曹军科 （鹿泉金隅鼎鑫水泥有限公司 河北 鹿泉 050226）
我公司5000t/d熟料生产线生料制备系统采用了天津仕名粉体技术装备有限公司设计制造的TRM53.4生料立磨。自2009年4月投入运行以来，经过对设备性能的探讨摸索以及对工艺参数的不断优化，我们不仅掌握了此系统稳产高产的技术，而且实现了节能降耗。目前，这台立磨的技术指标处于国内领先水平，甚至可以与国际水平相媲美。 1 我公司生料制备系统工艺流程
原料调配站设有石灰石、石英砂岩和硫酸渣库各一座，另设湿粉煤灰堆棚配料。每个库（湿粉煤灰仓）下个设一台定量给料机，各种原料按比例配合，混合原料经胶带输送机送至原料磨。原料在磨内进行粉磨、烘干后，经选粉机分选，粗粉返回磨盘重新粉磨，合格成品随出磨气流经旋风分离器收集。收集下来的成品经斜槽、斗式提升机入生料库储存、均化。出旋风分离器的气体经循环风机，一部分气体作为循环风入磨，其余气体则通过袋收尘器净化后，经窑尾排风机和烟囱排入大气。袋收尘器、增湿塔收下的粉尘分别经链式输送机、斗式提升机，会同出磨生料一起经斜槽、斗式提升机入生料均化库。见图1。
图1 生料制备系统工艺流程图
2 TRM53.4生料立磨系统主要设备性能参数
TRM53.4生料立磨与传统的粉磨设备相比，具有可对各种不同物料进行粉磨、占地面积小、单位能耗低、调节简便、控制反应迅速、干法粉磨能力极佳、维修方便（不必拆除磨机便可更换磨损件）、从启动到停机，振动很小、噪音低、适应性强等优点，其主要设备性能参数见表1。 表1 主要设备性能参数
名 称 | 单位 | 技术参数 |
磨机型号 | | TRM53.4 |
主机功率 | Kw | 4200 |
磨盘直径 | mm | 5300 |
磨盘转速 | r/min | 25.22 |
磨辊直径 | mm | 2450 |
设计产量 | t/h | 440 |
喂料粒度 | mm | 0～80 |
产品细度 | μm | R=12％＋80μm |
入磨水分 | % | <7 |
出磨水分 | % | <1 |
入磨风量 | Nm³/h | 640000 |
入磨风温 | ℃ | 253 |
出磨风量 | Nm³/h | 714441 |
出磨风温 | ℃ | 80～90 |
料层厚度 | mm | 60～80 |
单辊辊压 | kN | 1200 |
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3 系统运行效果分析
3.1 运行效果对比
该系统从2009年4月份开始试生产。试生产初期，由于对设备性能尚不熟悉，操作员的水平也各有高低，整个系统没有一套较为合理的工艺参数，导致粉磨生料产量低，电耗高，运行不稳定。后来随着窑系统产量的提高，生料磨越来越不能满足生产要求。为此，我们进行了多项技术改革，从原料到设备再到工艺，不断摸索和优化系统，经过一年的努力，终于使这台磨机发挥出了较为理想的水平。试生产初期运行效果和经过改进优化后的运行效果对比见表2。
表2 试生产初期和经过优化后的运行效果对比
项目 时间 | 喂料量 t/h | 研磨压力Mpa | 入磨风温℃ | 出磨风温℃ | 主电机电流 A | 振动mm/s | 循环风机电流 A | 磨机喷水m3/h | 挡料圈高度mm |
试生产初期 | 380 | 5.5 | 142 | 69 | 396 | 2.9 | 355 | 0 | 130 |
经过优化后 | 495 | 5.3 | 233 | 78 | 363 | 1.8 | 343 | 12.5 | 115 |
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3.2 运行效果分析
从表2可以看出，经过改进优化后，磨机的运行状况趋于良好。产量明显提高，主电机电流和循环风机电流有所下降，振动值也比以前小很多。我们从以下几个方面进行了优化：
3.2.1 提高入磨风温
通过开大入磨热风阀门，提高循环风机转速增大拉风量，关小冷风阀，入磨风温从试生产初期的140℃左右提高到了230℃以上。入磨风温的提高不仅增强了磨机的烘干能力，而且改善了气流密度，随着循环风机转速变大，整个系统的带料能力也随之增强，这为磨机提产创造了前提条件。
3.2.2 石灰石原料中掺加石粉和混料
石粉和混料有时候被称为下脚料，但其易磨性相比于石灰石要好，而且价格也便宜。我公司从2009年7月尝试使用石粉和混料代替部分石灰石。最初以10%的比例开始掺加，目前已经达到40%。掺加石粉和混料，有效改善了入磨物料的易磨性，降低了主电机电流，提高了产量。
3.2.3 调整挡料圈高度
挡料圈高度并不是一成不变的。TRM53.4生料立磨初始挡料圈高度为120mm。掺加石粉和混料后，为了保证料层厚度及稳定性，我厂将挡料圈高度调整为130mm。生产过程中，磨盘和磨辊始终在磨损，挡料圈的实际高度也在慢慢变化。当磨损到一定程度，如果不及时调整挡料圈的话，磨机能耗就会急剧上升，振动也会变大，甚至导致系统无法正常生产。2010年1月5日左右，我厂立磨运行状况开始明显恶化，振动大，产量低，主电机功率高，趋势图呈现周期性变化。立磨频繁振跳，有时一天多达几十次，对设备安全构成严重威胁。经分析，认为是挡料圈高度不合适引起，于2010年1月24日将其降为115mm。再次开磨后，系统恢复正常。调整前后运行趋势见图2、图3、图4。
图2 调整前运行趋势图
图3 降挡料圈前后振动趋势图
图4 降挡料圈后开磨趋势图
3.2.4 提高原材料质量和均化效果
为了最大程度地避免原材料引起的系统波动，必须严把质量关，做到不合格原材料坚决拒绝卸车。同时，前方百计提高均化效果。如调整堆料机悬臂旋转频率和长短限位计高度等。均质稳定不仅给生料制备系统创造有利条件，也有利于烧成系统的稳产高产。
通过以上手段并配合优化系统风量，我厂生料立磨台时稳定在480t/h，成品细度<13，水分<1%，综合电耗18kw·h/t。由于磨机产量较高，在满足窑系统生产的同时，均化库位仍然上升很快，所以我们根据不同时段的电价选择性地开停磨，避峰电就谷电，停机时间安排机修对设备进行维护，以保证其始终处于良好的状态，这样不仅提高了设备运转的安全可靠性，也大大降低了生产成本。
4 TRM53.4生料立磨系统的操作控制要点
4.1 控制合理的物料平衡
从物料平衡的角度可有效地指导对立式磨机分析、判断、准确处理操作的能力，在立磨的运行过程中，喂料量、粉磨能力、成品量、排渣量应处于平衡状态。在喂料量、用风量一定的情况下，如果粉磨能力不足则会造成大量吐渣并且越吐越多，此时应适当增加油站的工作压力，增强粉磨能力，或适当减少喂料量；反之粉磨能力过强，则料层会逐渐减薄，最终会引起磨机振动，此时应减少油站的工作压力或适当增加喂料量。另一种情况如果粉磨能力适当，喂料量、碾磨压力一定而气流输送能力不足，同样会造成大量吐渣，但其中细粉含量较多，此时应加大风量增强输送能力。因此立磨操作运用物料平衡原理可预先发现运行中存在的问题，以便采取相应措施避免过多不必要停磨现象的发生。
4.2 控制合理的风量、风温及喷水量
用风量依据必须能满足输送物料的要求，风量小会造成大量合格的产品不能被及时输送出磨；风量大不仅造成能耗浪费还会造成产品细度跑粗。用风量过大或过小还会影响磨机内存料量的多少，严重时会造成磨机的剧烈振动。
风温高低应根据入磨物料综合水分大小决定，控制出磨温度一般在85℃左右。控制出磨温度一可确保出磨水分<1%；二能保护选粉TRM53.4生料立磨机轴承不超温。
适量喷水可使磨辊和磨盘之间形成稳定的料床，达到控制磨振的作用。喷水量过多，料层变厚磨内通风阻力大，导致磨机工况差影响磨机产量；喷水量小磨机料层不稳定容易产生振动。磨机运行过程中只要料层稳定尽可能不要喷水。
4.3 控制相对稳定的压差
压差指风环处的压力损失，是立磨在操作过程中重要的控制、判断参数之一。压差大小更能反映磨机负荷量的变化。在系统用风量、研磨压力相对稳定的前提下，压差高表明磨内物料量多，粉磨效率低，此时应采取减料或短时加大风量，降低选粉机转速的方法，尽快恢复到正常控制范围，否则会使磨机工况恶化，严重时引起剧烈振动；反之相反。TRM53.4生料立磨压差控制一般在8000+500Pa。
4.4 控制合适的料层厚度及振动
正常情况下，料层厚度通过控制风量、进出口压力、喂料量、喷水量得以实现。料层厚度还取决于磨机挡料圈高度、原料粒度大小、粒度级配、易磨性和水分含量等因素。料层过厚，磨机负荷上升，粉磨效率下降外循环量大，严重时也会造成磨机剧烈振动；料层过薄，
料床变得不稳，磨机振动也会增大，磨辊、磨盘衬料磨损加快。因此，稳定的料层对立磨的安全稳定运行至关重要。
振动是立磨正常运行与否的最直观反映，振动过大会引起磨机跳停，还可能会损坏设备。控制立磨振动通过控制磨辊和磨盘之间稳定的料层来实现。
4.5 控制合适的挡料圈高度和研磨压力
同一物料特性的原料，挡料圈的高度决定了磨盘料层的厚度。挡料圈越高料层越厚，挡料圈过低从喷嘴环处漏出的物料必然的，外循环量将增加，降低了磨辊与磨盘之间的间距， 料层过厚过薄都会引起磨机运行不稳振动变大。在喂料量、用风量和研磨压力一定时，不同的物料特性、原材料粒度、颗粒均匀程度、水分含量、风温高度，有不同的挡料圈高度，挡料圈高度最高为磨盘直径的3%，一般控制在100~120mm。
研磨压力的大小直接影响磨机产量和运行的稳定性。研磨压力的大小通过调节液压系统来实现。立式磨机要求液压系统氮气囊的压力一致，否则会影响磨机平衡。氮气囊压力一般为研磨压力的60%~70%。
4.6 控制合适的加压落辊时机
加压落辊前必须确保物料已经进入磨机并在磨盘上形成一定的厚度。一般情况下从物料入磨到排渣口即将有料排出时间大约50秒左右，各厂不同可通过摸索总结确定。另外，还可根据磨机功率及磨内压差变化情况控制加压落辊。不可太早以免磨内物料少产生振动损坏设备；但也不要太迟，使磨机外排料太多损坏刮料板，大块料堵塞喷嘴及下料溜子。
5 结语
立式磨机应用于生料制备系统已经成为广大水泥制造企业的共识。各厂选型配套可能不同，但操作控制原理基本一致，应根据不同情况，对立磨系统进行优化摸索，以最大限度发挥其优越性。
参考文献：
1． 生料粉磨、废气处理系统调试操作说明书 天津院鹿泉燕赵项目调试组 2009.2
2． TRM53.4辊式磨用户手册
3． TRMR53.4辊式磨机性能参数及控制
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