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技术丨联合粉磨系统研磨体堆积密度的确认及分析

 老柏参陆零 2019-12-18

在粉磨专业教科书上已经给出了普通磨机一、二仓研磨体堆积密度的经验数据,这些经验数据帮助水泥工作者在计算磨机装载量时提供了很多方便。随着行业环保要求的逐步升级,海螺集团水泥生产技术的不断进步,Φ4.2 m×13 m联合粉磨系统的大量普及,钢球平均球径也呈下降态势。由于该型磨机两仓平均球径比传统的普通磨机分别降低了40 mm和10 mm左右,进行研磨体级配时再沿用经验数据已明显不适宜了,为此,笔者利用在巴中海螺水泥有限责任公司投产的Φ4.2 m×13 m磨机,分三个阶段加球测量研磨体堆积密度,在数据核对整理过程中,通过认证比对,对研磨体堆积密度进行了复核并提出了新的经验数据。

1 确定堆积密度(容重)的意义

磨机止料后至磨主电动机停机一般都留有5~8 min的排料时间,这样做的目的,通常理解是为了减轻系统设备在下次开机时的启动负荷,同时有利于设备检修,但笔者认为从工艺管理上它还有一个重要的目的,即便于研磨体填充率的检测,通过研磨体的体积变化来判断其磨损量及级配变化,在这些变量的基础上,工艺管理人员需要及时提出研磨体补加量及补加球的规格。本文在此考量的主要是补加量的提出依据,而该依据就离不开研磨体的堆积密度,如果我们已测知研磨体的体积减量是A(m3),根据业内共同遵守的经验数据某仓的堆积密度是B(t/m3),即可方便地计算出研磨体的补加量是A×B(t)。

2 堆积密度的测定及计算方法

根据研磨体级配,研磨体堆积密度是可以计算出来的一个数学数据,但由于级配的不确定性,它更应该是一个经验数据,且需要在不同负荷的情形下经过多次测量和核对,最后形成一个业界专业人员认可的数据。笔者通过三个阶段磨机带负荷运行的3次测量和核算,来完成不同阶段的研磨体密度数据的收集:

(1)第一次30%负荷加球,加球量为C(t),磨机摆平后,进磨测得中心高及筒体有效内径和长度,即可算出钢球堆积体积D(m3),这样我们就获得了第一个研磨体堆积密度数据&1=C/D(t/m3),这个数据只能是一个参考数据,因为在体积测量过程中存在一定的不确定性,如尺子是否拉直、球面是否摆平等,同时还有一个第一次的问题,球与球之间是没有水泥熟料颗粒的。

(2)第二次60%负荷加球,加球量为E(t),进磨测得中心高,算出钢球堆积体积F(m3),我们可以获取第二个研磨体堆积密度数据&2=(C+E)/F(t/m3),而这两个堆积密度&值是不一样的,如何修正这个数据呢?笔者认为可以用E/(F-D),这个数据值介于&1和&2之间。

(3)第三次90%负荷加球,加球量为G(t),进磨测得中心高,算出堆积体积H(m3),那么&3=(C+E+G)/H(t/m3)。

这3次测得的堆积密度数据都会出现不一样的结果,为此,我们继续采用上述办法进行修正,即G/(H-F)、(G+E)/(H-D),针对一个堆积密度,在我们完成磨机阶段负荷试生产过程中,照此方法就可获得6组数据,然后求算术平均值,所得数据即为研磨体的堆积密度。

3 巴中海螺应用4.8 t/m3

堆积密度的问题探讨


3.1 一仓研磨体堆积密度的核算

大家知道普通磨机使用的堆积密度经验数据:一仓是4.5 t/m3,二仓是4.6 t/m3,对于Φ4.2 m×13 m联合粉磨系统,笔者所在的技术部门修改为:一仓是4.6 t/m3,二仓是4.8 t/m3。但在实际运用中笔者发现了一些不吻合现象,下面是在巴中海螺进行的一些数据研究:

(1)2014年12月初,巴中海螺1#磨机开始进入试生产,第一阶段完成了33%负荷加球,加球后有关测量数据见表1。

表1 33%负荷的检测数据
注:括号内数据是按二仓有效长度为9 000 mm时的计算值,表2同。

一仓实测的体积数据与理论推算的数据是相符的,而二仓研磨体的实测体积与按堆积密度为4.8 t/m3计算出来的理论体积是不符合的。

(2)2015年元月初,1#磨机进入第二阶段60%负荷的试生产,加球后有关测量数据见表2。

表2 60%负荷的检测数据

从表2中可以看出,一仓实测的体积增量数据与理论推算的数据是基本相符的,而磨机二仓研磨体的实测体积增量明显高于理论增量,同时根据体积增量10.82 m3及4.8 t/m3的堆积密度计算出来的研磨体装载量(51.9 t)明显大于实际加球量(48 t),此时,二仓挡球圈对体积的影响已纳入思考。

(3)2015年元月上旬,1#磨机开始95%负荷生产,开磨前对有关数据进行了测量,在表3中,考虑到二仓5环挡球圈所占体积对填充率造成的影响,故有效仓长减去400 mm(因为挡球圈共5环,每环厚度80 mm),见表3。

表3 95%负荷的检测数据

在表3中,一仓研磨体实测与理论体积增量变化不大,二仓有效长度由9 400 mm调整为9 000 mm后,从体积增量来看,依然是二仓研磨体实测体积增量高于理论体积增量,至此笔者已确信该型二仓研磨体堆积密度不应该是4.8 t/m3,而一仓4.6 t/m3堆积密度在上述几次计算中都表明是相符的。

3.2 二仓研磨体堆积密度的核算

根据本文第2节计算方法,结合在巴中海螺3个阶段加球中获取的相关数据,现核算如下,见表4。

表4 二仓研磨体6组堆积密度数据的核算

通过对以上几组数据的核算和平均,可以得出结论:Φ4.2 m×13 m联合粉磨系统二仓研磨体堆积密度为4.7 t/m3。

4 平均球径与堆积密度的对应关系

以前大家都习惯说一仓或二仓的堆积密度是多少,随着水泥粉磨技术的不断进步,一些老的概念确实也应该更新了,对于水泥磨机来讲,堆积密度是多少与平均球径相关。

表5 平均球径与堆积密度的对应关系
5 结论

通过本文的探讨,笔者认为:对于Φ4.2 m×13 m联合粉磨系统来讲,一仓研磨体的堆积密度是4.6 t/m3,二仓研磨体的堆积密度是4.7 t/m3,厘清这个数据概念对工艺工作者有着十分重要的意义,可以让研磨体装载量的补充与填充率的测量实现精准对接。

作者单位:台州海螺水泥有限公司

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