UM46.4型立磨生產(chǎn)應(yīng)用
前言
陜西寶雞冀東水泥扶風(fēng)有限責(zé)任公司，4000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線是由中材國際天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，于2003年10月正式投產(chǎn)。該線配套的原料磨是日本宇部設(shè)計(jì)制造的UM46．4型立磨，經(jīng)過近2年的生產(chǎn)實(shí)踐和摸索總結(jié)，側(cè)重對(duì)該系統(tǒng)的主要控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化與調(diào)整，從而使其實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定生產(chǎn)。本文就該立磨系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用作一介紹。
1 系統(tǒng)工藝流程和立磨特點(diǎn)
1.1系統(tǒng)工藝流程
該系統(tǒng)的工藝流程見圖1。
圖1 工藝流程圖
1.2UM46.4型立磨特點(diǎn)
(1)對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)。我公司使用中，該磨對(duì)物料的適應(yīng)性具體表現(xiàn)在以下兩方面。
第一，磨機(jī)要求入磨粒度≤70mm，而實(shí)際生產(chǎn)中因我廠礦石脆性較大，經(jīng)破碎后的入磨石灰石過細(xì)且粉末狀顆粒較多，但磨機(jī)運(yùn)行的料層穩(wěn)定。另該廠采購的砂巖粒度分布也很不均勻，個(gè)別顆粒較大，但磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)也較平穩(wěn)。第二，該公司的石灰石堆場是露天堆場，且輔助原料(粘土和硫酸渣)的水分較多，有時(shí)高達(dá)25%，但出立磨生料水分合格率均可達(dá)100%。有時(shí)物料濕度小，為使立磨形成穩(wěn)定的料層，通常還要向磨內(nèi)噴4～5t/h甚至更多的水，仍能保證出磨生料水分的合格率。在熱風(fēng)不足、磨機(jī)的出口溫度較低的情況下，要停止向磨內(nèi)噴水以保證磨機(jī)的出口溫度；此時(shí)磨機(jī)仍可形成穩(wěn)定的料層，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)該系統(tǒng)物料有內(nèi)、外兩個(gè)循環(huán)。原料通過下料溜子落到磨盤中心后，隨磨盤的旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用使物料進(jìn)入磨盤與磨輥之間進(jìn)行研磨。經(jīng)磨盤高速旋轉(zhuǎn)粉碎和碾磨后的物料，被甩到磨盤周邊的粗渣下料口(即風(fēng)環(huán)處)，被高速上升的氣流吹起帶到磨內(nèi)。因磨內(nèi)風(fēng)速降低，較粗的顆粒物料落到磨盤上進(jìn)行二次粉磨，其余的料粉隨氣流經(jīng)選粉機(jī)分選，其中合格細(xì)料由出風(fēng)口出磨，被旋風(fēng)除塵器收集即為生料成品；較粗的料粉同樣落到磨盤上重新粉磨。這就是內(nèi)循環(huán)。另一方面，從風(fēng)環(huán)處下落的粗渣，粒度較大未被熱風(fēng)帶起，經(jīng)下料溜槽入排渣皮帶，再經(jīng)循環(huán)斗提，進(jìn)入緩沖倉隨物料再次進(jìn)入磨內(nèi)進(jìn)行二次粉磨，這就是外循環(huán)系統(tǒng)。
(3)產(chǎn)量大、電耗低。UM46.4型立磨風(fēng)環(huán)處的風(fēng)速僅為30～40m/s(而有些類型的立磨此風(fēng)環(huán)處的風(fēng)速要高達(dá)90m/s)，這樣就減少了系統(tǒng)的通風(fēng)量和風(fēng)壓，降低了循環(huán)風(fēng)機(jī)的能耗(該立磨功率為2600kW，配置Y6-2×30-14No.33F型循環(huán)風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量660000m3/h，風(fēng)壓12.35 kPa，功率3200kW)；隨著磨機(jī)向上帶料能力的降低，從風(fēng)環(huán)處排出的粗渣就多(約占喂料量的20～30%左右)，然后依靠提升機(jī)把粗渣重新提升回到磨內(nèi)粉磨。即依靠機(jī)械提升代替氣力提升，達(dá)到了節(jié)省風(fēng)機(jī)功率的目的。另外物料的流動(dòng)速度加快，磨內(nèi)始終保持高效粉磨狀態(tài)，使磨內(nèi)物料不存在過粉磨現(xiàn)象，磨機(jī)產(chǎn)量有了很大提高，為降低磨機(jī)電耗，起到了決定性作用。2005年上半年該公司生產(chǎn)生料的綜合電耗見表1。
2 磨機(jī)的主要控制參數(shù)
(1)研磨壓力。研磨壓力是液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的，液壓系統(tǒng)有液壓站和四個(gè)液壓缸，每個(gè)液壓缸都聯(lián)有蓄能器，蓄能器內(nèi)充有氮?dú)�，其作用是在研磨過程中緩沖機(jī)械負(fù)荷。磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中為保護(hù)輥套和襯板，磨輥與磨盤之間有一定的距離，該公司目前設(shè)定在10mm左右。四個(gè)磨輥通過旋轉(zhuǎn)臂和拉桿與各自的液壓缸相連，當(dāng)泵站工作時(shí)便會(huì)產(chǎn)生研磨壓力，在加壓過程中由于料層厚薄、研磨壓力大小的變化對(duì)磨機(jī)性能影響較大，與產(chǎn)量有直接關(guān)系。壓力大，研磨作用增強(qiáng)、產(chǎn)量高，反之則產(chǎn)量低。但研磨壓力不能過大，否則會(huì)增加無用功；且會(huì)使研磨部位磨損迅速。研磨壓力不僅與液壓缸壓力有關(guān)，還與氮?dú)饽覊毫Φ拇笮∮嘘P(guān)。氮?dú)饽覊毫^大或過小都起不到緩沖減振的作用，氮?dú)饽覊毫σ话憧刂圃谘心毫Φ?/span>60%±10%這一范圍內(nèi)。目前該廠立磨的研磨壓力控制在4～6MPa之間，氮?dú)饽覊毫υO(shè)定為3.5MPa時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)。在操作過程中如發(fā)現(xiàn)振動(dòng)變大，要及時(shí)調(diào)整(如采取降低喂料量及減小研磨壓力等)以避免震動(dòng)過大；待磨況變好以后，再逐漸增大產(chǎn)量。如果調(diào)節(jié)參數(shù)無效且振動(dòng)偏大時(shí)，應(yīng)及時(shí)提輥并通知現(xiàn)場檢查。
(2)振動(dòng)值。振動(dòng)是立式磨機(jī)工作中普遍存在的一種現(xiàn)象，合理的振動(dòng)值是允許的，但若振動(dòng)過大會(huì)造成磨盤和磨輥以及襯板的機(jī)械損壞，所以在操作過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格將振動(dòng)值控制在允許范圍內(nèi)才能穩(wěn)定運(yùn)行。宇部UM46.4型立磨允許的合理振動(dòng)值一般為10～30μm/s。引起磨機(jī)振動(dòng)的原因較多，歸納起來主要有：風(fēng)量及風(fēng)溫的波動(dòng)；研磨壓力過高；磨內(nèi)有異物(如鐵塊等)；料層過厚或過�。坏�?dú)饽覊毫^大或過�。晃沽狭坎▌�(dòng)大；噴水量有異常；風(fēng)量偏低；喂料過多等。在生產(chǎn)中控制磨機(jī)振動(dòng)可采取的技術(shù)措施有：適當(dāng)減料運(yùn)行，減小研磨壓力；同時(shí)根據(jù)主機(jī)電流及磨機(jī)出口氣體溫度調(diào)節(jié)各擋板開度；必要時(shí)甚至可以通過提輥來避免振動(dòng)過大。
(3)料層厚度。料層穩(wěn)定與否是磨機(jī)能否穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，在擋料圈高度不變的情況下，料層厚薄與磨內(nèi)噴水量、風(fēng)量、風(fēng)溫等因素有關(guān)。料層穩(wěn)定與否的判斷，主要是看磨主機(jī)電流、外排渣料的多少(該公司的磨機(jī)沒有料層顯示)以及磨機(jī)的振動(dòng)值等，也可進(jìn)行現(xiàn)場目測。最佳的料層厚度取決于原料粒度、易磨性、顆粒級(jí)配和含水量等，這就要求操作員根據(jù)磨機(jī)功率、振動(dòng)值、選粉機(jī)功率以及磨機(jī)產(chǎn)量等來進(jìn)行準(zhǔn)確判斷和合理調(diào)整。料層厚度是影響立磨振動(dòng)的主要原因，因此在操作中如發(fā)現(xiàn)料層異常應(yīng)及時(shí)通過調(diào)整噴水量、研磨壓力、循環(huán)風(fēng)量和選粉機(jī)轉(zhuǎn)速來穩(wěn)定料層，如果無法滿足最佳料層的操作要求就要考慮調(diào)整擋料圈的高度。我廠在調(diào)試初期，由于大窯未點(diǎn)火，只能使用熱風(fēng)爐烘干物料，造成立磨風(fēng)量不足而無法形成料層，以至于磨輥降不下來。為此將擋料圈高度由128mm而增加為137mm，從而使磨機(jī)能夠連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)2h，產(chǎn)量也能達(dá)到160～180t/h。后來，當(dāng)窯點(diǎn)火后能提供大量熱風(fēng)時(shí)，為提高產(chǎn)量廠家又多次調(diào)整擋料圈高度(具體調(diào)整數(shù)值見表2)。如果物料較軟或產(chǎn)品要求較粗時(shí)，擋料圈適當(dāng)高一些會(huì)有好處。另外，擋料圈低有助于提高產(chǎn)量，但是隨著輥套和襯板的磨損，會(huì)使磨輥和磨盤的間隙越來越大，而出現(xiàn)降不下輥的現(xiàn)象，也可能出現(xiàn)振動(dòng)大等現(xiàn)象，這時(shí)就應(yīng)適當(dāng)提高擋料圈的高度，以穩(wěn)定立磨運(yùn)。
(4)壓差。壓差也是立磨操作中最為重要的控制參數(shù)之一，壓差的大小可以反映出磨內(nèi)物料的多少，操作員可通過觀察壓差來了解磨內(nèi)的情況。壓差大說明磨內(nèi)循環(huán)物料多，其產(chǎn)生原因主要有：喂料量過多、研磨壓力不足、選粉機(jī)轉(zhuǎn)速過大和拉風(fēng)不足等；在操作過程中如發(fā)現(xiàn)壓差偏高應(yīng)及時(shí)根據(jù)綜合參數(shù)來判斷并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整來改善磨內(nèi)工況。壓差小說明磨內(nèi)料較少，如果產(chǎn)品質(zhì)量合格的話一般是因?yàn)槲沽仙俣斐傻�，可適當(dāng)增加喂料量；如產(chǎn)品細(xì)度不合格，則可能是選粉機(jī)轉(zhuǎn)速偏低或拉風(fēng)過大而造成的，應(yīng)適當(dāng)減小拉風(fēng)或增大選粉機(jī)轉(zhuǎn)速來改善。
(5)外循環(huán)量。磨機(jī)外循環(huán)量除與設(shè)計(jì)有關(guān)外，還與風(fēng)環(huán)處風(fēng)速的大小及擋料圈高度有關(guān)，風(fēng)速越低，外循環(huán)量越多。外循環(huán)可減輕抽風(fēng)負(fù)載，避免過粉磨，降低電耗，但若外循環(huán)量過大，就會(huì)導(dǎo)致主機(jī)功率增加，刮料板的磨損嚴(yán)重，產(chǎn)量加不上去，嚴(yán)重時(shí)甚至使出磨皮帶或提升機(jī)跳停。目前該廠一般把外循環(huán)量控制在20%～30%，運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)。
(6)出磨氣體溫度和噴水量。出磨氣體的溫度是可以控制的，若出口溫度過高會(huì)導(dǎo)致選粉機(jī)籠子變形或軸承損壞；出口溫度過低會(huì)引起出磨生料水分過大、磨內(nèi)料層過厚等后果。目前該廠立磨的出口溫度一般情況控制在75～90℃之間。磨機(jī)輥套和襯板在磨損后期，為了保證磨機(jī)形成穩(wěn)定的料層，應(yīng)該適當(dāng)降低磨機(jī)的出口溫度，我廠在磨機(jī)襯板磨損后期，出口溫度控制在65℃時(shí)磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)比較平衡。出磨溫度主要由入口氣體溫度、風(fēng)量以及磨內(nèi)噴水量來調(diào)節(jié)控制，噴水量的作用是穩(wěn)定料層，噴水量過多會(huì)形成料餅，導(dǎo)致磨內(nèi)情況惡化。噴水量可根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)節(jié)。但有時(shí)如果出磨氣體溫度較低，只要能形成較好的料層，可減少噴水甚至可停止噴水來提高磨機(jī)的出口溫度。立磨的實(shí)際操作參數(shù)見表3。
3 生產(chǎn)中遇到的幾個(gè)典型問題
3.1高壓泵出口壓力低報(bào)警
(1)在磨機(jī)調(diào)試期間，頻繁出現(xiàn)減速機(jī)高壓泵出口壓力低報(bào)警的問題導(dǎo)致停磨，且原因不明。后日方專家將報(bào)警值改為1.5MPa(原設(shè)定值為2.45MPa)，磨機(jī)才能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并逐個(gè)對(duì)12塊大瓦的壓力進(jìn)行分析排除原因，發(fā)現(xiàn)是由于料層過薄導(dǎo)致磨機(jī)無法加壓到正常值，此時(shí)高壓泵出口壓力低而連鎖停磨。
(2)磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后也發(fā)生過減速機(jī)高壓泵出口壓力低報(bào)警的事故，根據(jù)中控的數(shù)據(jù)顯示都正常，但是現(xiàn)場皮帶實(shí)際在打滑，磨機(jī)內(nèi)部根本沒有喂入物料，即磨內(nèi)沒有料層，因此當(dāng)降輥時(shí)由于沒有料層導(dǎo)致磨機(jī)無法加壓時(shí)，高壓泵出口壓力低而連鎖停磨。
(3)隨著輥套和襯板的磨損，為了保證降輥通常要對(duì)電氣限位和機(jī)械限位(即定位擋鐵)做相應(yīng)的調(diào)整。如果機(jī)械限位的調(diào)整沒有跟上電氣限位的調(diào)整，當(dāng)磨內(nèi)料層不是很好情況下，降輥的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)磨輥還沒有碰到電氣限位就碰到機(jī)械限位。因此導(dǎo)致磨機(jī)輥?zhàn)訅毫档�，高壓泵出口壓力低而連鎖停磨。
3.2磨輥不下降
(1)在生產(chǎn)調(diào)試初期，窯沒有點(diǎn)火磨機(jī)采用熱風(fēng)爐提供熱風(fēng)，喂料后磨輥無法降到位，現(xiàn)場觀察磨輥總是碰到下限位開關(guān)并升輥，而且排渣異常的多。分析認(rèn)為可能是熱風(fēng)爐風(fēng)量過小而使磨內(nèi)沒有形成料層，因此把擋料圈的高度增高，使其強(qiáng)制磨內(nèi)形成料層。處理以后，磨輥能順利降到位。
(2)生產(chǎn)逐漸正常后也出現(xiàn)過無法降輥的現(xiàn)象，主要原因是操作員沒有把握好降輥的時(shí)間而使磨輥無法降到正常位置，經(jīng)過多次降輥使物料一直在磨內(nèi)循環(huán)，導(dǎo)致磨況惡化無法形成料層，遇到這種情況時(shí)一般應(yīng)把磨內(nèi)的循環(huán)料外排后生產(chǎn)便可恢復(fù)正常。
(3)輥套和襯板磨損后，磨輥與磨盤的間隙會(huì)變得越來越大，這樣在降輥的過程中磨輥還沒有碰到料層便碰到下限位而升輥，導(dǎo)致無法正常降輥。通常，隨著輥套和襯板的磨損必須及時(shí)對(duì)電氣限位機(jī)械限位做相應(yīng)的調(diào)整，以保證磨機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
4 結(jié)語
在水泥生產(chǎn)的粉磨裝備中，立磨具有產(chǎn)量高、電耗低和對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)等眾多技術(shù)優(yōu)勢。但立磨的操作控制相對(duì)管磨要困難和復(fù)雜得多。我公司生產(chǎn)中，通過對(duì)上述操作參數(shù)的優(yōu)化控制，以及所遇生產(chǎn)問題的摸索總結(jié)，已經(jīng)積累了一定的操作與維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，從而確保了UM46.4型立磨能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，為窯系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)打下了基礎(chǔ)。
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