生料水泥磨改造方案探究及实践

某水泥厂新建2500t/d水泥生产线（下称1号线），生料磨采用水泥磨，该磨机在使用过程中，产量低，电耗高，维修量大，无法满足窑生产对生料产量的要求，成为生产线较大的瓶颈。2010年，该公司又新上1条2500t/d水泥生产线（下称2号线）。由于1号线原料磨产量低，在2号线上采用了可用于3500t/d水泥生产线的大型水泥磨，多余的生料提供给1号线，实现了高能生产，下面是改造详情。

一、项目实施背景

对窑系统进行技改优化，使窑产量从2500t/d提高到2900t/d，原水泥磨不再能满足生产需要。通过生料制备系统对比，1号线在电耗、检修、易损件、操作难易程度等各方面指标均大幅落后。近年来，水泥市场竞争激烈、利润微薄，降本增效成为关系水泥企业生存的重要工作。对1号生料水泥磨进行提产改造，既能通过高产运行降电耗、错峰生产降电价、降维修成本等节约生产成本，又能响应国家对节能减排的政策号召，改造势在必行。

1号线水泥磨原料粉磨系统介绍如下：

生产情况：水泥磨自投产后产量一直在170~200t/h左右，产品细度R0.08≤25%，生料系统电耗（从配料库到入库提升机）在20~23kWh/t。

二、改造方案确定

1、改造要求

改造前，水泥磨产量在170~200t/h，产品细度R0.08≤25%，生料系统电耗20~23kWh/t。通过本次改造要求达到：产量≥240t/h，产品细度R0.08≤16%，生料系统电耗≤16kWh/t。此外，本次技改原则是用较少的费用和时间达到改造目标，尽量利旧原设备可用部件和原土建基础。

2、改造内容

用水泥磨研磨部分、下机架和上壳体替换相应的部分，保留原转筒、传动系统（主减速机和主电机）及上部选粉机。

（1）水泥磨基础处理。针对用户要求尽量利用原有设备、设备基础以节省改造费用缩短改造工期的要求，我们首先查验水泥磨基础及工艺布置情况是否满足要求。从用户提供的图纸资料经过技术论证，在原基础上安装水泥磨是可行的。

基础处理方式：保留原有传动系统（主减速机和主电机），拆除原水泥磨下机架后，根据水泥磨的基础尺寸，在原基础上用金刚水钻钻φ200mm的孔，深度1200mm，数量为128个，等孔全部钻完后再进行新磨机的安装。

（2）喂料和排渣系统改造。原水泥磨喂料用液压三道锁风阀锁风，在使用过程中三道锁风阀漏风率高，故障多（如堵料等）。所以在本次改造中采用料封方式锁风，即在喂料框架上增加小的原料仓和密封板喂机，此种喂料方式故障率低，也不会产生堵料问题。

原系统无排渣外循环系统，在操作中只用通过增加风量，提高喷口环风速来减少磨机排渣量，但此种操作方式会导致磨机选粉机负荷加大→内循环量增大→磨机压差增大→循环风机压头变大，导致系统电耗高，系统磨损大幅增加。因此，在此次改造方案中增加排渣外循环系统。

（3）水泥磨本体改造。我公司改造方案是仅保留磨机传动部分即保留磨机主电机及其油站和主减速机及其油站，其他部分全部更换。后经双方反复沟通论证，优化改造方案，在不影响改造效果的前提下，尽量利用原水泥磨的部件，的方案是不仅保留传动部分，还保留了转筒和原选粉机。

在方案论证过程中，反复研究水泥磨转筒和衬板，近年来，随着堆焊技术发展，研磨曲线可以根据具体要求现场定制后在线堆焊，因此决定保留原转筒部分。原磨机因无外循环系统，刮料板只有2块，因此需要更换刮料架，增加刮料板数量。原磨机的研磨轨迹的尺寸为3600mm，考虑较大限度发挥磨机性能，新的研磨曲线尺寸我们定在3650mm。

（4）磨机接口连接。原磨机进风口只有1个，考虑进风的均匀性和HRM生料磨的特点，改为2个进风口，由于现场条件限制，无法对称布置进风口，在本方案中2个进风口为垂直布置。在其中1个进风口下设置排渣口，通过排渣皮带输送到外循环提升机。因保留原选粉机不变，为保证进料口和出风口接口连接方便（较大限度减少非标变动），通过调节连接筒体的高度来尽量保持改造前后磨机高度一致，使进料口和出风口高度变化较小。

三、方案实施过程

在确定改造方案后，此项目从2014年6月中旬开始实施，于2014年8月底开始调试。

水泥磨改造为拆除。首先拆除风管，再拆除选粉机，研磨装置，转筒等，保留主减速机及其油站不动。利用5天时间进行保护性、选择性拆除主机设备。本项目施工难度较大、工期较长的是基础钻孔，为了较大限度节约改造时间，使用4台金刚水钻，花费15天的时间完成基础钻孔。

设备安装和电气改造因有经验，较易控制工期。难点在于我们保留了水泥磨转筒和选粉机。而水泥磨在设计过程中无外排系统设计，刮料板数量少，工作强度大。而水泥磨在设计中就考虑采用大的外循环，因此，水泥磨刮料架刮料板必须更换；选粉机因连接法兰尺寸不同，在保留选粉机的同时需更换下部连接筒体。在设备主体就位后，又对水泥磨的衬板实施在线堆焊，堆焊成符合水泥磨的研磨曲线；在堆焊过程中同时安装其他部件。整个安装工程于2014年8月底完成，8月30日开始单机调试，31日联动试车，9月1日正式投料运行。

改造效果：在改造前，水泥磨主电机电流为130A左右，震动值在2.5mm/s左右，经常达到3.7mm/s以上，改造后主电机电流为110A左右，振动值在2mm/s以下。系统风机在改造前后运行情况基本一样。但改造后水泥磨的产量要比水泥磨高出30%，而这个产量是在生料细度同时大幅度提高的前提下达到的。

四、回报率分析

该方案共用5天时间完成拆除，20天时间钻孔和土建施工，30天时间完成所有安装工作，7天时间调试达产达标。此次改造从拆旧磨到新磨达产达标总共花费约55天时间，投入资金约660多万元。改造后，用户原磨机拆下的部件可在业内未改造的同型号企业利用，约60多万元，因此实际改造总投资只有600万元左右。改造后系统产量240~260t/h，产品细度R0.08≤15%，吨生料电耗从平均20kWh/t下降到15kWh/t。

按照2700t/d熟料为基准，1年运转310天，平均每天生产生料4185t计，对技改前后电耗成本对比可以看出，技改前后平均每天节省的电费为17283元，年节电按310天算，1年共可节省535.8万元，粗略估计14个月即可收回投资。此外，改进后的水泥磨故障低，维修容易，易损件损耗也比之前磨机少，长期的维保费用也低得多。

通过对2500t/d新型干法水泥生产线水泥磨进行技改，技改后的水泥磨生料生产线的运行指标（产量、细度、电耗）均大大超过设计指标，吨熟料电耗由62kWh/t下降到53kWh/t。由此可见，本次技改成功为澳东水泥公司带来了长远、可观的经济效益。