粉磨电耗。

三、小结

综上所述，水泥粉磨要选择合适的粉磨系统，在水泥粉磨过程中，要降低入磨物料粒度；确定合理的研磨体级配、最佳装载量、磨内结构和能量传递方式；保持各仓能力的平衡和料、球、风、选粉效能的相互适应，以提高粉磨效率，降低电力、耐磨材料等消耗，获得最佳经济效益。粉磨系统节能降耗工作是一项较复杂的工程，需要各部门、各专业相互协调与配合，共同努力，才能取得较好的节能效果。

参考文献：

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[2]李家飞.水泥企业粉磨系统节电措施及经验探讨[J].科技资讯，2012，（24）.

[3]张永林，张利敏.我国水泥粉磨技术的现状及改进措施简述[J].内蒙古石油化工，2013，（8）.