TRMR534立磨系统节电技术改造的实例探讨.docx

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1、摘要针对TRMR53.4生料立磨存在的系统阻力大、磨机压差高、漏风大、选粉机选粉效率不高、循环风机效率低等问题导致的系统电耗偏高，逐步实施了采用新型低阻高效U型选粉机动叶片、中壳体风量调节、低阻稳料风环、低阻型旋风筒、新型密封喂料器、高效循环风机等一系列新技术措施，改造后生料本部电耗逐年下降至目前的12.43kWht,稳定达到立磨系统行业内较好水平。1存在的问题我公司3#生产线于2010年年底建成投产,配套的生料磨为TRMR53.4立磨,设计台时产量500th,生料细度R0.08mm=12%自投产至2017年,该系统台时产量虽然已达到520t/h左右，但是仍存在以下主要问题：（1）立磨配套的旋

2、风筒结构落后、系统管道偏小，磨内压差高，导致系统阻力高，达到10500Pa左右；立磨配套的选粉机型式落后，选粉效率低，合格品不能及时选出；同时出磨生料细度R0.2mm长期偏高，处于控制指标2.0%边缘，影响水泥窑煨烧质量。（2）立磨进料溜子处原配置的回转下料器运行到后期，磨损间隙增大，漏风十分严重，加上系统其他处的密封不严、管道破损治理不及时等问题，导致窑尾烟囱在线检测氧含量长期高达10.5%左右，颗粒物折算值高，环保超标的风险加大。阻力高、漏风大，使得循环风机电耗居高不下；同时，回转下料器卡料引起系统跳停现象频繁，严重影响系统连续稳定运行能力。（3）系统配套的循环风机效率低，只有63%左右。

3、以上问题，导致系统电耗一直偏高，达17kWht左右（见表1）,成为公司短板指标，影响公司成本及市场竞争力。表120112017年3#生料磨生料本部电耗kWh/t2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年平均19.3417.3317.4216.4217.2116.6317.0517.34为此，我公司于下半年开始，通过对该生料粉磨系统标定和专题研究，分步对系统进行节能降耗改造。2立磨系统技术改造年初利用“错峰限产”时机，采用新型低阻高效U型选粉机动叶片、中壳体风量调节、低阻稳料风环和低阻型旋风筒新技术，对其实施技术改造1。1）更换为新型低阻高效NU5832选粉机为尽可能

4、利用原选粉机的结构，降低改造成本，NU5832选粉机保留了原选粉机的传动、出风口、选粉机电动机和减速机，更换了转子（含动叶片）、静叶片、壳体、下锥体、进料管等。该选粉机的核心技术是U型动叶片，其动叶片相对于选粉机常见的直动叶片，在相同的工况条件下能降低阻力30%,选粉效率提高9.13%,循环负荷率降低312%（立磨），还可通过调整外风翅的角度实现调整不同粒径颗粒的选粉效率，有效控制成品的粒度分布。2）应用中壳体风量调节技术理论计算，立磨选粉机的用风量要比粉磨用风量（保证烘干和细料提升）大20%左右，即假如粉磨用风量减少20%左右，既能够满足粉磨用风，同时降低风量后又可有效降低磨体阻力。中壳体风

5、量调节技术基于以上原理，增加了调节粉磨风量大小的手段，即通过“短路”的中壳体调节阀门，尽可能降低风环风量，保持选粉风量不变，实现一方面降低风环的阻力，另一方面减少粗粉进入选粉机,从而提高选粉效率，进而实现回盘细粉量减少、提高料层稳定性和粉磨效率、降低主机电耗。改造内容：在磨机中壳体上开两个1OOOmmXI28Omm椭圆孔，将从两边的入磨风管上分别增加一个“短路”入磨机中壳体的l000mm小风管,并在小风管上安装调节风量的DNlOOO耐热型电动百叶阀。实物照片见图Io图1中壳体风量平衡技术实物照片3）低阻稳料风环（楔形盖板风环）技术将原有风环更换为楔形盖板风环，其工作原理是利用了“楔形”通风道致

6、使气流缓慢加速，使气流均匀性大大提高，确保以较低的风环风速实现大的物料提升能力。理论计算表明，相同的入磨风量和有效通风面积条件下，相比传统导风叶片风环，风环速度梯度（速度均匀性）平均降低56.4%,带料能力平均增加40.2%,为确保磨机外排及磨机稳定的条件下最大限度地利用中壳体旁路风量提供了重要的技术保障，同时低的风环风速也大幅度降低磨机阻力。图2表明磨盘边缘落入风环的物料在离心力的作用下甩至楔形盖板的顶板、导风侧板，其中团聚状物料发生一次冲击打散、二次冲击打散，即进入风环的物料不以团聚的方式下落，两次冲击打散后，团聚料中细粉脱离出来，回料中的细粉量减少；同时，较低的风环风速也减小了粗颗粒进入

7、选粉机的可能性，也有利于提高选粉效率，降低回盘细粉量，从而使料层得以稳定，粉磨效率提高。低阻稳料风环结构见图3,现场实物照片见图4。图2低阻稳料风环内速度场及工作原理4)低阻型旋风筒原配套的4个4.8m旋风筒结构老旧，进风、出风管道通风面积偏小，造成阻力很高。将旋风筒蜗壳整体抬高0.7m；拆除原有旋风筒进、出口部分管道;立磨出口到旋风筒进口之间的风管由3.85m改为4.2m；出旋风筒风管由2.2m改为2.5m(两根出风口风管、出风汇合3m风管、循环风机入口3.55m风管均保留)。图3低阻稳料风环图4低阻稳料风环现场实物照片以上4项改造后，立磨主电动机电流从改造前210A降到198A,下降12A

8、,立磨出口压力由-10500Pa降至J-9000Pa,2018年3#生料磨台时产量达到523.99th,系统电耗为15.73kWht,比2017年17.05kWh/t降低了1.32kWht,生料质量指标符合要求。3新型密封喂料器技术改造3.1改造原因立磨入磨溜子处负压高，密封堵漏难度大，原使用的回转下料器存在以下问题：(1)使用后期磨损间隙增大，锁风不严造成漏风严重，导致生料磨出口含氧量高达约10.5%,增加了生料粉磨系统循环风机和窑尾废气系统排风机负荷。其中，生料循环风机单机电耗高达8.44kWh/t。(2)间隙增大后易出现卡转、频繁停机现象，年卡停次数29次，影响立磨稳定运转。（3）回转下

9、料器日常焊补维护维修量大，年维修费用高达12万元。（4）系统其他漏风点较多。针对以上情况，2019年年初，我公司决定采用新型TS1.M50密封喂料器替换原回转下料器。3.2 改造措施拆除原回转下料器，保留原入磨溜子；在原基础安装新型密封喂料器，在喂料器上方加装称重仓；从生料磨中壳体部位加装200mm管道至密封喂料器刮料仓，用于引入热风，保证刮料仓叶片不黏结湿物料，见图5。图5改造后的密封喂料器同时，公司树立“漏风就是耗电的思想，通过坚持班组、车间、公司定期检查，下发整改通知单，配套绩效考核措施，整治了振动出渣机、回灰螺旋输送机上盖、壳体法兰、除尘器锁风喂料器等损坏的密封、破损的系统管道等大量的

10、漏风点。特别是磨辑摇臂处，目前采用的密封材料寿命偏短，使用后期漏风严重，治理难度大，不得已成为定检必修的项目。3.3 改造效果项目于2019年2月完工，开启后运行稳定，无故障发生。（1）改造后3#生料系统电耗降到15.19kWh/3扣除限产检修期间检修保温用电后为14.91kWht,比2018年15.73kWh/t降低了0.82kWhZt0再考虑摊入0.13kWh/t辅助用电统计口径的变化，同口径相比，实际比2018年降低0.95kWh/to其中循环风机电耗降到7.72kWh/t,比改造前2018年的8.44kWh/t下降了0.72kWht,充分说明改造后漏风率显著降低。节约电费0.95kWh

11、t0.4元kWhx232.5万t=88.35万元，节约维修费用12万元，两项共计约100.35万元。（2）窑尾烟囱在线检测氧含量从10.5%左右降低至约6%（如图6所示），立磨开时7.0%,立磨停时5.0%,达到行业较好水平；在线检测颗粒物折算值大幅下降。（3）改造后，在转子进料口上方加装称重仓，保证分格轮进料均匀，下料器卡停次数由原来的29次降低至O次。立磨连续运转能力明显提高。4生料循环风机改造4.1改造原因（1）电耗高。经过前期三家专业公司现场多次标定，原3#生料循环风机做功效率低，平均仅为63%,吨生料单机电耗高达8.44kWht,见表2。表22018年3#线生料循环风机电耗统计kWh

12、/t4月5月6月7月8月9月月月11月12月平均8.638.278.518.539.928.318.338.1210.028.44（2）循环风机无变频控制系统，启动电流高，水阻柜故障频发。4.2 改造方案采用高效节能风机替换原有循环风机，同时增设变频柜，实现节电目的。风机参数：风机风量N900000m3h;风机全压10（MX）Pa。4.3 改造效果2020年年初错峰限产期间实施了改造，截至目前运行良好。生料磨系统及循环风机电耗见表3。32020年上半年3*生料磨系统及循环风机电凝月份3#生料扇系统3#懦环风机备注产量八电dt/kWh通彬(kW)电址ZWh唯刖kWha4月218292268532

13、1123010804964.95骅低破内5月2867663457510110614285044.98。抵减料6月27871836075642.9415517045.57低验料合计/平均783776975039412.4340607045.17从表3可以看出，2020年上半年生料工序电耗平均为12.43kWh/t,再考虑摊入0.25kWh/t辅助用电统计口径的变化，同口径相比，实际比2019年15.19kWh/t降低2.79kWh/t。其中循环风机电耗平均为5.17kWh/t,较改造前2018年8.44kWh/t降低了3.27kWh/t0改造效果十分显著。4.4 产生效益按2019年生料232.

14、5万t估算，循环风机电耗降低3.27kWh/t,每年节约电费0.4元kWhx232.5万t3.27kWht=304.il万元。5采取的其他措施1）优化系统操控参数鉴于影响水泥窑煨烧的生料R0.2mm细度稳定在1.5%左右，为提高台时产量，将R0.08mm细度控制指标由原来的12.0%提高为14.0%,也是台时产量提高的因素之一。中壳体补风管全部打开后，立磨振动值上升明显，为此，将中壳体补风管适当关小运行。2）硫酸渣调配库锥部扩径改造硫酸渣调配库原锥部直径偏小，加上硫酸渣水分大物料黏湿，蓬料堵料、下料不畅问题频繁。存在的问题：一是发现不及时，严重影响配料质量；二是处理超时必须止料处理，影响立磨产

15、质量和电耗；三是处理工作量大，员工抱怨很大。2019年4月，公司对硫酸渣库锥部进行扩径改造，自行设计安装皮带料层检测装置，并与振打装置连锁实现断料自动振打。改造后彻底解决了硫酸渣下料蓬堵问题，实现了断料蓬料期间的自动检测、自动振打，稳定了生料配料；杜绝了硫酸渣断料停机处理问题，提高了立磨连续运行能力，同时减少了该处现场清堵作业人员4人。6改造后效果及体会（1）通过两年多的节电技术改造，3#生料磨生料本部电耗逐年下降，目前为12.43kWht,扣除摊入0.25kWh/t辅助用电这一统计口径变化更低，达到生料立磨系统电耗行业较好水平。比改造前17.05kWh/t降低4.62kWh/t,降幅27.1

16、%,年节约电费453万元。改造前后3#生料磨生料本部电耗情况见表4。表42017-2020年上半年3#生料磨生料本部电耗kWh/t2017年2018年2019年2020年上半年2020年比2017年折合熟料综合电耗17.0515.7315.1912.43-4.62-7.23（2）采用新型低阻高效U型选粉机动叶片技术、中壳体风量调节技术、低阻稳料风环和低阻型旋风筒等新的技术措施，可降低系统电耗约1.32kWhto（3）采用新型密封喂料器替代立磨入磨溜子处回转下料器，同时强化密封堵漏管理，减少系统漏风，降低循环风机电耗约0.72kWh/t；同时有效降低了卡停故障，立磨系统连续运行能力得到提高。在线

17、检测氧含量降低，窑尾颗粒物折算超标的环保压力明显减轻。（4）采用高效节能风机替换原有循环风机，大幅提高了风机效率，电耗比改造前降低3.27kWht,对降低电耗的贡献最大。（5）做好日常密封堵漏管理，对于降低电耗作用明显。（6）对于传统的生料立磨系统的节电改造，只要通过系统标定找准问题原因，采用新技术并做好项目方案评估，通过技术改造、加强系统密封堵漏管理和优化操控参数，生料立磨系统同样可以达到或接近辑压机系统的电耗水平。大型生料立磨系统的节电改造针对电耗高的生料立磨系统分步实施改造，应用了新型低阻高效选粉机、低阻稳料风环、大蜗壳低阳型旋风筒、新型密封喂料器、高效循环风机等一系列新技术，并不断强化

18、精细化管理，生料工序电耗由17kWh/t逐年下降至12.44kWh/to我公司3号生产线于年建成投产，配套的生料磨为TRMR53.4立磨，设计台时产量450th.生料细度R8012%。自投产至2018年期间，通过不断的优化调整，台时产量达到515t/h以上，并能稳定在高产状态下运行，但生料立磨系统工序电耗长期居高不下，20112017年累计平均电耗为17.34kWh/t,远高于行业内先进值。2018年，公司决定采用新技术，推行精细化管理，以降低生料立磨工序电耗，降低生产成本，提升公司竞争力。1系统基本情况该粉磨系统主机设备配置见表1,工艺流程见图1。1主机设备配置序号设品名林规格号主要参数装机

19、功率I生力IffTRMH53.4也检：5300mm转速：25.35rnmIftlK故址：4个密现：2450manX735nmYRKK9(XM4OWkWIOkV2通粉机SR52OOIIIMfa监：52OOmmH3O-0rfmin一3减环收机W6-2x3O-l4NoJ7F风曲900000m4全压：12TnOPa，与速：98()r/mm电机功率YHKK90O.440OkU.IOkX5装除尘器jCMG53O-4X8耐口阻林冲除尘制处理凤依：QftOOOOmTh人11浓度：80WNn出“浓度：3JI:1200lTOOPa建发故依，2560条总过谆面机16960jftA:在线定时清版6Y5-2x53-l4

20、,29.7F应敏：I(BoOOOmTh11BfK-3SSOI1.况.海拔2252m)YPTQ7i(IWWkW.IOkV图1系统工艺流程图2存在的问题该生料立磨系统工序电耗长期居高不下，20112017年累计平均电耗为17.34kWhto具体表现为：(1)旋风筒结构落后，系统管道偏小，磨内压差高，导致系统阻力高，负压达到1250OPa以上；(2)立磨配套的选粉机型式落后，选粉效率低，合格品不能及时选出；同时出磨生料0.2mm细度长期偏高，处于控制指标2.0%边缘，影响水泥窑般烧质量;(3)立磨进料溜子处原配置的回转下料器磨损间隙增大，漏风严重，导致窑尾烟囱在线监测氧含量长期高达10.5%左右，颗

21、粒物折算值高，环保超标的风险加大；阻力高、漏风大，使得循环风机电耗居高不下；同时，回转下料器卡料引起系统跳停现象频繁，严重影响系统连续稳定运行能力；(4)配料系统硫酸渣调配库因锥部直径设计偏小，硫酸渣水分大，物料粘湿,蓬料堵料、下料不畅问题频繁发生，断料后需止料停机处理，不仅造成配料波动大并且能耗浪费大；（5）经专业检测，系统配套的循环风机效率低下，只有63%左右。3改造优化措施3.1 磨机系统优化（1）我们采用新型低阻高效NU5832选粉机（见图2）代替原静态选粉机，实施过程中最大程度利用原选粉机的结构，从而降低改造成本，保留了原选粉机的传动、出风口、选粉机电机和减速机，更换了转子（含动叶片

22、）、静叶片、壳体、下锥体、进料管等。实施选粉机改造后选粉机阻力降低30%,选粉效率提高9.13%,循环负荷降低312%（立磨），还可通过调整外风翅的角度实现调整不同粒径颗粒的选粉效率,有效控制成品的粒度分布。选粉机电机功率降低15HZ,选粉机电流降低50A,生料0.2mm细度VI%,性能指标均优于实施前指标。（2）拆除原有磨内风环，优化安装了新型楔形盖板风环（图3、图4）图2NU5832选粉机结构图3楔形盖板风环方案及现场实物照片图4楔形盖板变截面风环示意新型锲形盖板风环的主要工作原理是利用“楔形”通风道使气流缓慢加速，使气流速度均匀性大大提高，确保以较低的风环风速实现大的物料提升能力（见图5

23、）。理论计算表明，相同的入磨风量和有效通风面积条件下，相比传统导风叶片风环，风环速度梯度（速度均匀性）平均降低56.4%,带料能力平均增加40.2%,为确保磨机外排及磨机稳定提供了重要的技术保障，同时低的风环风速也大幅度降低磨机阻力，磨内阻力降低500Pa,磨机主机电流降低20A。（3）优化旋风筒蜗壳及出磨管道直径，提高旋风筒收尘效率，减小管道阻力，将生料磨系统旋风筒配套4个中4.8m旋风筒蜗壳部向上加高600mm（见图6）,内筒高度相应增高600mm,内筒直径由原2500mm扩大至2700mm（见图7）。拆除原有旋风筒进、出口部分管道，立磨出口至旋风筒进口之间的风管由3.85m改为4.20m

24、（见图8）；出旋风筒风管由2.20m改为中2.50m（两根旋风筒出风口处的风管，原系统中出风的汇合风管中3.0Om风管保留，循环风机入口的原中3.55m风管保留），出磨负压由12000Pa以上降低至8500Pa,降阻效果明显。图6旋风筒加高图示通过磨机系统优化，立磨主电机电流从改造前的210A下降为198A,下降12A,立磨出口负压从改造前10500Pa下降为9000Pa,下降1500Pa,循环风机电机电流从改造前的270280A下降为245250A,下降约27A。“风机+电机”电耗比改前降低约1.85kWht生料。3.2 系统漏风的彻底治理原生料磨配套的入磨回转下料器，结构形式老旧，经多年磨

25、损后转子间隙增大，锁风效果差，并经常发生因物料卡堵后跳停引起磨机连锁跳停事故。于是，我们拆除原喂料器、保留原人磨溜子、在原基础安装了新型TS1.M密封喂料器（见图9）并在喂料器上方加装称重仓；从生料磨中壳体部位加装中200管道至密封喂料器刮料仓，用于引入热风，保证刮料仓叶片不粘结湿物料。实施后运行稳定，下料器卡停次数由原来的29次/年降低至2次/年，立磨连续运转能力明显提高，窑尾烟囱在线检测氧含量从10.5%左右降低至约6%（立磨开时7.0%,立磨停5.0%）,达到行业先进水平。Bt内修M大BB示Sk出风及风改图示.图9新型N1.M密封喂料器3.3 生料配料黏湿物料蓬仓问题的解决黏湿物料蓬仓对

26、喂料过程带来诸多麻烦。我们先后对硫酸渣库锥部进行了扩径，自行设计安装了皮带断料检测装置（见图10）,并与振打装置连锁实现断料自动振打。改造后彻底解决了硫酸渣下料蓬堵问题，实现了断料蓬料期间的自动检测、自动振打，稳定了生料配料（见图11）,杜绝了硫酸渣断料停机处理问题，提高了立磨连续运行能力同时减少了该处现场清堵作业人员4人。图10皮带断料检测装图11改造前后下料趋势对比3.4 大型高效节能风机改造应用多家专业公司现场标定，该生料系统循环风机做功效率低，平均仅为63%,且循环风机为阀门控制，无变频调节，致使吨生料单机电耗高达8.44kWh/t（见表2）o腼4Jl5116Jl7月SJl9JlIOJ

27、IIlfl12JlW827的1539.921338.12IODl我谩前看丽机电峻计侪州物8.44针对此问题，我们决定实施利用高效节能风机替换原有循环风机，同时增设变频柜。相应风机参数：风机风量2900000m3h;风机全压100OOPa。实施改造后循环风机电耗年度平均完成5.17kWh/t生料，较改造前8.44kWh/t生料降低3.27kWht生料，改造效果十分显著。4优化效果通过两年多的新技术应用改造及管理提升该生料磨本部电耗逐年下降（见表3）。目前为12.43kWh/t生料，比较2017年改造前17.05kwh/t生料降低4.62kWh/t生料，降幅27.1%,达到生料立磨系统行业先进水平，年可节约电费430万兀。v-m4*rJI，BH吐4NaS5结束语水泥有限公司3号生料磨系统作为建成投产较早的生产线，受制于当时装备能力及科技水平，系统能源消耗偏高。公司结合自身发展实际，在原有立磨主机系统本体不发生大变化的前提下，大力应用新技术进行局部优化，在减少投资的基础上实现了能源消耗的大幅降低，达到了用辑压机终粉磨系统替代立磨方案的效果。本次技改再次证明，老旧生产线节能潜力巨大，只要潜心研究，不断采用新技术，评估好项目方案，深入做好精细化管理，做好设备定检维护治理好跑冒滴漏，老旧生产线照样可以焕发新机，能耗指标也能达到行业先进水平。