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水泥粉磨系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能技術(shù)

水泥粉磨站用電優(yōu)化-球磨機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能技術(shù)-粉磨系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能技術(shù)
 

1.我國(guó)水泥行業(yè)能耗現(xiàn)狀

水泥行業(yè)是一個(gè)高能耗工業(yè)。在水泥生產(chǎn)中，破碎后的原料不僅要按一定的配比進(jìn)行使用，而且必須將其粉磨到一定的細(xì)度，才能混合均勻，成為合格生料，并使煅燒過(guò)程中的物理化學(xué)反應(yīng)得以順利進(jìn)行；水泥產(chǎn)品只有粉磨到一定的細(xì)度，才能在建筑施工使用中，發(fā)揮應(yīng)有的強(qiáng)度和作用。目前實(shí)現(xiàn)水泥行業(yè)粉磨物料的主要設(shè)備依然是球磨機(jī)。

球磨機(jī)1876年問(wèn)世，1891年能夠連續(xù)生產(chǎn)的球磨機(jī)投入工業(yè)中使用。球磨機(jī)的筒體由鋼板卷制而成，兩端裝有帶空心軸的軸承座，一端進(jìn)料一端出料，可以連續(xù)生產(chǎn)。水平安裝的筒體內(nèi)裝有不同形式的襯板和不同規(guī)格的研磨體，研磨體以鋼球?yàn)樽疃啵粋鲃?dòng)裝置帶動(dòng)筒體旋轉(zhuǎn)時(shí)，研磨體將物料磨成細(xì)粉，因此得名為：球磨機(jī)。如果研磨體中有鋼棒，則又稱其為：棒磨機(jī)。在水泥行業(yè)內(nèi)，不論這類粉磨設(shè)備研磨體的種類如何，都習(xí)慣地將“球磨機(jī)”作為它們的統(tǒng)稱。

水泥行業(yè)每生產(chǎn)一噸水泥，需要粉磨各種物料三噸左右，粉磨電耗占水泥生產(chǎn)綜合電耗的72%。據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)：我國(guó)2007年噸水泥平均耗電93.75kwh/t。部分技術(shù)落后企業(yè)，噸水泥電耗甚至高達(dá)115kwh/t。其中用于粉磨生料和粉磨水泥所用的電耗，約在67.5Kwh/t水泥(42.5級(jí))。

國(guó)內(nèi)水泥生產(chǎn)線粉磨工序能耗指標(biāo)      表1

序號(hào) 磨機(jī)類型（球磨機(jī)） 國(guó)內(nèi)平均水平KW.h/t
1 生料粉磨 23
2 水泥粉磨 40

見(jiàn)《曾學(xué)敏：水泥粉磨技術(shù)能效對(duì)標(biāo)》

2007年我國(guó)生產(chǎn)水泥13.6億噸，平均按97.5kwh/噸水泥耗電計(jì)算，水泥行業(yè)年消耗約1326億度電。用于粉磨系統(tǒng)的電量約為1000億度電。

雖然球磨機(jī)能量利用率很低僅有3%左右。但球磨機(jī)的耐用性還是水泥行業(yè)的鐘愛(ài)，我們看到一個(gè)企業(yè)有三臺(tái)2.4*11M球磨機(jī)已經(jīng)運(yùn)行近50年，磨機(jī)本體，減速機(jī)，電機(jī)都很完好，還在發(fā)揮巨大的作用。

近年來(lái)有人倡導(dǎo)“無(wú)球磨機(jī)”水泥生產(chǎn)工藝，利用立磨以及擠壓機(jī)終粉磨替代能耗高的球磨機(jī)工藝實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過(guò)程的節(jié)能對(duì)于新建工藝生產(chǎn)線是可行的。然而，我國(guó)水泥行業(yè)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)目前運(yùn)行的球磨機(jī)多達(dá)兩萬(wàn)多臺(tái)！已經(jīng)運(yùn)行系統(tǒng)全部用立磨和擠壓機(jī)終粉磨工藝來(lái)替代幾乎在短期內(nèi)是不可能的。因此已經(jīng)運(yùn)行的各種球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)顯得非常迫切。

如果要探討球磨機(jī)系統(tǒng)的高能耗的原因，筆者認(rèn)為很多我們還是對(duì)球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)還很不全面。比如國(guó)內(nèi)很多企業(yè)，換了磨內(nèi)結(jié)構(gòu)沒(méi)增加多少產(chǎn)量，加了選粉機(jī)也沒(méi)有提高多少！進(jìn)幾年又增加擠壓預(yù)粉磨系統(tǒng)，結(jié)果產(chǎn)量增加幅度也不大，有個(gè)企業(yè)的總工就評(píng)價(jià)很多改造就是“只有工效，沒(méi)有能效”。

為什么呢？這是因?yàn)榍蚰�機(jī)粉磨過(guò)程是一個(gè)“系統(tǒng)”，就最簡(jiǎn)單的開(kāi)流磨工藝來(lái)說(shuō)，影響這個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)量和電耗的因素多達(dá)上百個(gè)，只改造一個(gè)環(huán)節(jié)往往效果不大，甚至沒(méi)有效果，有些改造后反而產(chǎn)量下降。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)上千臺(tái)不同規(guī)格，不同工藝系統(tǒng)磨機(jī)的觀察分析、研究，我們認(rèn)為大部分水泥企業(yè)粉磨工藝均有系統(tǒng)缺陷，由于這些系統(tǒng)缺陷，導(dǎo)致球磨機(jī)工藝的產(chǎn)量低、高能耗。

2.行業(yè)節(jié)能空間分析

球磨機(jī)粉磨工藝高能耗缺陷，并不是無(wú)法解決，近十年來(lái)，我們通過(guò)理論研究、措施創(chuàng)新、控制技術(shù)開(kāi)發(fā)、以及管理方法指導(dǎo)，在國(guó)內(nèi)外近百套系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐，取得了一系列成功，在此基礎(chǔ)上總結(jié)了“球磨機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能技術(shù)”。利用磨機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)：粉磨生料的電耗可以實(shí)現(xiàn) <18kWh/t生料，粉磨水泥的電耗可以實(shí)現(xiàn)<27kWh/t水泥 ！

特別是對(duì)已經(jīng)運(yùn)行的各種球磨機(jī)工藝，應(yīng)用 “球磨機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能技術(shù)”，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)增產(chǎn)20-40% ,并且不需要大的投入。這些技術(shù)我們?cè)诓煌�環(huán)境，不同廠家，進(jìn)行了全面的應(yīng)用研究，均取得了理想的結(jié)果。　

系統(tǒng)優(yōu)化粉磨工序能夠?qū)崿F(xiàn)能耗指標(biāo)     表2

序號(hào) 磨機(jī)類型（球磨機(jī)） 電耗KW.h/t
1 生料粉磨 <17
2 水泥粉磨 <28

適合于新建系統(tǒng)

運(yùn)行系統(tǒng)優(yōu)化能夠?qū)崿F(xiàn)能耗指標(biāo)      表2

序號(hào) 磨機(jī)類型（球磨機(jī)） 電耗KW.h/t
1 生料粉磨 <19
2 水泥粉磨 <30

國(guó)內(nèi)較高與落后之間的差別在35～45kW·h/t，由此可以測(cè)算出水泥行業(yè)的未來(lái)節(jié)電空間在25～35％之間。

考慮原有工藝進(jìn)行改造時(shí)的局限性，我們預(yù)測(cè)水泥行業(yè)可以實(shí)現(xiàn)的節(jié)電空間在12～18％左右，這樣我國(guó)水泥行業(yè)年節(jié)電約在120～180億kW·h。是三峽水電站年發(fā)電量的1/5（長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程，是當(dāng)今世界上最大的水利樞紐工程大壩壩頂總長(zhǎng)為3035米，壩高185米，總裝機(jī)容量為1820千瓦時(shí)，年發(fā)電量847億千瓦）；相當(dāng)于葛洲壩水電站的年發(fā)電量　（葛洲壩水電站裝機(jī)271.5萬(wàn)千瓦,年發(fā)電157億度）。

 由以上看出水泥全行業(yè)節(jié)能潛力巨大,特別是中小型企業(yè)節(jié)能空間更大。由于傳統(tǒng)工藝的束縛、認(rèn)識(shí)的不同，接觸新技術(shù)的范圍窄，很多企業(yè)工藝過(guò)程唾手可得的節(jié)電措施沒(méi)有實(shí)施，非�？上А�

水泥行業(yè)節(jié)能問(wèn)題應(yīng)引起足夠重視。

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