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中材株洲煤磨节能降耗改造初探

2021/12/28 阅读:

0 前言

中材株洲水泥有限责任公司 5 000 t/d 熟料水泥生产线,由中材国际工程股份有限公司(南京)设计,煤粉制备采用 MFB3873+35 风扫煤磨,煤磨台时 40t/h,细度 80 µm 筛余量 3%~6%,台时和细度控制较好,但电耗偏高,特别是主电机单机电耗高。近年来,窑系统经过多次改造,熟料工序电耗逐步降低至25.5 k Wh/t 左右,但煤粉制备系统电耗依然偏高,煤磨主电机单机单位熟料电耗约 4.0k Wh/t。为降低煤磨系统电耗,2021 年大修期间公司组织实施了煤磨节能降耗改造,将煤磨衬板全部更换为新型节能衬板,钢球重新级配,改造后钢球装载量由 80 t 降低至52 t,煤磨主电机单机单位熟料电耗降低至 3.3 k Wh/t,降低 0.7 k Wh/t,节能降耗效果显著。以下对此作一介绍。

1 煤磨电耗高的原因分析

煤磨主电机单机电耗高的主要原因为煤磨研磨能力差,钢球装载量高,在生产烟煤时适当放宽细度(80 µm 筛余量 3%~6%)的情况下,钢球装载量需保证在80t左右,煤磨台时才能保证在40t/h左右。从煤磨系统运行时磨音和磨内检查情况看,造成煤磨研磨能力差的主要原因是台阶型衬板带球能力较差(见图1),钢球级配时未充分考虑衬板结构。我公司采用的台阶型衬板一个波峰由三个台阶构成,台阶的高度和宽度介于小直径磨球的半径和大直径磨球的半径之间。台阶形筒体衬板的工作原理为每一个台阶卡住小直径钢球,而大直径钢球从台阶上滚落,不能停留在台阶上,大直径钢球的提升由卡在台阶上小直径钢球构成的凹圆弧形,将大直径磨球和小直径磨球同时提升至高处,实现对物料的破碎。台阶形衬板的工作方式,一方面造成小直径钢球被带到较高的位置落下,降低了小直径钢球的研磨效果和能力,另一方面无法控制大直径钢球带起的高度,无法保证大直径钢球对物料的有效破碎,且会影响球磨机的运行稳定性。因此为提高煤磨研磨能力,降低钢球加载量,降低电耗,2021 年大修期间公司采用复合波形节能衬板替换现有阶梯型衬板,并针对复合波形衬板特性,设计了与波峰工作参数相匹配的钢球级配。

2 技改方案

复合波形节能衬板由底板和波峰构成(见图2),波峰包含阶梯形波峰和波纹形波峰两种形状,阶梯形波峰的工作面倾角在25°~75°之间,波峰宽度占底板宽度的 1/3~3/4,且大于大直径钢球的直径,波峰高度大于大直径钢球的半径,小于大直径钢球的直径。波纹形波峰的工作面的切线倾角在 20°~70°之间,波峰宽度占阶梯形波峰的宽度的 1/3~3/4。具体参数依据磨机工况确定。复合波形节能衬板两个波峰既能单独将钢球带到合适高度,又能相互作用将更多的钢球带到合适高度,相比单独一个波形的波峰所带起的钢球,带球数量和带球高度均得到显著提升,相当于提高了钢球的工作效率和能力,且未被带起钢球的动能也可得到增加,进一步提升了钢球的研磨效率和能力,为降低钢球装载量打下了基础。同时为更好的应用和匹配复合波形节能衬板的工作特性,针对性的设计了与波峰工作参数相匹配的钢球级配(见表 1),在保证大球具有足够破碎能力的前提下,减少物料“钻空”机会,使粉末裸露于磨球表面而增加有效打击,提升研磨效率。

3 技改效果

从改造后运行 5 个月情况看,煤磨系统运行稳定,台时和细度与改造前基本一致,钢球装载量由800t 降低至 520t,降低 280t,钢球价格按 50700 元/t 计算,每年可节约成本15.96万元。煤磨主电机电流由72A左右降低至61A左右,煤磨主电机单机电耗(占熟料工序电耗)由 4.0 k Wh/t 降低至 3.3 k Wh/t,降低0.7 k Wh/t,电费按0.63元/k Wh计,熟料产量按180万t/a 计算,每年可节约成本 79.38 万元。综上,煤磨节能改造每年可为公司节约成本约95.34万元。

作者:肖胜星 独传新 武浩 暨诗琪 肖志军 单位:中材株洲水泥有限责任公司 长沙见新科技发展有限公司

中材株洲煤磨节能降耗改造初探

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