0引言

  除分別粉磨工藝系統(tǒng)及水泥配制工藝系統(tǒng)外，據不完全統(tǒng)計，國內現有水泥粉磨工藝系統(tǒng)有30種左右[1].；各閉路水泥粉磨系統(tǒng)均配置了不同形式、不同種類、不同規(guī)格的成品選粉機，但應用機型仍以O-sepa水平渦流選粉機居多。相對空氣選粉機而言，其分級機理始終貫穿"分散、分級、收集"三大技術環(huán)節(jié)，其中"均勻分散是前提、高效分級是關鍵、有效收集是保證"，環(huán)環(huán)相扣、互為補充。

  O-sepa籠式選粉機作為第三代選粉機的代表，已問世近四十年時間；通過長期在實際生產中的應用，已暴露出一些分級性能方面的缺陷；尤其是我國水泥標準、膠砂強度檢驗方法與世界接軌后，成品水泥的細度控制比老標準更細，并在通用硅酸鹽水泥標準中引入了成品R45μm篩余控制方法及與之對應的篩余指標；以R45μm篩余測試O-sepa選粉機的選粉效率一般只有40%-50%左右，而選粉效率能夠達到60%或以上的卻很少，導致一部分水泥成品未能及時分選出來，形成回料參與磨內循環(huán)，產生"過粉磨"現象將不可避免，系統(tǒng)循環(huán)負荷不斷增大，不易調控操作，最終造成粉磨系統(tǒng)產能發(fā)揮較差、電耗上升、成本提高。

  本文基于O-sepa選粉機在閉路水泥粉磨系統(tǒng)應用的不足，介紹藍奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機在輥壓機雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)增產、節(jié)電改造中的應用，探討TUS新型雙分級高效選粉機的技術優(yōu)勢。

  1閉路水泥粉磨系統(tǒng)選粉機現狀及存在問題

  1.1 O-sepa選粉機選粉效率低的主要原因

  現階段輥壓機聯(lián)合粉磨工藝系統(tǒng)所占水泥粉磨工藝中的比例較大；實際應用中的O-sepa選粉機選粉效率低的主要原因有：

  （1）撒料盤邊緣撒料不均，導致物料在選粉室內分散不均勻。

  （2）水平渦殼通過兩個風管切向進風，由于一次風管與二次風管截面積不同，導致渦殼內風速不均勻，無法為物料的有效分級創(chuàng)造必要條件；尤其是水泥物料水份較大，在選粉機蝸殼堆積時或導風葉片磨損后，選粉機內部不能夠形成均勻穩(wěn)定的空氣力場時，其分級效果就更差。

  （3）下部錐體進入的三次風管太小，風速較低，不足以完成清洗進入下錐體的物料，從某種意義上說，三次風基本上形同虛設。

  （4）實際上只對物料進行了一次分選，選凈度不高。

  綜上所述，由于選粉機自身選粉效率低，使一定比例的水泥成品，也隨著粗粉一起由選粉機下部錐體返回磨機進行重復研磨，造成磨內"過粉磨"現象嚴重，導致循環(huán)負荷過高，難以建立粉磨平衡而嚴重制約了整個粉磨系統(tǒng)產量的發(fā)揮。

  1.2循環(huán)負荷K與選粉效率η的關系

  （1）循環(huán)負荷K：選粉機回料量（即粗粉）與成品量的比值。可用下述公式求得：

  K=(A-C)/(B-A)×100%                        （1）

  式中：

  K-循環(huán)負荷，%；

  A-出磨物料（即入選粉機物料）細度篩余，%；

  B-回料（選粉機返回磨機粗粉）細度篩余，%；

  C-產品（選粉機細粉--入庫成品）細度篩余，%；

  （2）選粉效率η：進入成品中某一規(guī)定粒級與選粉機入料中該粒級的重量百分數，可用下式求得：

                      （2）

  式中： -選粉效率，%；

  A，B，C符號含義同前

  當磨內粉磨效率低，出磨細度偏粗，合格成品量少，則循環(huán)負荷越高，選粉效率越低，回料量越多；反之，則選粉效率高，循環(huán)負荷低。相對雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)而言，物料經擠壓分級后的入磨粒徑縮小、易磨性已顯著改善，出磨物料中的成品比例相對較多，循環(huán)負荷一般在50%--120%范圍內，大多數應用在70%--110%，上限應以不超過150%為宜。在此區(qū)間內，隨著循環(huán)負荷增大，系統(tǒng)產量增加。當然，產量提高幅度與系統(tǒng)配置及所用選粉機規(guī)格與選粉效率、操作人員水平密切相關。[3]

  2藍奧1 號 TUS新型雙分級高效選粉機應用案例

  本文選擇3個公司的粉磨系統(tǒng)主機設備配置以及改造前、后選粉機的選粉效率變化情況進行分析。

  2.1改造前的情況

  改造前，3個公司的粉磨系統(tǒng)主機設備配置分別見表1、表2、表3。

  表1  漳縣祁連山公司水泥粉磨系統(tǒng)主機設備配置與性能參數※

  表2  東方希望公司粉磨系統(tǒng)主機設備配置與性能參數※

  漳縣祁連山公司與東方希望公司雙閉路聯(lián)合粉磨工藝流程見圖1：

  圖1     雙閉路聯(lián)合粉磨工藝流程

  表3  達州利森公司粉磨系統(tǒng)主機設備配置與性能參數※

  2.2 利用TUS新型雙分級高效選粉機實施改造的效果

  （1）漳縣祁連山水泥公司采用藍奧1號TUS4000新型雙分級高效選粉機取代（更換）O-sepa N-4000選粉機改造后效果見表4、表5：

  表4  粉磨系統(tǒng)改造前、后技術指標對比

  表5  循環(huán)負荷與選粉效率測試數據

  表5中水泥品種為P·O42.5R；改造前、后，成品水泥標準稠度需水量仍為26.5%，基本無變化。改造過程中，后續(xù)選粉機主軸電機、系統(tǒng)風機及輸送設備沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機功率。

  改造前，R45μm篩余循環(huán)負荷為188%~276%、對應的選粉效率為56%~41%；

  改造后，R45μm篩余循環(huán)負荷為91%~109%、對應的選粉效率為86%~79%，選粉效率平均達82.7%；

  由表4分析估算：改造后，按年產120萬噸水泥，噸水泥節(jié)電3.0kWh，年節(jié)電360萬kWh，以平均電價0.60元/ kWh計，年節(jié)電效益216萬元；按平均增產40t/h，年按6000h運行（運轉率68.5%）則增產水泥24萬噸，水泥增產部分按平均利潤20元/t計算，年增產的24萬噸水泥可增效益480萬元，與節(jié)電效益合并，共計增效696萬元/年。

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  （2）東方希望集團水泥粉磨系統(tǒng)采用TUS4000新型雙分級高效選粉機取代（更換）O-sepa N-4000選粉機改造后效果見表6。

  表6  粉磨系統(tǒng)改造前、后技術指標對比

  表6中水泥品種為P·O42.5R；改造前、后，水泥標準稠度需水量仍為26.8%，基本無變化。改造過程中，后續(xù)選粉機主軸電機、系統(tǒng)風機及輸送設備仍沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機功率。

  改造前，R45μm篩余循環(huán)負荷為189%~299%、對應的選粉效率為55%~40%；

  改造后，R45μm篩余循環(huán)負荷為88%~116%、對應的選粉效率為90%~81%，選粉效率平均達83.25%（技術經濟分析略）。

  （3）達州利森公司水泥粉磨系統(tǒng)采用TUS2500新型雙分級高效選粉機取代（更換）O-sepa N-2500選粉機改造后效果見表7。

  表7   粉磨系統(tǒng)改造前、后技術指標對比

  表7中水泥品種為P·O42.5R；改造前、后，水泥標準稠度需水量27.5%，基本無變化。改造過程中，后續(xù)選粉機主軸電機、系統(tǒng)風機及輸送設備仍沿用原系統(tǒng)配置，全系統(tǒng)未增加裝機功率。

  改造前，R45μm篩余循環(huán)負荷為186%~282%、對應的選粉效率為54%~39%；

  改造后，R45μm篩余循環(huán)負荷為88%~106%、對應的選粉效率為86%~83%，選粉效率平均達83.88%；（技術經濟分析略）。

  3、藍奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機技術性能及特點

  上述三家公司采用TUS新型雙分級高效選粉機后，收效顯著。筆者認為，這是TUS新型雙分級高效選粉機技術性能及特點所決定的。

  3.1TUS新型雙分級高效選粉機的結構

  綿陽藍奧重型機械制造有限公司針對O-sepa選粉機選粉效率低、回料中存在大量成品、循環(huán)負荷高等不良狀況，研制開發(fā)出具有獨立知識產權的TUS新型雙分級高效選粉機（"一種新型雙分級高效選粉機"，專利號ZL201420196523. 3），R45μm選粉效率達到80%甚至85%以上。TUS新型雙分級高效選粉機基本結構見圖1。

  圖1   TUS高效選粉機分級原理

  3.2 TUS新型雙分級高效選粉機分級特點

  （1）真正實現了"均勻分散、高效分級、有效收集"。

  （2）采用二次分級原理對物料進行兩次分選，使出磨物料中所含成品被分選得更干凈、更徹底。

  （3）通過磨尾提升機輸送的出磨物料通過四個對稱的進料口均勻進入選粉機內部，撒料盤上的物料撞擊到擋料板后向邊緣均勻分散，繼而進入轉子與導風葉片形成的水平渦流選粉區(qū)，物料在自身重力與水平渦流空氣力場作用下，被第一次分選：細粉通過轉子葉片進入轉子內部，再由出風口進入成品布袋收塵器；粗料被離心力甩出籠型轉子以外，和一部份未選出的細粉（45?m以下成品顆粒），因重力沉降作用一起進入下部選粉室內的分料裝置、撒料裝置及下部轉子，對這些物料再次進行均勻分散與分級，即物料在下部選粉室內經過第二次分選：成品則隨上升氣流（負壓）進入上部選粉室內，與第一次分選后的成品同時被收集；粗料經回料裝置返回磨機繼續(xù)研磨。經過上述兩次分選的全過程，使進入該選粉機的物料選凈度及選粉效率得到大幅度提高。

  3.3 藍奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機選粉效果

  TUS新型雙分級高效選粉機與傳統(tǒng)O-sepa選粉機回磨粗粉對比可以看出：O-sepa選粉機回磨粗粉選凈度低，R45μm篩余51%，仍有大部分成品隨之回到磨內導致"過粉磨"現象產生。兩種選粉機回磨粗粉現場對比照片見圖2 。

  圖2  O-sepa選粉機與TUS選粉機回料對比

  由圖2兩種選粉機回磨粗粉對比可知：應用藍奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機的粉磨系統(tǒng)對出磨物料中成品選凈度高（在成品水泥細度不變的前提下，經選粉機分選后的回磨物料越粗，即篩余值越大，則其中所含成品量就越少，說明選粉機的選粉效率越高），回磨物料呈現"粗砂狀"（右圖），成品含量已很少，R45μm篩余達到82%甚至以上（按照一般經驗，選粉機回磨物料篩余值可以大致看作是該選粉機的選粉效率），實現了"能選早選、分選徹底"，有效消除管磨機段的"過粉磨"，提高了管磨機粉磨效率；從而顯著增加系統(tǒng)產量，降低粉磨電耗。

  以上案例中，只是對成品選粉機進行改造已取得明顯的技術經濟效果，若同時對輥壓機+分級設備+管磨機實施針對性改進，則系統(tǒng)增產、節(jié)電綜合效果將更為顯著。

  4結束語

  總結藍奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機在水泥粉磨系統(tǒng)改造的實踐，筆者認為可以歸納如下：

  （1）生產實踐證明："分段粉磨"的能耗明顯低于一段粉磨；相對于聯(lián)合粉磨系統(tǒng)而言，應始終貫穿"磨前處理是關鍵、磨內磨細是根本、磨后選粉是保證"的技術宗旨。三段之間相互關聯(lián)、互為銜接與補充，系統(tǒng)中的每一個接口都非常重要，絕不能忽視。

  （2）應以粉磨工序能耗指標及穩(wěn)定性評價粉磨系統(tǒng)優(yōu)劣（其中包括所用選粉機的選粉效率）。

  （3）應以水泥工作性能指標及穩(wěn)定性評價水泥實物質量（面對混凝土行業(yè)用戶需求）。

  （4）應以系統(tǒng)高效運轉率評價粉磨系統(tǒng)穩(wěn)定性（設備配置）。

  （5）相對空氣選粉機而言，其分級機理始終圍繞"分散、分級、收集"三大關鍵技術環(huán)節(jié)；其中"均勻分散是前提、高效分級是關鍵、有效收集是保證"，環(huán)環(huán)相扣、缺一不可。

  （6）在預粉磨段與管磨機段理順后，需要有好的成品選粉機作為系統(tǒng)增產節(jié)電的保證；正確選擇、應用高效選粉機是閉路粉磨系統(tǒng)挖掘生產潛能、實現系統(tǒng)節(jié)能降耗最重要、最有效技術手段之一。

  （7） 應用專利技術研制開發(fā)的藍奧1 號TUS新型雙分級高效選粉機采用二次分級原理對物料進行兩次分選，使出磨被選物料中的成品分選得更干凈、更徹底，有效消除管磨機段"過粉磨" 現象，提高管磨機粉磨效率。

  （8） TUS新型雙分級高效選粉機R45μm選粉效率達到80%甚至85%以上，且水泥成品粒徑分布合理，在水泥粉磨系統(tǒng)節(jié)電改造過程中具有良好的應用效果。水泥粉磨系統(tǒng)節(jié)能空間巨大，在水泥進入微利時代的今天，采用技術成熟的高效分級設備進行改造，降低制造成本意義重大、迫在眉睫。

  （9）本文中的案例，只是對成品選粉機進行改造已取得明顯的技術經濟效果，若同時對輥壓機+分級設備+管磨機實施針對性改進，提高出磨物料中成品率，為該高效選粉機有效分選創(chuàng)造更好的先決條件，則系統(tǒng)增產、節(jié)電效果將更為顯著。