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引言 水泥厂的生产工艺主要是两磨一烧，生料和水泥磨的电力消耗约占水泥厂电力消耗的2/3左右，占水泥成本的1/3 左右，要大幅度降低电耗，降低成本，提高市场竟争力，必须加强日常生产管理，采用新技术，新工艺来大幅度提高磨机产量，降低单位产量电力消耗，达到提高经济效益的目的。以下从工艺、电气、设备、运行等多角度谈一下，降低磨机电耗的措施。 1.1 磨机的设计与选择是关键因素 一般而言，以大磨机取代小磨机，可以增产节电，用效率高的粉磨机取代效率低的球磨机，也可收到显著的节能效果，如立磨、辊压磨、挤压磨、高细磨等，它们的效率都比球磨机高。 1.2 降低入磨物料粒度，采用“多碎少磨”工艺改造可降低粉磨电耗系统 在生产实际中入磨粒度不是越小越好，当把入磨平均粒径降低到 10mm 以下时，对于磨机产量的增加并不明显。入磨物料粒度不宜过小，因随着破碎产品粒度的减少，破碎单位产品所消耗的功率在增长。 对于特定的物料而言，进入磨机的粒度存在一个最佳值，在这一点物料的碎、磨能耗最低，根据经验，最佳入磨粒度一般为 0.005D（D为磨机筒体有效内径）左右。原因是当入磨物料小于一定粒径后，即使再减小入磨粒径，增产的效果也不会明显。特别是对于闭路系统，管磨机至少设为两仓，大球仓是破碎而不是研磨。当物料小于一定粒径后，只要一仓的级配合理、仓长到位，物料进入二仓完全能够达到所需粒径要求。 1.3 严格控制物料水分，使入磨物料平均水分在0.5%~1.5% 若水分大，细粉易糊在研磨体，衬板和隔仓板的篦孔上，使粉磨效率降低，磨机产量降低，当水分达到5%左右时，磨机基本上不能进行工作。但水分偏低时易出现静电效应，形成静电吸附，从而影响磨机产量，这也是大型水泥磨机粉磨回转窑熟料时，在磨内喷水的原因之一，实践证明入磨物料平均水分在 1.0%左右为宜。 1.4 控制入磨物料温度 水泥磨物料温度高，将对水泥磨的产量、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，加之磨机在研磨时，大部分机械能将转为热能，致使磨内温度较高，而物料的易磨性随温度的升高而降低。 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，严重影响粉磨正常进行。温度愈高，这种现象愈严重。同时入磨温度过高，还会使石膏脱水，由二水石膏变为半水石膏或产生部分无水石膏，引起水泥假凝，影响水泥质量，入库水泥易结块。 大量的试验证明，物料入磨温度超过50℃磨机产量将会受到影响，如果超过 80℃水泥磨产量降低约 8%~10%左右。 磨机温度高对磨机设备本身也不利，如会使轴承温度升高，润滑作用降低，会使磨机筒体产生一定的热应力，引起衬板螺丝折断等。 为使熟料入磨温度＜60℃，熟料出窑后，必须要急冷，同时需要存放一段时间，严禁出窑即入磨。 1.5 物料易磨性 物料易磨性与物料结构有关，如石灰石中粗晶的方解石晶体直径＞1000（μm）易磨性最差，而粉晶（晶体直径10~100μm）和泥晶＜10（μm）易磨性好。 熟料的易磨性与矿物组成有关，C3A 和C3S易磨性较好，C2S和 C4AF易磨性差，急冷熟料易磨性好，死烧大块易磨性差，矿渣中水淬好的易磨性好。而物料大易磨性对系统产量影响较大，因此，选择矿石、熟料时尽量选择易磨性好的或选用合理的生料配方生产出易磨性好的熟料。 1.6 强化磨内通风 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。这是因为加强通风以后，磨内微粉被气流带走，减少了磨内过粉磨现象和缓冲作用，从而提高粉磨效率； 物料在粉磨过程中产生的热量和水蒸汽及时排出，降低了磨内的温度和湿度，防止粘磨、包球或堵塞隔仓板和篦板的篦孔，提高磨机的产量； 加强通风还能降低磨内温度，避免石膏脱水，防止水泥假凝；还可减少磨头冒灰、改善环境卫生、减少设备磨损；但通风量过大将使收尘颗粒增大，从而影响粉磨产品细度，对质量不利，当通风量增大到一定程度时，会使粉磨单位产品电耗增加，实践证明磨机最大产量与粉磨系统最小电耗范围内存在一最佳通风量。 1.7 合理确定成品筛余控制值或比表面积 在实际生产中，应合理确定成品筛余控制值或比表面积，这个值应为一个范围，而不应该为小于某一值的百分数或大于某一数值。成品筛余控制值或比表面积的大小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。 1.8 应用磨内筛分技术对普通管磨机进行技术改造 磨内筛分技术改造其原理是在普通管磨机内设置筛分装置取代原有的隔仓装置，对前仓物料进行强制筛分，拦截大颗粒，让这些大颗粒仍然回到球仓内继续用大尺寸的钢球进行破碎，合格的细料进入后仓。 同时根据物料本身的特性、粒度、工艺状况，各仓配以合适球、段级配，以控制进入后仓物料的平均粒径。细磨仓采用大表面积的小规格研磨体，大大提高磨机的研磨能力，从而获得高产量、高比表面积的成品，最大限度提高磨机粉磨效率。通过该技术的改造，不必花费大量成本，就可以达到提高产量，提高成品比表面积，降低电耗目的。 1.9 保持合理的钢球装载量对降低电耗有利 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。保持管磨机在较佳的状态下工作，实现高产和稳产。 1.10 使用助磨剂降低粉磨电耗 从形态来看，助磨剂有固体助磨剂和液体助磨剂之分。固体助磨剂多制成粒状或粉状，液体助磨剂多是溶液或乳剂，它们都可以从磨头喂料中加入。 采用液体助磨剂比采用固体助磨剂，在工艺上更容易控制。水泥助磨剂多为表面活性剂，其活性基团定向吸附于水泥颗粒表面所产生的降低水泥颗粒比表面能和强烈的分散作用是提高粉磨效率的本质所在。 在粉磨过程中，加入少量的外加剂，可以消除细粉粘附和聚集现象，它能加速物料粉磨过程，提高粉磨效率和选分机的选粉效率，提高质量。 在实践中，助磨剂以用在大型水泥磨机上粉磨水泥最佳。由于助磨剂价格较高，其对降低电耗，提高产量的作用应与成本的变化比较，最终来确定是否选用。另外在生产中，在磨内投入煤矸石、粉煤灰、沸石等易磨物料，则有利于增产降耗。 目前，水泥助磨剂的研究开发正向多功能复合型发展，即在粉磨过程中加入的助磨剂不仅可以有效提高水泥磨机的粉磨效率，并具有减少水泥或混凝土浆体的需水量，改善其流动性，从而提高硬化浆体的力学性能的作用。 2.1 重视新型电气领域节电技术和设备的推广应用 当前应特别关注以下几个技术： 一是变频节能设备的推广应用。近年来我国的变频节能设备不断取得技术突破，高压、低压不同电压等级的越来越大容量的节电设备开发成功。这项技术可广泛运用在容量较大、系统转动惯量大或设备对启动规程有特殊要求的设备，实现变频软启动减少对电网的冲击，还可节电 25%左右。这项技术还广泛运用在交流电机的变频调速装置上，其节电效果要根据电机所拖动的不同类型负荷特性和调速范围而决定。 二是全方位地采用高、低压无功功率的就地补偿装置，包括自动调节的静电电容器组和进相机组的应用。通过这些技术措施，大大改善水泥企业用电的功率因数，减少对无功功率的需求，从而减少输入电能的有功电能损失。 三是注重低压电机全相控技术的推广运用。这项节电技术可在拖动负荷轻载和重载时自动调整电动机的输出功率，使电机实现在最佳状态下运行，以达到最佳节电的目的。此节电产品平均节电率为 15%~55%。 四是采用绿色照明系统。水泥企业建筑物、构筑物、物料堆场和道路照明器具众多，要求各异。照明所需电能消耗约占总耗电量的1%~2.5%左右。过去多采用白炽灯，效率低、耗电高、寿命短。目前要普遍更换为节能照明灯具。 在道路照明的控制上可推广按光强来控制道路照明开启或关闭的自动化装置。有条件的企业可以把主要建筑物的照明采用太阳能电池的方案。虽然照明电力消耗占水泥企业的电力总消耗的比重不大，其本身的节电潜力还是很大的。 2.2 合理配备电机功率淘汰低效率的老电机 电动机的名牌功率是电动机可以正常工作的最大功率，不是效率最高时的功率，要使电动机运行时最经济，电动机必须工作最高的效率区间，也就是说电动机满负荷工作是不经济的，选择电动机时应该用“大马拉小车”才经济，Y 型电动机的最高效率区间一般在额定功率的 85%左右，具体的可参照电动机的特性曲线。用高效率的电动机更换低效率的电动机。这两点易被勿视。 由于磨机等设备是靠电机拖动的机械，不可避免地存在各种各样的传动损耗，降低损耗是设备管理的主要目的，首先在设备安装时要严格按规范办事，不可出现错位及其它一些安装误差。以避免因筒体振动而造成的能量损耗，同时应保持良好的润滑，减少摩擦损耗。应使润滑油油质清洁，油量充足，油路畅通，保证磨机系统转动部分有良好润滑。 另一方面，由于球磨机通常采用滑动轴承润滑，轴颈与轴瓦接触角一般为75度~90 度，摩擦力矩较大。如今小接触角（30 度~40 度），大侧隙的新型刮瓦方式已被成功地运用到生产实践上。 我们已知的许多大型磨机均采用以上新方式，降低电耗作用较为明显，其原理在于减小了摩擦力矩，而 Φ2.4m以下的小型磨机也可使用滚动轴承代替滑动轴承，因显著降低摩擦阻力而降低磨机能耗，使用滚动轴承代替滑动轴承用在中小型磨机上，其技术已日趋成熟。 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。 加强科学管理，加强磨机工的技术培训，在无自动控制的情况下，磨机工应会听磨音，根据磨音调整喂料量，使其喂料量与研磨能力相匹配，同时还要会控制细度，保持喂料量的相对稳定，并要加强设备的维护保养，使磨机正常安全运转。 总之，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。 |
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