“老线”焕生机——宁国水泥厂综合节能技改纪实

  辊压机自上世纪八十年代问世以来，以显著的节能和大幅度提产而被迅速推广。由于原料辊压机终粉磨系统不再需要球磨机，其系统节电效果最显著，流程最简单，质量满足要求，投资也较节约。

  安徽海螺集团宁国水泥厂一线4000t/d水泥熟料线于1985年试生产，运行三十年多来，该生产线受工艺流程、设备配置等因素限制，系统能耗水平已落后于行业标准。一线原料磨台产不足300t/h、电耗接近24kWh/t，二线（2000t/d）原料磨台产180t/h，电耗24kWh/t，经济技术指标落后，企业面临较大的生产经营风险。为进一步优化一、二线生产运行指标，提高企业竞争力，决定实施以宁国一线辊压机终粉磨为核心的综合节能技改。

  分析主要问题，进行项目前期方案论证

  一线/二线原料系统主要有三个问题：一是原料磨产量低、电耗高；二是工厂可采粘土资源总量不足，需持续外购粘土，新征粘土矿尚未实际开采；三是尾排风机布置在增湿塔和电收尘之间，电收尘正压操作，系统存在漏风，运行中设备维护困难，原料磨停机时，系统必须减产运行。

  为优化评审宁国一线原料磨设计，制订了“辊压机终粉磨”和“CK立磨”两套原料技改技术方案。

  辊压机终粉磨通过高压料床粉碎完成对物料的剪切破坏，与立磨相比粉磨效率更高，也更节电。由于采用多次循环方式反复烘干物料，辊压机系统用风量仅为同产能立磨的75%，循环风机的节电效果约2kWh/t，同时，由于物料提升通过机械输送，相比立磨气料提升更为省电。

  相对于立磨系统，辊压机物料循环次数较多（约4次），喂料斗提和循环斗提负荷较大（2000t/h），对设备的制造和维护要求高，系统的操作要求更高。

  经过综合比较、现场论证和评审，确定宁国一线原料粉磨采用辊压机终粉磨改造方案。

  确定主要技改方案

  根据评审方案，对一线原料中卸磨实施辊压机终粉磨改造。以充分利用余热为计算基准，初步确定原料磨的合理产能约440t/h，相对回转窑的运转率为70%（窑实际产能为4600t/d）；

  配料系统优化是在二线原料磨边新增一个混合料仓，由一、二线取料机同时为一线新增辊压机系统供料，一线生料制备实现四组分配料。

  生料入库优化是利用现有入库系统，一线辊压机富裕产能可倒运至二线生料库，实际一台辊压机满足两台窑生产，二线原料磨作为备用，利用谷电运行。

  主要技改内容为：利用一、二线原料磨中间空余场地，新增一套生产能力为440t/h的辊压机终粉磨系统；将一线堆料机能力由600t/h提升至900t/h，一、二线取料机可同时向辊压机原料磨供料，满足技改后原料磨满负荷生产；在二线磨头仓东侧新增一座600t的混合料库，由二线取料机取料、配料后与一线磨头仓配料同时为原料辊压机供料；改造废气处理系统，增湿塔及电收尘器保留，更换系统风机，系统由正压操作优化为负压操作；利用现有生料入库系统，提升入库斗提能力至最大550t/h，库顶增加至二线生料库的输送斜槽；一线辊压机富余产能每年可向二线提供约90万吨生料，二线原料磨年利用率可由80%降至20% 。

  主要优化设计措施

  一是现有原料配料为页岩预配料改造：在现有二破区域增设一套220t/h页岩反击式破碎机；在二破对面空旷场地，增设50×30m（储量5000t）堆棚作为临时堆存，缓冲来料并可控制页岩的水分；现有5个石灰石储库前面增建两个Φ8m页岩调配库，并在现有石灰石库底增设板链秤，实现页岩与石灰石预搭配。

  二是一线/二线协同配料：一线三个磨头仓分别储存混合料、石灰石、铁粉；二线新增一个混合料仓用以弥补一线取料机取料能力不足的问题。技改后一、二线取料机可同时向辊压机供料，实现辊压机原料“两进”，并充分发挥现有一、二线堆场的储存、均化及取料能力。

  三是对原料辊压机终粉磨进行优化：合理配置了辊压机设备，确定采用Φ2000×1800mm辊压机系统，循环风机和尾排收尘系统合理匹配，采用了NSE2000循环斗提，最大能力提高至2200t/h，针对辊压机出现的异常情况，斗提的适应性大大提高。系统合理选择高效动态选粉机，相应配置了旋风收尘器，为后期水泥产能大幅提高提供了保障；优化厂房布置；优化热风管道；优化防磨损、防堵料；电收尘由正压优化为负压运行；对设备进行检修及人性化设计。

  四是生料成品输送增设斜槽实现辊压机生料可送至一、二线生料库，实现一台生料辊压机可保两条窑同时正常运行。

  生产运行结果分析及总结

  宁国水泥厂一线原料辊压机终粉磨为核心的综合节能技改于2016年11月份开工建设，由海螺设计院设计、辊压机由中信重工供货。项目于2017年10月20日投产试运行并顺利完成了48小时性能考核。从现场运行结果来看，总体运行状况良好，一、二线运行衔接有序，工艺流程顺畅、简捷，各项运行指标均达到或超过设计性能考核要求。

  通过一年多的实际运行，一线熟料综合电耗由技改前72kWh/t下降至56kWh/t。二线原料磨实际运转率仅为5%，二线熟料综合电耗略高于一线0.5kWh/t。

  宁国水泥厂一线生料辊压机终粉磨技改应用较为成功，辊压机系统运行平稳，液压系统及电控系统运行良好，尤其是技术指标得到了很大提升。通过此次应用和性能考核，对生料辊压机终粉磨系统提出如下建议：

  一、关于生料辊压机终粉磨的选择：原料综合水分应小于5%，生料辊压机终粉磨系统烘干能力不如立磨，水分过高，系统较难适应；当原料较硬、物料磨蚀性较强、易磨性差、邦德功指数大于12 kWh/t时，相对于立磨，采用辊压机终粉磨优势更大，系统能够更好发挥功效。

  二、生料辊压机终粉磨需要注意的几个问题：辊压机终粉磨烘干主要在V选、上升风管以及动态选粉机，热风温度过低，物料烘干能力不足，温度过高会导致辊压机难以形成稳定料床。系统温度主要控制V选进口和动态选粉机出口温度，一般V选进口温度控制在180℃左右，动态选粉机出口温度不大于90℃为宜，具体控制温度还要结合实际原料水分、物料性质等条件；由于原料水份较高，系统易结料，注意料管和风管的防堵，溜子倾角尽可能大，同时物料通过面积加大，粘湿物料不宜采用阶梯设计。系统除铁对保护辊压机的正常运行、避免金属颗粒进入辊压机辊面引起的磨损和破坏非常关键，在设计上采用入料皮带设置除铁器和入V型选粉机溜子增设通过式除铁器的双保险办法，有效防止铁质材料进入辊压机；严格控制入辊压机粒径管理要求，石灰石粒度≤50mm占90%，最大入辊物料粒度≤75mm，确保辊压机的稳定运行；辊压机辊面柱钉表面掉角、断裂现象较为严重，要加强现场监控、定期检查维护，做好系统除铁、控制物料粒度；定期检查物料通道，提高V选内选粉效率，减少细粉回料量、适当降低辊压机和循环斗提循环负荷，提高辊压机实际功效。

  宁国厂一、二线综合节能技改达到预期效果，核心技改项目——原料辊压机系统达产、达标，满足了两进两出（一、二线原料堆场同时供料，一、二线生料库同时进料）的要求，一台原料辊压机可保供两条窑稳定运行。

  这套系统的优化设计和成功应用，实现了集团原料粉磨的技术升级，通过优化整合老线综合节能技改，让落后生产线焕发生机，也为行业转型升级提供很好示范。