论文资料：水泥制成系统的故障模式及根本原因和影响分析.doc

水泥制成系统的故障模式及根本原因和影响分析中国建材工业经济研究会水泥专业委员会 邹伟斌近年来，水泥粉磨技术飞速发展，令人目不暇接。在这里，笔者本人仅以目前广泛应用的水泥联合粉磨单闭路及双闭路系统中常出现的工艺技术与设备故障模式进行探讨。表1列出了水泥制成系统的常见故障。表1 水泥制成系统故障、原因及其影响序号故障故障的根本原因故障的影响如何发现故障（如何检测）检测方法及所需检测仪器检测频率检测的可靠性故障的维修需准备的工器具和材料维修费用1辊压机挤压效果差物料细粉多，辊缝小，工作压力低辊压机做功少采用套筛检测，一般0.03D粒度物料比例占总量的95%以上30mm25mm20mm15mm10mm5mm2mm筛3天检测一次可靠性，针对性好入辊压机物料按不同粒度进行搭配控制，避免细粉过多日常工作管理辊压机侧挡板磨损严重，边缘漏料加剧旁路失效，边缘效应辊压机出料中粗颗粒多塞尺和钢板直尺进行检测，侧挡板与辊子之间正常值2mm-3mm，有的企业1.8mm-2.0mm7-10天利用停机时间检测一次可靠性好、简单更换磨损的侧挡板塞尺和钢板直尺及新的侧挡板（耐磨钢板或耐磨合金铸造件）视辊压机规格动辊、静辊辊面磨损严重漏粗料、细粉少辊压机出料中粗颗粒多钢板直尺每周一次至二次可靠性好、简单由专业人员现场在线堆焊处理耐磨合金焊丝、焊机等视辊压机规格及磨损修复程度不同，费用不同辊压机工作压力低，运行电流低影响入磨物料中80m细粉含量打散机及V选分级后的入磨物料细度粗，比表面积低80m、45m方孔筛，比表面积仪调整阶段每小时两至三次简单可靠在辊面完好及入机物料粒度正常前提下，调整稳流称重仓料位及棒闸阀与料流控制斜插板开度人工2O-Sepa选粉机选粉效率低出磨细度粗，循环负荷高，选粉效率低系统产量低，电耗高采用80m、45m方孔筛测定细度负压筛析仪调整时每小时两至三次。正常后每小时一次简单可靠改进研磨体级配及磨内通风等参数，降低出磨筛余研磨体人工选粉机配风不合理，选粉效率低系统产量低，电耗高采用80m、45m方孔筛测定细度负压筛析仪调整时每小时两至三次。正常后每小时一次简单可靠对选粉机一次风管增设辅助补风管以N-2000选粉机配500mm风管为例，需少量焊条投资不足5000元，备好材料，利用停机时间即可完成3管磨机内研磨体做功差，出磨比表面积偏低研磨体级配不合理，平均尺寸大。磨内流速快。物料易磨性差等系统产量低，电耗高测定入磨及出磨物料比表面积。（参考80m、45m方孔筛余曲线）比表面积仪、负压筛析仪调整时每小时两至三次。正常后每小时一次简单可靠调整研磨体级配及磨内通风研磨体人工4打散分级机分级效果差风轮磨损，分级筛板漏料，内锥筒粘料，环形通道堵塞，达散锤头衬板磨损等降低系统产量，电耗增加测定分级后入磨物料80m筛余（正常细度38%-55%）80m方孔筛、负压筛析仪调整时每小时两至三次。每周利用停机时间对达散机内部检查一次简单可靠更换易损件，一般更换周期为六个月备用各种易损件打散分级机规格及易损件抗磨材质不同，其价格不同5V形选粉机分级效果差入机物料不能形成均匀料幕，打散隔板磨损，系统拉风过大，V选出风部阻力大入磨物料粗，降低系统产量测定分级后入磨物料比表面积（正常应180m2/Kg）、80m筛余（正常150Mpa），粉磨效率高，物料预处理产量大，在联合粉磨系统中承担半终粉磨的任务，挤压后经分级的入磨物料具有晶格裂纹及微观缺陷，从而大幅度改善物料易磨性，提高系统产量，降低系统粉磨电耗。但辊压机作业过程中对入机物料粒度的均匀性非常敏感，即“挤粗不挤细”，当入机物料中细粉料量多时会造成辊压机运行缝隙小，出力少，挤压效果差。解决办法：实际生产过程中应控制粒度0.03D（D辊压机辊径 mm）的物料比例占总量的95%以上；生产经验证明：入机粒度25mm30mm且均匀的物料挤压效果最好。用套筛筛析入机物料粒度分布，简便易行。一般3天检测一次即可满足要求。做好不同粒度物料的搭配，避免过多较细物料入辊压机。故障原因：2. 辊压机侧挡板磨损严重，边缘漏料影响分析：辊压机自身固有的“边缘效应”是指辊子中间部位挤压效果好，细粉产生量大，边缘挤压效果差，细粉量少，即旁路失效。当两端侧挡板磨损严重时，边缘漏料将不可避免，减少挤压后物料细粉含量的同时，部分粗颗粒物料进入分级设备，对分级设备造成磨损。解决办法：辊压机侧挡板与辊子两端之间的工作间隙值一般为2mm3mm，有些企业所用的工作间隙值在1.8mm2.0mm；生产中可采用耐磨钢板或耐磨合金铸造件予以解决，应时常备用12套侧挡板，以应对临时性更换。采用耐磨合金铸造件之前，应将表面毛刺打磨干净，便于安装。更换安装过程中用塞尺和钢板直尺测量控制间隙尺寸即可。采取设备故障预防机制，要求在生产中一般710天利用停机时间对侧挡板与辊子之间间隙检查测量一次，并做好专项纪录备查。故障原因：3. 动辊静辊辊面磨损严重未及时修复影响分析：辊压机的工作环境较差，按郑州机械研究所调查的损失形式有以下几种：a 正常磨损导致的辊面损坏b 辊面硬度比物料硬度低c 辊面异常剥落d 辊面超期运转使用e 辊体本体性能导致的损失f 金属或其他异物进入导致局部剥落损坏等辊压机辊面磨损或剥落严重出现凹槽以后，物料挤压粉碎效果大打折扣，与平整辊面相比，严重磨损或剥落后的辊面挤压力不均匀、漏料，出机物料中粗颗粒（甚至未经挤压）增多，影响后续管磨机潜在能力的发挥。一般来讲，辊压机辊面使用6000h8000h后，则应根据辊面磨损情况进行维修，以长期稳定保持良好的挤压效果。解决办法：a 请专业维修技术人员进入现场实施在线堆焊处理，恢复辊子原始尺寸。b 若有备用辊子，可更换下磨损的辊子送专业厂家维修处理；由于堆焊处理前需要采取探伤，刨去不规则耐磨层，清洁辊面等技术措施，加之所用耐磨合金焊丝的价格较高，另需根据辊子实际磨损程度决定堆焊层厚度，所以，堆焊费用较高。c 日常生产中操作、使用、维护很重要，预防性措施也一定要到位。辊压机入料前的除铁工作必须引起足够重视，防止铁块等其他异物入机损坏辊面。d 利用停机时间检查辊面磨损情况，检查频次一般每周一至三次，并做好专项检查记录备查。案例：某单位120-50辊压机双辊磨损后在线堆焊，一次堆焊费用达12万元左右；辊压机辊子规格越大，辊面磨损程度越严重，堆焊修复费用越高。故障原因：4. 辊压机工作压力值低，运行电流低影响分析：辊压机在不同运行工作压力下，挤压的物料所产生的80um细粉含量是不同的，这个参数直接影响到系统的产量和质量及粉磨电耗指标。合理提高辊压机的工作压力，可提高挤压后物料中80um细粉含量。除了前面已探讨的入机物料较细因素外，引起这种现象还有以下几个方面的原因：稳流称重仓仓容小、运行仓位低、存料量小、断续下料稳流称重仓至辊压机之间垂直距离低、料压低稳流称重仓至辊压机之间下料管规格过大、管内料压低辊压机料流控制斜插板拉开比例小解决办法：（1） 前三项属于辊压机入料前的因素，可以采取以下针对措施，以保持入机料流及料压相对稳定：a 由于当初设计的稳流称重仓容量小，可利用停机时间对称重仓进行增容（扩容），一般仓容不低于30t。仓容大，对稳定入机料流有利。增容只需投资12万元钢板（一般厚度10mm12mm）及少量焊条费用，这样可彻底解决问题。称重仓内壁及下料部位应进行抗磨处理。b 称重仓未增容前的生产过程中，应保持操作料位不低于70%；c 称重仓至辊压机之间垂直下料管高度一般应不低于3.0m；d 辊压机下料管规格过大，管内料压低，可以适当改小，使下料管内充满物料，提高料压，稳定辊压机工作压力；e 辊压机正常做功时，动辊液压件呈平稳的规律性水平往复移动；两个主电机运行电流达到其额定电流值的60%80%之间（达到80%的较少，一般60%75%之间较多见）。（2） 辊压机料流控制斜插板拉开比例，以控制运行辊缝0.02D（D-辊压机辊径 mm）及辊压机主电机运行电流达到其额定电流值的60%80%，工作压力稳定（如7.5 Mpa9.0Mpa）为原则。这个参数也直接影响辊压机做功状况，视物料粉磨特性及现场操作参数，一般料流控制斜插板拉开比例在50%80%左右，各企业所用比例会有所不同。案例：某单位160-140辊压机原垂直进料管尺寸为1200mm600mm，常因管内物料呈断续状，现场操作灰尘大，不能形成有效料压，物料挤压效果差。入磨物料比表面积150 m2/Kg 160m2/Kg,运行工作压力7.5 Mpa 8.0Mpa。后利用冬季大修期间，投资5000元将下料管进行改造，下料管尺寸改为600mm600mm并更换下料闸阀，改造后管内物料呈连续状下料，料压增大，实现了对辊压机过饱和喂料，消除了冒灰现象，提高了挤压效果。入磨物料比表面积升至170 m2/Kg180m2/Kg，辊压机运行工作压力达8.0 Mpa9.0Mpa。二、O-Sepa高效选粉机系统故障模式1. O-Sepa高效选粉机选粉效率低故障原因：1.1出磨细度偏粗，循环负荷大，选粉效率低影响分析：O-Sepa高效选粉机是笼式选粉机的代表，属于第三代空气选粉机。在国内联合粉磨双闭路系统、预粉磨闭路系统及普通一级闭路磨系统应用较广泛。由于各种原因，在实际生产过程中其选粉效率达到50%及以上的并不多，以下进行探讨：循环负荷：选粉机回料量（即粗粉）与成品量的比值。可以下述公式求得：K=(A-C)/(B-A)100%式中：K循环负荷，%；A 出磨物料（即入选粉机物料）细度筛余，%；B 回料（选粉机粗粉）细度筛余，%；C 产品（选粉机细粉）细度筛余，%；选粉效率：进入成品中某一规定粒级与选粉机入料中该粒级的重量百分数，可用下式求得：式中：选粉效率。%；A，B，C符号含义同前当磨内粉磨效率低，出磨细度偏粗，合格成品量少，则循环负荷越大，选粉效率越，低回料量越多；反之，则选粉效率高，循环负荷低。O-Sepa选粉机设计循环负荷100%200%之间，这对普通一级粉磨流程是合理的。但对于入磨物料经过挤压、分级，粒度2mm甚至1mm的联合粉磨系统而言，显然偏大。联合粉磨双闭路系统选粉机循环负荷可以低至50%120%，对应的选粉效率60%；选粉机选粉效率偏低，对整个粉磨系统增产、节电不利；当控制一定成品细度的前提下，能够适当降低选粉机转速，减少回料量（降低循环负荷），则可有效提高系统产量、降低粉磨电耗。解决办法：对磨机内部进行相应的调整，如：改进研磨体级配、延长物料在磨内的停留研磨时间、应用优质助磨剂等，有效增加出磨物料中成品颗粒含量，降低出磨筛余值，为选粉机有效分选创造先决条件。这种调整方法不需要多余投资，只是采购环节中部分研磨体规格的改变而已，至于助磨剂的投入，可由增产、节电产出的部分弥补并产生效益。1.2 O-Sepa选粉机配风形式不合理影响分析：O-Sepa选粉机有三个进风管道，一次风为主风，进风比例约占总风量的67.5%，二次风占22.5%，三次风占10%；该选粉机以负压抽吸形式通过布袋收尘器收集分选后的合格成品，粉磨系统常用的配风形式有两种，各有其不同特点：1.2.1单风机共用风系统管磨机磨尾通风管道与选粉机一次风管相联，通过负压收集磨内风中的成品颗粒。特点：少用一台风机与一台收尘器。1.2.2双风机单列风系统管磨机磨内通风收尘与选粉机供风均系由各自单列的风机完成，称双风机系统。特点：多用一台收尘器及一台风机，两台主机设备风路互不干扰。生产过程采用1.2.1单风机共用风系统易导致产质量调控不便，系统风机拉风对提高选粉效率有利，但同时会加快磨内风速及物料流速，成品细度易跑粗；当降低系统风量时，选粉效率降低，回料量增加，同时选粉机一次风管道易积灰，严重影响选粉过程的分散、分级。解决办法：通过增设一次风辅助风措施可便于调控粉磨系统产、质量，提高选粉效率。案例：某单位4x13m一级闭路水泥磨配用O-Sepa N-2000高效选粉机，原生产过程中选粉效率为30%，通过对一次风管增设500mm补风管后，选粉效率提高至50%55%，P.O42.5级水泥(比表面积360m2/kg)台时产量由75t/h提高至85t/h。；投资不足5000元即可解决。提前准备好相关材料，利用停机（11.5h）可完成安装；风管上采用电动控制阀门，与中控室相联，便于调节。现阶段设计投产的大型水泥联合粉磨系统，全都采用1.2.2双风机单列配风形式，产品质量调控更方便，系统产量比1.2.1单风机共用形式更高、粉磨电耗更低。三、管磨机系统故障模式：磨内研磨体做功较差，出磨比表面积偏低故障原因：a 系统拉风过大、磨内物料流速快、研磨时间短b 研磨体级配不合理，平均尺寸大c 研磨体及衬板表面粘附d 物料易磨性差e 入磨物料综合水分偏大f 隔仓板（含内筛板）及出磨篦板缝取值大影响分析：现以辊压机+V选+4.213m双仓管磨机+O-Sepa N-4000选粉机组成的双闭路联合粉磨系统为例，说明磨内研磨体做功情况：4.213m磨机有效长度12.5m，入磨比表面积170m2/Kg,出磨比表面积200 m2/Kg，入磨与出磨比表面积差值为30 m2/Kg，计算得知磨机有效长度方向平均每米研磨体研磨出比表面积2.45 m2/Kg/m，这个值是偏低的。正常情况下，平均每米研磨体应创造5.5m2/Kg10 m2/Kg比表面积，若低于最低限，说明磨内研磨体做功较差。当然，在闭路粉磨系统中，由于成品选粉机的分选，磨内过粉磨现象减少，相对开路系统，粉磨效率大大提高。此外，相对水泥成品颗粒尺寸而言，我们所用的研磨体尺寸总是偏大的。所以，要采取相应技术措施提高出磨物料的比表面积，改善颗粒形貌及颗粒级配。生产过程中，出磨比表面积越高，与入磨比表面积差值越大，说明磨内研磨体集群研磨效应发挥及做功越好，粉磨效率越高。在选粉机选粉效率较高时，系统产量越高、粉磨电耗越低。在管磨机系统的改造中，必须突出以“磨内磨细”为第一要素。在控制出磨比表面积指标的同时，应采用80um、45um筛余曲线进行辅助判定。解决办法：a. 一般采用V选的双闭路管磨机一仓研磨体使用规格较小的球，通常为4020mm四级级配，平均球径在23mm29mm之间取值，以适应入磨物料粒径（入磨比表面积180 m2/Kg250 m2/Kg与之对应的入磨物料P80粒径在170m71.5m之间）。球径取值大，则磨内物料流速快，研磨不充分。因磨机一仓功能由辊压机+V选全部取代，一仓作用以粗研磨为主，球径不宜太大。b. 在磨机二仓研磨体选择方面，小球、微锻均可用。采用小球时，可选用少量20mm球辅助，多以17mm、15mm、12mm、10mm球形成五级级配，平均球径可取13mm15mm。若用微锻，一般采用18mm18mm以下规格，甚至可引入8mm8mm微锻（出磨篦板及中心圆板缝应6mm），平均锻径9mm12mm。c闭路磨内可移植应用开路高细磨的筛分隔仓板，有效控制料流，实现磨内研磨体“分段粉磨”。d研磨体及衬板工作表面产生粘附现象时，可引入分散性能良好的助磨剂消除微细颗粒粘聚，使研磨体、衬板保持良好的表面光洁度。e新型干法窑水泥熟料C2S含量高，则易磨性变差。混合材料中使用矿渣、磷渣、钢渣等工业废渣时，易磨性很差，生产中应注意搭配，避免同时使用。f控制入磨物料水分1.5%。随着水分增大，物料易磨性变差，粉磨效率降低。采取以上技术措施，除使用企业配置的检测仪器（比表面积仪、80um、45um方孔筛，负压筛析仪）外，其余均为人力资源投入。案例：某单位水泥制备采用辊压机+V选+4.2x13m管磨机（磨内有效长度12.5m、主机功率3550KW、一仓用球、二仓用锻、总装载量240t）+ O-Sepa N-4000选粉机组成的双闭路联合粉磨系统，改进前，入磨物料比表面积170m2/Kg，出磨比表面积190 m2/Kg，平均每米研磨体创造1.6 m2/Kg。对磨内进行改进，并调整研磨体级配及磨机通风后，出磨比表面积达295 m2/Kg，平均每米研磨体磨制比表面积10 m2/Kg，生产P.O42.5级水泥（45um筛余5.0%），台时产量由155t/h提高至180t/h。四、打散分级机系统故障模式：打散分级效果差（入磨物料粒度大）动态分级设备故障原因：打散分级机分级效果差（入磨物料粒度大）的原因，主要有以下几个方面：a 风轮磨损后分级风量变小，影响风选效果b 打散盘上锤头、衬板磨损，打散功能降低c 分级筛板磨穿漏料，粗颗粒进入细粉区域d 内锥筒粘料，物料淤积，粗颗粒由内筒体间隙外溢e 环形卸料通道杂物堵塞，影响过料能力f 物料及打散盘重心偏移，影响打散分级效果影响分析：打散分级机的分级原理是利用高速旋转的风轮对打散后的物料进行风选与筛板筛分两部分完成分级过程，一般入磨物料比表面积100m2/Kg150m2/Kg之间、80um筛余3855%；经挤压分级后的物料入磨，可提高系统产量5070%，节电1525%；打散分级机分级物料切割粒径为2mm，若内部磨损漏料，入磨粒度变大，将显著降低整个粉磨系统的产、质量，增加电耗。解决办法：ac中主要由于易损件磨损所致，易损件的更换周期一般为6个月，解决的措施是及时更换；使用打散分级机的单位应时常保持12套易损件备件。df中采取人工清理方式可清除之；f出现时明显会引起打散电机运行电流升高现象，可通过中控室操作监控页面发现。因打散分级机的规格不同，所用易损件规格不同；易损件抗磨材料材质不同，其采购价格也不一样。对于打散分级机内部的检查，应利用停机时间，每周对其内部易损件进行一次，发现问题及时处理，并做好专项检查记录备查。五、V形选粉机系统故障模式：V形选粉机分级效果差（入磨物料比表面积160m2/Kg）静态分级设备故障原因：a 入V选物料呈料柱过于集中，不能形成松散均匀料幕b 打散隔板严