水泥厂立式辊磨的选型（三）

沈重立式辊磨 

4．1磨煤立磨   
沈阳重型机械公司1985年从原西德的Babcock公司引进三种规格的MPS立磨磨煤机的全套设计、制造、检验技术，经对引进技术消化吸收后又自行开发了MPl000～MPS2650各种型式立磨磨煤机系列。     

由图8可见，加载系统是通过弹簧或液压油缸给3个磨辊施加压力，压力均匀分布于磨盘煤层上。加载架与磨辊支架通过滚柱可沿径向作倾斜12。～15。的摆动，以适应物料层厚度变化及磨辊与磨盘衬板磨损所带来的角度变化。粉磨后煤粉溢出磨盘边缘，被进入的热风通过环形喷嘴形成的75～90 m／s风速将磨好的煤粉吹起，进入分离器，成品细粉送出磨煤机，粗的回料喂入原煤一起落到磨盘上重新粉磨。     

在选型时，还要根据煤粉细度要求，选择静态、动态和动静态三种不同选粉机。静态选粉机适合于煤粉细度Rw粗于15％的工况，它结构简单，没有运动部件，故运行可靠，但是当要求Rw细于12％t寸，不再考虑用静态选粉机。而动静态选粉机(即笼型高效选粉机)其选粉效率高，明显降低了磨内循环负荷，故现在完全取代传统的动态选粉机。动静态选粉机装有变频无级调速电动机和特殊耐磨合金钢板叶片及陶瓷衬里，煤粉细度R90可在4％～15％之间调节，运行中也可调节。   

在选型时还要考虑原煤水分，要保证通入热风具有足够烘干能力，MP中速磨在正常隋况下，入口最高温度400℃，当原煤水分较高，要求人口风温超过400℃时，应通知制造厂，要求磨内相关零件采用相应耐热合金钢制造。中速煤磨运行时主要控制出口最高温度，烟煤为90～95℃，挥发分高的褐煤不应超过70℃，出口最低温度应超过露点10℃，煤粉水分一般可确定1％。     
MP中速磨煤机系统考虑了防爆措施，当煤可燃基挥发分 Vm在30％～40％时，为易燃性煤种，当 Vm>40％为强爆炸性煤种。后者要考虑防爆问题，煤粉磨得过细也要考虑防爆问题。MP中速煤磨煤粉制备系统采用了下列防爆措施：     

(1)采用抗爆型磨煤机，其壳体抗爆等级为0．35 MPa(非抗爆磨煤机壳体抗爆等级为0．1 MPa），磨机顶部装防爆门。     

(2)粉磨强爆炸性煤粉时，磨机应设置冷却风装置，当磨内着火有爆炸危险时，可迅速将磨内高温零件冷却到80℃以下。同时启动装有隋性气体氮气、二氧化碳的消防装置。     

(3)在磨机启动、运行及停机时采用防爆控制方式，控制参数也采用防爆参数。 

4．2 MPS生料立磨和熟料立磨     
沈重于1985年12月引进了德国非凡公司的两类(生料立磨和熟料立磨)8种规格立磨。首台MPS3150立磨用在安徽巢湖水泥厂，以后在国内有30多家水泥厂应用，现将这些工作IMPS立磨技术性能列于表8，供选型参考。 

4．3沈重自行开发的：MI§立磨   

我国水泥工业急需发展5 000t/d生产线配套立磨，铜陵海螺5 000t/d生产线原料磨系统方案比较见表9。由表9可见，立磨比中卸磨单位电耗省7．3～9．3kWh／t，年省电1 807～2 3007f度，按电价0．43元/度计算，则一年可省777～989 
f元，投资增加705～1 228万元，因此一年节约电费就可以补偿投资增加费用。而对于立磨采用全部引进，其投资费用太高不宜采用，有些外国公司采用分交降低价格，也还是比国产设备高500多万元。   

沈重自行开发了为2 500 t／d、3 000t/d、4 500t/d、5 000t/d生产线配套的MLS立磨，其技术性能见表10。     
新开发的MLS立磨是在MPS立磨基础上改进的，采用了高效动静选粉机以及磨辊检修装置，与德国非凡公司新一代MPSBC型立磨技术相当。     

新的MLS型立磨已经售出20多台，其中以MLS3626立磨占大多数，说明该型立磨已经成熟。   
2002年沈重为铜陵5 OOOt/d生产线配套设计制造出MLS453l生料立磨，生产能力360～400t/d；人磨水分<6％；出磨水分<0．5％；入磨块度<100 mm；出磨细度R90<20％。     

这是我国开发设计制造的第一台大型立磨，试生产期间，曾出现液压系统漏油、蓄能器能力不足、磨机振动较大等问题，使立磨粉磨能力和运转率达不到设计指标，生料产量满足不了烧成要求，使烧成系统只能低负荷运转。为此业主、中材国际、沈重和安装单位共同研究处理办法，为液压油缸增加了2个40 L的蓄能器，对液压油缸头处导向套的材质与数量作了改进。针对立磨振动大问题，对基础加固处理。使粉磨能力和运转率达到了设计指标，产量超过400们。这证明我国同样具有高水平的开发能力，打破了国外公司垄断大型立磨的局面。   

MLs453 l立磨设计制造安装使用的成功，为我国自行建造5 000 t／d大型水泥厂设备国产化率达到96％作出了巨大贡献。MLS453l立磨被国家经贸委列为2001年国家级新产品，它的成功是沈重、海螺集团、中材国际通力合作的结果。 

5伯力鸠斯立式辊磨 

5．1结构   

在20世纪60年代初期克虏伯获得Berz磨的专利，只有2台Berz磨用于粉磨水泥原料。但由于该磨存在不可控制的动载荷力，很短时间就在市场上消失了。后来克虏伯和伯力鸠斯合并后，他们为了扩大自己立式辊磨在水泥工业的供应范围，开发了伯力鸠斯辊式立磨，首先用于粉磨水泥原料，后来用于水泥厂磨煤，现在可用来磨水泥熟料、矿渣等。该磨的2套双辊运行在具有双槽辊槽的磨盘上。通过输送机和喂料溜子喂人要粉磨的物料，堆积在选粉机的尾锥中并直接降落到磨盘中心，在离心力作用下使物料进入2套单独的成对磨辊下。被粉磨物料溢出磨盘挡环和被由环形喷嘴冒出的热气流卷吸走和被烘干。可以在外部调节环形喷嘴喷出气流速度，使一部分物料送到高效选粉机，不能被热风吹走的物料粗粒部分，通过环形喷嘴降落到外部斗式提升机输送到选粉机中。比较高的外部再循环最适宜从矿渣中用磁鼓吸取出铁块和保证通过磨机系统具有低的压力损失。该选粉机把物料分成细的成品和粗颗粒。粗颗粒降落返回磨盘，同时细的产品被气流带出和用袋收尘器收集起来。 

双槽磨盘和弧形表面的辊子可防止物料在辊压过程中逃逸，而且辊子可上下位移和在表面上摆动，这样即使在磨盘和辊子有一定磨损后还保持相互吻合，能使料床稳定，改善粉磨效率，减少振动。辊子磨损后可调头使用。为防止辊子与磨盘两导槽中间部分的磨损，这部分用较软材料“软铁”制造，磨损后，更换“软铁”的高度视辊子和磨盘的当时情况而定(图9一c)。辊子和磨盘衬板材料为高铬合金冷硬铸铁。表面硬度63～65HRC,Cr含量18％～20％。当物料中大于O．09 mm的筛余为8％时，辊套寿命可达10 000 h。磨矿渣(邦德指数20)时，使用寿命为6000h。   

磨辊结构见图10。过去轴承采用润滑脂润滑，现在改为稀油用专门润滑系统进行润滑，并加强了磨辊密封，以提高轴承寿命。采用双辊道使磨盘与磨辊之间切向速度差降低，降低了磨盘与磨辊切向速度差产生刮削带来的磨损。     
由图lO可见双磨辊支承两端锚柱，成对磨辊在磨机壳中被导向。      

导向系统允许围绕磨辊水平轴作竖直运动和倾斜，这样即使内外辊之间因粉磨层厚度变化也能使2个磨辊总是保持接触。采用导向托辊使锚柱在磨机壳体内切向受限制，磨机壳体承受由于磨盘回转在成对磨辊上产生的切向推力。该装置包括磨辊支座和成对磨辊，它们在液压横杆拉力作用下压向粉磨层。       

维护中需要磨机空转时，磨辊与磨盘之间存在金属接触。这时磨机要降低弹簧加载系统中液压系统的工作压力，使之在部分卸载下启动。用于水泥原料的大型磨机一般带有辅助传动，这时要像MPS磨一样在主电动机通电前，最初要以非常低的磨盘速度去铺匀粉磨层。辅助传动在维护工作期间完全可以使用。   

在液压气动弹簧系统工作期间，磨辊作垂直运动。由于整个装置可以绕枢轴旋转去适应粉磨盘，故成对的双磨辊可共同绕支承自动调位。在一对磨辊与另一对磨辊之间不存在共同影响，每对磨辊它们自行单独定位。    
 

内部磨辊(即位于紧靠磨机中心的磨辊)运行时大大地慢于外部磨辊，因为与之匹配的粉磨槽的直径小，因此内部磨辊磨损速度慢于外部磨辊。  
 

更换包括磨辊支座和成对磨辊的磨辊装置要使用架空轨道吊送机吊到磨机壳体外部，这样在磨机附近需要与磨机基础同样大小面积的维护场地。 

5．1．2环形喷嘴   
伯力鸠斯立磨的2对磨辊相间1 80。，1 2个喷嘴(图11)不是均布。喷人热气流的分布应与从磨盘撒出物料的分布一致，否则会引起气流“短路”或过大的空气循环。为此伯力鸠斯对他们1台46／23立磨进行了测试。测试方法是在同样的风速下沿磨盘周边喷环以上1 m处均布8个测点，抽出含尘气体，测量含尘浓度，得出如图12的环形喷嘴上物料分布图。由该图可见刚从磨辊压出处的物料量最大(6 000～12 000g/m3)；距离磨辊越远物料量越少，到进入磨辊处物料量最小(2 000～6 000g/m3)。显然热气流应导向物料量分布最大的地方。因此伯力鸠斯只在圆周上布置8个喷嘴，每个喷嘴装气流调节装置(图11)：通过盖板单独调节每个喷嘴的开度，来调节气流分布。 

5．1．3控制立磨振动   
伯力鸠斯公司认为磨盘上料层厚度过薄或过厚都会使料层不稳，使磨辊载荷波动，继而引起振动。     
当料层过薄时(图13a)，物料颗粒尺寸不均对辊压载荷波动影响很大，当特别薄引起磨辊与磨盘发生金属接触时，影响振动更大。随着料层加厚，物料颗粒尺寸的不均性影响逐渐减弱，振动也逐渐变弱，一直到某一料层厚度，达到最平稳的运转状态(图13)，这个料层厚度在立磨运转时，通过多次调整参数找出最适当料层厚度的控制范围。 

如果料层厚度继续增加，由于磨辊和磨盘相对运动，磨辊猛推物料使物料有堆积突起趋势。随着料层越厚，这个突起越大，磨辊越难推动和越过，从而磨辊的载荷聚增，使振动迅速上升(见图13c)。通过试验发现料层过厚时，随厚度增加振动速度上升极快。从图14中可以看出不同物料对振动速度反应不一样，对难粉磨的矿渣水泥，要求料层要薄些，但振动速度要高些。 

  我们知道，磨机振动与料层的稳定性有很大关系，而料层稳定性与物料下列特性有关：     

(1)与物料粉磨阻力有关，当物料很硬难磨时不易保持料层稳定。     

(2)物料水分：水分适当大一些有利于料层稳定，有时为使料层稳定要适当喷水。    
 

(3)物料颗粒组成中没有特大块度，有利于料层稳定。    
 

(4)与物料流动性有关，粉状物料多、流动性大的物料，不易被磨辊捕获，不易形成稳定料层。     

(5)调节挡环高度，不同物料料层厚度敏感度不相同。由图15可见，第1种物料的料层厚度对挡环高度变化极为敏感，而第2种物料的料层厚度对挡环高度变化不敏感，第3种物料居中。 

由图15还可以看出，同一挡环高度，不同物料由于其特性不同，其料层厚度差异很大。   
要控制立磨振动，最根本的是控制料层厚度的稳定性，主要措施是：  
 

(1)保证喂人立磨喂料量稳定；   
(2)控制喷嘴空气量恒定，即喷出风速恒定，使吹回磨的物料量恒定，料层厚度也就不会变化；     
(3)适当向磨内喷水，水可喷至磨盘中心，也可喷至磨辊前方物料突起处； 
(4)正确选择蓄能器大小，正确设定氮气压力。        

由图16可见磨辊的油缸压力在运行中的变化曲线。当蓄能器太小，设定压力尸n太大时，则液压弹簧系统很硬，这时磨辊随着料层厚度变化使液压系统压力变化幅度很大。为很好地发挥蓄能器缓冲振动作用，蓄能器要选得足够大，与液压油缸相连管道应有足够的断面，而且蓄能器应尽量靠近油缸。前面所述铜陵海螺MLs453 1立磨蓄能器选得小，产生较大振动即为一例。一般认为在磨辊加压的接杆上测得振动速度在1～5mm/s内较为合适，以此为标准来选择蓄能器。还建议蓄能器氮气充气压力：     

Po=0．9×pmin   (12) 
式中：Pmin一液压系统最小压力，MPa；   
液压系统压力变化值△P=max—_Pmin=25％Pn  (13) 
式中：‰—液压系统最大压力，MPa；     
Pn一正常工作压力，MPa。   

为测定拉杆上下振动速度和确定磨内料层厚度，在拉杆与油缸连接法兰上装位移传感器，把位移变化信号传到中控室，操作人员可及时了解磨内料层厚度变化，并采取相应控制措施。 

5．1．4立磨节能措施  
 

(1)把老式静态分离器改成动静态选粉机。改装SEPOL高效选粉机，可以提高选粉效率，使回粉中细粉减少；这样可提高立磨粉磨效率和降低能量消耗。同时可以在运行中调节选粉机笼型轮转速，很方便地调节产品细度；特别是粉磨水泥和矿渣时，可随意调节水泥或矿渣粉的细度为320～500 mM2/kg，对提高水泥质量很有利。     

(2)合理调节环形喷嘴的气流分布。如前所述，通过在磨盘周边合理分布喷嘴，以及通过盖板单独调节每个喷嘴开度，可以使喷嘴喷人的空气量与磨盘撒出物料量一致，不会引起气流短路和过大空气循环，因而可降低通过喷嘴空气压力来降低能量消耗。  
 

(3)采用外部物料循环。立磨很大一部分压降损失消耗在喷嘴区域，这里内循环需要很高气流速度(60～85 m／s)，会产生大约3 000～5 000Pa的压损。如果气流速度降到20～40 rrgs，压损大大降低，这时有更多物料落下来。可以用提升机使落下物料重新返回磨内，这样就减少了内部气力输送物料所需要的压损和能量。在粉磨矿渣时，一般外循环量为产量的2倍，例如用立磨粉磨矿渣水泥产量为75 t／h，则通过提升机的外循环量为150t/h。这样确保了系统压降很小，使磨机风机电耗大大降低。  
 通过外部循环还可将矿渣中含有的铁通过磁力吸铁器选出，实践中，原来矿渣中含有210 Kg/h的铁，经外循环排除170Kg/h后，只有40 kg／h的铁残余在物料中，不会影响磨辊外套和磨盘衬板磨损量，也不会影响矿渣水泥质量。    

5．2伯力鸠斯立磨选型  
 和其它立磨选型一样，首先一定要做好被粉磨物料的立磨试验，测定各种参数，才能选定立磨的型号，确定内部结构设计和操作数据。伯力鸠斯试验立磨(．ATROL)的规格和流程见图17。   
每次立磨(ATROl)试验需要原料800kg。其测定内容如下：     
(1) 物料流的特性——物料在气体输送时的自由度；     
(2)物料的压缩性——物料形成稳定料床的性能；     
(3)振动——物料产生振动的趋势；     
(4)动力消耗——易磨f!生；     
(5)空气消耗量一输送物料需要的空气量；     
(6)磨蚀性——磨机各种部件的磨损(磨辊、磨盘、磨体、喷嘴等)。  

 伯力鸠斯公司通过各种物料的ATROI应磨试验，与其实际工业生产数据比较，得到从ATROI。立磨试验结果换算到工业立磨系数。如根据ATROI。立磨试验测得物料的易磨性，通过图18可以求得工业RM立磨的物料易磨性；根据ATROL立磨试验测得物料的摩擦系数(μ)，通过图19，可以求出工业RM立磨摩擦系数，并计算该工业立磨主动轴所需的功率。 

所以不会因为磨盘转速过陕把物料甩出。 

5．3伯力鸠斯公司立磨业绩     
伯力鸠斯公司在20世纪80年代初参加我国冀东和宁国水泥厂竞标失败后离开中国市场。到90年代，该公司开始在中国设代办处，当时我国新建≤2000T/D水泥生产线较多，≤2 000T/D水泥生产线的生料磨多采用比较便宜的国产MPS立磨、TRM立磨和HRM立磨。而>2 000T/D生产线采用ATOX立磨及uM立磨比较多，这是因为后两家公司一直和我国做生意，以及对非关键件采用让中国分交制造，每吨8 000元左右，因此大大降低了成本。有些日资厂执意采用日本神户制钢LM立磨。而伯力鸠斯公司不适应这种情况，所以DOROI。立磨竞争无力。   

韩资的大宇水泥厂使用RM5 1／26生料立磨，原设计原料配比中砂岩为6％，易磨性中等，产量300 t／h。实际原料配料采用11％砂岩，产量只达230 t／h，磨机一直未达到设计产量，说明原料的易磨性对产量的影响较大。