TRMS矿渣立磨节能降耗措施

　　1 TRMS矿渣立磨系统介绍

　　图1为标准的矿渣粉磨工艺流程图，矿渣粉磨系统主要由以下几部分组成：原料中转及输送系统、粉磨系统、外循环系统、成品收集系统、供风系统、供热系统。原料中转及输送系统由输送皮带、中转仓、皮带秤等组成，负责将原料输送进入磨机内进行粉磨；粉磨系统主要指立磨，负责原料的粉磨，烘干及选粉功能；外循环系统由外排输送皮带、斗式提升机及除铁装置组成，负责将初步粉磨的半成品，通过机械提升，重新喂入磨机内，再次参加粉磨，能够有效地降低磨内压差，同时降低风机能耗；成品收集系统由收尘器、输送斜槽、提升机和成品库等组成，负责将立磨分选出的合格产品收集起来，并输送到成品库中；供风系统包括风机、供风管道、循环风管、排气烟筒等，主要为系统提供动能，使得物料在系统中流动起来：供热系统主要指热风炉系统，借助供风系统，将物料在磨机内部进行烘干。

　　2 TRMS矿渣立磨系统优化

　　在粉磨系统中．评价立磨性能的指标主要包括：产量、质量、电耗、热耗、磨耗、运转率及其他。下面以TRMS32.3矿渣立磨为例，从技术参数、运行指标以及节能降耗的措施三个方面进行阐述。

 

　　2.1 技术参数

　　表1为TRMS32.3矿渣立磨的技术参数．设计产量为45t/h．年产量30万t，允许的最大水分为15%，成品比表面积可以灵活调整。确保>4200cm²/g，漏风系数<10%。

表1 矿渣立磨的技术参数

　　2.2 运行指标

　　对于企业来讲，最重要的就是经济指标，即每吨矿粉的利润，而为了将TRMS矿渣立磨用户的利润最大化,我们的目标是如何降低每吨矿粉的运行成本,即电耗、热耗和磨耗，同时提高设备的运转率。2009年公司组织人员对于已经运行的多个工厂，多台立磨进行了系统标定，统计结果见表2～6。

 

　　从表2可以看出，首先各个工厂的产量均达到并超过了设计产量,工厂l的台时产量达到了54t左右，年运转率达到了80%以上，超过了设计值近20%，为工厂带来了超额利润。工厂6通过在矿渣中添加炉渣的混合材,炉渣掺量达到了20%，投料量达到了60～70t/h．产品合格，有效地降低了成本。各个工厂通过调节系统参数,有效地控制成品的比表面积,灵活生产不同品种的矿粉。

 

表2 各工厂产量统计表

表3  各工厂磨损情况统计

表4 不同原料和耐磨材质的磨耗对比

表5 各厂全厂综合电耗的统计

表6 各厂热耗的统计

	工厂1	工厂2	工厂3	工厂4
燃料	焦炉煤气	高炉煤气	无烟煤	无烟煤
热值/kJ	4000	800	4000	5000
燃料用量/( m3/h)	1000	5700	30kg/t	25kg/t

 

　　矿渣与传统水泥厂原料相比,除了易磨性较差外，磨蚀性也不好。所以立磨的磨损问题曾一度限制了矿渣立磨的发展。随着耐磨技术的进步，以及国外耐磨材料的引进，矿渣立磨的耐磨材料问题得以解决。从表3、表4可以看出，不同耐磨材质对应不同原料的磨损量统计，目前广泛采用的堆焊材料的磨耗最低，高炉矿渣的磨耗统计为6～10g/t。表3为TRMS矿渣立磨的磨耗统计，堆焊周期都达到并超过了设计值，>1500h，金属磨耗为5g/t左右,并且通过粉体公司的排铁技术，能够有效地降低金属磨耗。

 

　　很多矿渣磨企业全厂只有一块总电表，没有对磨机主电机和选粉机设单独的电表，所以我们对全厂的综合用电进行了统计。从表5可以看到，各个厂的全厂电耗略有不同，和系统配置及操作参数等有关，电耗在46～51kWh/t之间(包括生活办公用电)。从我们的标定数据及工厂的统计来看,磨机本体的电耗要<30kWh/t，已达到国外同类产品指标。

 

　　另外一个重要的经济指标就是热耗,各个工厂的燃料有所不同,有用高炉煤气，也有用焦炉煤气的，还有烧煤的,当然他们的热值也会有所不同，表6给出了几家工厂的热消耗情况。由于原料的水分．成品水分及热风炉设备等影响因素比较多,热值的统计结果仅作为参考。

　　2.3 节能降耗的措施

　　2.3.1 降低系统电耗的措施

　　系统电耗指生产每吨成品矿粉需要使用多少千瓦时的电。它包括磨机本体电耗、辅机电耗及其他低压用电。磨机本体电耗主要包括主电机和选粉机电机的电耗;辅机电耗主要指主排风机、空压机等高压辅机用电；磨机主电机、选粉机电机和主排风机的电耗占系统总电耗的80%左右,所以降低系统电耗的关键就是如何降低磨机本体电耗和主排风机电耗。

 

　　降低系统电耗的措施有：

　　(1)提高运转率

　　提高运转率是保证年产量的关键,我们提倡稳产而不是高产．通过有效和科学的设备保养与维护，来提高设备的运转率,降低运行成本,同时能够延长设备的使用寿命。设备连续运转不仅能使系统参数更加合理，同时减少了系统启停带来的用电损失。所以运转率高，避免无故的启停设备,能够降低系统的电耗。

 

　　(2)提高产量

　　提高产量与提高运转率其实是相辅相成的，提高产量并不是一味追求高产,而是在设备允许范围内，最大程度地发挥设备的性能。产量的提高，一定程度上能够降低系统的电耗。

 

　　(3)减少漏风

　　系统漏风在粉磨系统中普遍存在．但是并没有引起管理者的足够重视。立磨和收尘器是主要的系统漏风点．TRMS矿渣立磨设计漏风系数<10％。TRMS矿渣立磨容易漏风的部位包括：人料锁风装置、摇臂密封、外循环排料阀、连接法兰等。在安装时和使用过程中，尤其要注意检查。收尘器主要的漏风点包括：箱体的盖板和连接法兰等,尤其是箱体的盖板，往往是漏风最严重的地方。

 

　　系统漏风不可完全避免．应该尽量减少。如果系统漏风严重．会导致风机负荷加大。直接提高风机的电耗，严重时会影响磨机产量,间接提高了系统的电耗。所以系统漏风问题看似很小，影响很大，不可轻视。

 

　　(4)降低风量

　　风机的电耗占整个系统电耗的20%左右，风机的负荷是由负压和风量决定的，降低风量能够有效地降低风机电耗。用风过大总结起来有两个原因，一是由于系统漏风严重．因此风机主排风阀开度加大，风机电机电流上升,导致系统电耗增加；另外一个原因是磨机运行参数不够优化,系统风量大,选粉机转速高，也能够使得磨机稳定,同时生产出合格产品。但是风机电机和选粉机电机电流偏高。第一种情况通过减少系统漏风来解决：第二情况需要不断优化系统参数，使得风料比达到最优值,在系统各点风速满足工艺要求的基础上，尽量降低风量。

 

　　(5)降低磨机振动

　　磨机振动偏大．会导致磨机主电机电流波动较大，不仅降低系统产量,同时会使得主电机的电耗偏高。造成磨机振动的原因很多，可以通过调整挡料圈的高度、主排风机的阀门、调节喷水量、合理的蓄能器压力、调整油缸背压等方法稳定料床。

 

　　2.3.2 降低系统热耗的措施

　　系统热耗指生产每吨成品矿粉需要消耗多少燃料。根据燃料的不同．矿渣粉磨系统主要使用的热风炉分为：煤气炉和沸腾炉。煤气炉的燃料有：高炉煤气、焦炉煤气、天然气等；沸腾炉的燃料为煤。我国作为能源消耗大国．国内的能源价格不断上升，同时温室气体的排放压力也越来越大,从节能减排的角度，更有必要降低矿渣粉磨系统的热耗。

 

　　降低系统热耗的措施有：

　　(1)控制物料及成品水分

    首先．供热的唯一目的就是烘干物料，使得成品的水分能够满足国家标准。通过表2可以看出，从磨机稳定性的角度看．物料水分控制在8%～10%最佳，原料太干的话．物料流动性变大,料床不容易稳定，需要额外喷水来稳定料床,如果原料水分太大，不仅容易堵料，同时需要提高磨机入口温度,消耗更多的能源。成品水分在满足客户要求的基础上，尽量降低磨机出口温度，能够有效降低热耗。

 

　　(2)减少喷水

　　由于矿渣的流动性强．要求的粉磨比表面积又比水泥生料高,所以需要降低物料在磨盘上的流动性，延长物料在磨盘上的停留时间，喷水能够起到稳定料床的作用,国内外大多数矿渣立磨供应商也都需要使用喷水来稳定料床,TRMS矿渣立磨通过不断优化磨机结构．降低料床对喷水的依赖性，能够达到尽量少喷水,甚至不喷水。从表2可以看出，不少客户已经实现了不喷水就能连续运转，这样很大程度上节省了能源消耗。如果不能完全去掉喷水，在正常生产中应该尽量减少喷水量。

 

　　(3)提高运转率

　　高运转率不仅能够提高一段时期内的总产量，这样降低了单位成品的热消耗,同时可以避免因为间歇生产带来的热量损失。间歇式生产对系统的热耗影响相当大．磨机停止运行一段时间后重新启动，需要重新对磨机进行烘磨,有时短时间内需要对炉子进行保温处理，这些都造成了无谓的热量损失。所以高运转率能够降低系统的热耗。

 

　　(4)有效使用循环风

　　从表l标准矿渣粉磨工艺流程图中可以看出，供热管路包括：热风管道、循环风管道和冷风补充阀。其中循环风是将风机出口排出的带有一定温度的气体重新引入磨机内,一般循环风的温度在70℃～90℃左右，循环风的风量能够达到入磨风量的50％左右，如果烘干能力够的话．应该尽可能地利用循环风，这样能够降低热消耗。

 

　　(5)燃料的充分燃烧

　　不论是煤气炉．还是沸腾炉，热风炉作为整个工艺系统的热量来源，设备选型必须满足工艺要求，尤其是对风量、风速和风压的要求。同时热风炉在使用过程中，需要调节合理的风气比或者风煤比，才能够保证燃料的充分燃烧,这样就能防止燃料的浪费。