技术 | 水泥联合粉磨辊压机系统的升级改造

引言

辊压机+管磨机组成的水泥联合粉磨系统之所以节能，是因为经高压挤压处理后的入磨物料的微观结构发生了变化，其裂纹数量与晶格缺陷显著增加，物料的易磨性显著提高，粉磨功指数Wi一般可降低25%以上。物料粉磨功指数具体降低多少，取决于辊压机的运行效率。具体讲，与辊面的耐磨性、喂料的稳定性、液压系统的可靠性和辊压机系统自动控制功能的实现有关。

某公司120-45辊压机+3.2 m×13 m管磨机组成的水泥联合粉磨系统，粉磨P·O42.5水泥平均产量81 t/h，粉磨电耗32.99 kWh/t；入磨物料比表面积90~100 m2/kg， 0.08 mm筛余60%~65%；辊压机运行不稳定：辊压机电流偏差大、辊缝波动大、液压系统频繁加压、液压油温高。经调研，公司决定选用成都九泰公司的SPC控制系统（即辊压机有效功率分段优先控制系统）、液压集成系统、新材料合金辊和双杠杆式进料装置对辊压机系统实施综合改造。

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改造前系统的基本情况及存在的问题

1.1 基本情况

水泥粉磨系统系由辊压机+管磨+高效选粉机组成联合粉磨圈流系统，工艺流程见图1，设备配置见表1。

图1 工艺流程

表1 水泥粉磨系统设备配置

1.2 辊压机系统存在的问题

改造前，入磨物料比表面积90~100 m2/kg，0.08 mm筛余60%~65%，辊压机运行不稳定。主要表现为：辊压机电流偏差大、辊缝波动大、液压系统频繁加压、液压油温高等。

（1）监测点及自动纠偏功能不完善，控制功能监测点及故障查询不完善，辊压机系统运行不稳定，故障率较高。

（2）辊压机液压油站频繁加压工作，液压油缸、蓄能器、液压阀件损坏率较大。

（3）辊压机辊面使用焊接辊，每年焊接费用约在25万左右，而年停机时间在25天左右，造成生产任务紧张，影响销售市场。

（4）进辊压机喂料不稳定，造成辊压机运行辊缝偏差大、电流波动大等，严重影响辊压机高质量地稳定运行。

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改造措施

针对以上问题，公司选用SPC控制系统、液压系统、新材料合金辊和双杠杆式进料装置对辊压机系统实施综合改造。

2.1 启用辊压机SPC控制系统

辊压机SPC控制系统采用分段优先控制有效功率的原理，能改善辊压机因工作辊缝偏差大、工作压力差大等因素造成的辊压机跳停；能及时检测运行中各参数的实时变化，及时地自动调整，保障辊压机的稳定运行，有效提高辊压机的挤压做功效率以及设备高效运转，降低员工的劳动强度。启用SPC控制系统（见图2）后，辊压机系统完全实现了自动化控制，运行参数实现自动修正。

图2 辊压机SPC控制系统

2.2 改造辊压机液压系统

辊压机液压系统改造前的情况见图3，液压油站频繁加压工作，液压油缸、蓄能器、液压阀件损坏率较大。改造启用液压集成系统（组合控制阀组），集成的阀块及液压阀功能设置合理，现场布置有序，辊压机有效做功的控制更加有效，见图4。

图3 改造前辊压机液压系统

图4 改造后辊压机液压集成系统

2.3 新材料合金辊替代堆焊辊

为了提高辊子的耐磨性，降低维护成本，利用新材料合金辊替代堆焊辊，同时在原有基础上将辊面宽度增加70 mm，将120-45辊压机改造成120-52辊压机，减速器功率扩大到280 kW，其余设备、电机等保持不变。

2.4 辊压机进料装置的改造

为了让中控操作人员能实时根据工艺系统的变化来灵活控制辊压机的喂料量，解决冲料问题和进料装置因丝杆卡死不能调整问题，公司采用双杠杆式进料装置（见图5）替代原进料装置。改造后，辊压机端面漏料、冲料现象消失，物料流量的控制更加方便、直观、有效。

图5 采用双杠杆式进料装置

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综合效果

本次改造工期共计8天，改造达到预期效果。

（1）系统运行情况稳定，不仅提高了台产，还降低了吨水泥粉磨电耗，见表2。

表2 改造前后的水泥性能及相关指标对比

（2）物料无侧漏，同时液压油站压力稳定，表现在动辊偏摆幅度明显减小，始终处于浮动状态，油泵处于间隙工作状态，两辊主电机电流从原来的30～50 A波动降到5～10 A以内。

（3）辊压机有效功率分段优先控制达到目的，入磨物料比表面积由90~100 m2/kg提升到150~160 m2/kg，0.08 mm筛筛余60%~65%细度降至40%~45%，挤压效果提升明显。

（4）经济效益明显。从表2可知，系统台时产量在原有基础上提高15%以上，电耗下降约4kWh/t，年节约电费240万元。同时，新材料合金辊的使用，不仅降低了年维护费，还节约了维护时间。

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结束语

水泥联合粉磨系统的技术核心属于“分段粉磨”，粉磨专家邹伟斌先生曾多次指出，水泥联合粉磨工艺“磨前处理是关键”，这就要求我们必须重视预粉磨装备及技术的发展，重视对预粉磨系统的技术创新，重视对预粉磨系统创新技术的应用。公司秉承这一技术思想，积极采用辊压机SPC控制系统、液压集成系统、新材料合金辊、双杠杆式进料装置，使辊压机系统不稳定这个关键问题得到有效解决，为磨内低电耗磨细创造条件。