水泥粉磨系统优化探讨一精选版

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一

Documentserialnumber【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

水泥粉磨系统优化分析与探讨

邹伟斌中国建材工业经济研究会水泥专业委员会(100831)

(连载一)

随着水泥生产技术与国际同行的别断交流，我国水泥工业得到了长脚的进展与进步。国内水泥设计研究院、大专院校的工程技术及科研人员开辟出多项具有自主知识产权的专利技术及装备，并成功应用于出口生产线EPC工程，获得了良好的国际赞誉。就水泥粉磨技术而言，国内别同规模的新型干法线与粉磨站，由于粉磨主机设备及预处理设备选型等因素，其工艺流程各有特点，系统产量与粉磨电耗指标也有所别同。即使是相同的主机配置，因物料的粉磨特性别同、工艺参数调整办法别合理等，导致系统产量参差别齐、悬殊较大，粉磨电耗也高低别均。

本文以笔者走访调查了解的生产数据及部分粉磨技术资料显示的实际案例为依据，针对国内水泥粉磨系统存在的技术咨询题举行了分析与探讨，并结合自身的心得与体味，提出了系统增产过程中的部分针对性调整措施，涉及的咨询题不会面面俱到，仅一孔之见，供水泥粉磨工程技术人员参考。因水平有限，文中谬误之处在所难免，恳望予以批判指正:

一、国内在运行的水泥粉磨工艺系统

据笔者调查了解，除采纳串联粉磨及物料分不粉磨（分不计量配制）工艺外，目前国内尚有以下20余种在生产运行的水泥粉磨工艺（物料共同粉磨）系统:

1.无磨前物料预处理(预破裂或预粉磨)工艺的粉磨系统

1.1一般双仓或三仓开路粉磨系统(惟独管磨机与除尘器、风机单独作业)

1.2一般双仓或三仓闭路粉磨系统(由管磨机+高效选粉机+除尘器+风机组成

的闭路粉磨系统)

2.有磨前物料预处理(预破裂或预粉磨)工艺的粉磨系统

2.1挤压(或碾压、破裂)处理后的物料没有分级而直截了当入磨的经过式预粉(碎)磨的粉磨工艺系统

2.1.1辊压机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统

2.1.2辊压机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统

(该系统管磨机以使用双仓为多数，三仓磨较少)

2.1.3CKP立磨(或其它形式立磨)+管磨机(单仓或双仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统

(该系统管磨机以使用双仓为多，三仓磨较少)

2.1.4球破磨+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统

2.1.5球破磨+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统

2.1.6破裂机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统

2.1.7破裂机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统(该系统管磨机以使用双仓为多数，三仓磨较少)

2.1.8柱磨机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统

2.1.9柱磨机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统(该系统管磨机以使用双仓为多数，三仓磨较少)

2.2挤压(或碾压、预磨)后的物料经分级再入磨的联合粉磨工艺系统

2.2.1辊压机+动态分级机（打散分级机）+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统（或简称单闭路粉磨系统）

2.2.2辊压机+静态分级机（V形选粉机）+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统（或简称单闭路粉磨系统）

2.2.

3.1辊压机+动态分级机（打散分级机）+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（或简称双闭路粉磨系统）

2.2.

3.2辊压机+静态分级机（V形选粉机）+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（双闭路粉磨系统）

2.2.

3.3辊压机+静态分级机（带转子分级的VSK选粉机）+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（双闭路粉磨系统)

2.2.

3.4辊压机+静态分级机（V形选粉机）+组合式高效选粉机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统（双闭路粉磨系统)2.2.4辊压机+静态分级机（V形选粉机）+高效选粉机+管磨机(双仓或三仓开路)+除尘器+风机组成的粉磨系统（由高效选粉机分离出V选入磨之前物料中所含的部分成品）

2.2.5辊压机+静态分级机（V形选粉机）+高效选粉机+管磨机(双仓或三仓闭路)+除尘器+风机组成的粉磨系统（由高效选粉机分离出V选入磨之前物料中所含的部分成品）

2.2.6CKP立磨(或其它形式立磨)+筛分分级设备+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统(单闭路粉磨系统)（也能够增加成品选粉机改造为双闭路系统）

2.2.7球破磨+分离器+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统2.2.8球破磨+分离器+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统

2.2.4

3.破裂的物料经筛分分级后再入磨的预破裂粉磨工艺系统

3.1破裂机+筛分分级机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统

3.2破裂机+筛分分级机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统

4.棒磨机（内部）自筛分分级后再入磨的预粉磨工艺系统

4.1棒磨机+管磨机(双仓或三仓)+除尘器+风机组成的开路粉磨系统

4.2棒磨机+管磨机(双仓或三仓)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路粉磨系统

5.水泥料床终粉磨工艺系统（无球化水泥终粉磨系统）

5.1立磨水泥料床终粉磨工艺系统

立磨+高效选粉机+除尘器+风机组成的水泥终粉磨工艺系统

（采纳小野田、神户制钢0K磨、莱歇公司LM磨、非凡公司MPS磨、保利休斯公司RM磨、川崎公司CK磨、国产立磨等）

5.2筒辊磨(法国公司FCB的HOROMill)+高效选粉机+除尘器+风机组成的闭路水泥粉磨工艺系统

新型干法水泥熟料粉磨特性干硬、易磨性较差，没有磨前预处理措施的一般开、闭路粉磨流程，仅靠磨机一仓研磨体对物料的冲击破裂能力远远别够，该系统粉磨效率低、电耗高。上述带有破裂机、棒磨机预处理工艺的粉磨系统，因其处理能力别是太大，普通只适用于直径ф3.5m及以下规格的管磨机。辊压机、CKP立磨(或其它形立磨)、球破磨预处理工艺已配置在直径ф3.2m–ф

4.2m甚至以上规格管磨机的开、闭路水泥联合粉磨系统（如河北冀东公司二线使用川崎重工的CKP–240立磨作预粉磨配置于ф4.8×7.5m单仓闭路水泥磨）。水泥料床终粉磨系统效率高（即无球化水泥终粉磨系统

5.1和5.2），比联合粉磨系统主、辅机设备配置与占地少、工艺更简化，目前在国内使用的厂家仍为数别多。与筒辊磨相比，立磨的技术的进展与更新完善速度更快，其规格已实现大型化，随着水泥工业节能减排与低碳经济进展及工业废渣综合利用技术的别断深入，这种高效粉磨工艺的推广应用将会更加广泛。

辊压机虽属于高压力、高效率的料床粉磨设备（其效率是管磨机的3-4倍），但因其挤压后的水泥颗粒形貌多数为片状、针状、多角状，由于磨辊结构方面固有的粉磨特性，其自身对水泥颗粒形貌的修正能力较差，加之颗粒级配别合理，最后导致水泥的检验性能和现场施工性能（工作性能）别佳，如:凝聚时刻过快、需水量偏大、流淌性能及与混凝土外加剂相容性差等。因此，自辊压机咨询世至今，国内不过做了一些尝试性实验研究，虽取消了后续管磨机，粉磨系统节电幅度>40%，但思考到产品的施工性能，工业生产中始终都没有将其直截了当用于水泥成品终粉磨，普通只用于水泥生料和矿渣微粉制备终粉磨工艺。

为充分利用辊压机料床粉磨（电能利用率及粉磨效率高）特性，在水泥粉磨工艺中多将其配置于管磨机之前作为半终粉磨（挤压力在5000KN/m2-

6000KN/m2、辊压机与系统能力比值达300%-500%，且越大产量越高、系统粉磨电耗越低），由辊压机与动态或静态分级设备和后续管磨机组成联合粉磨系统，有效落低入磨物料粒度、显着改善了易磨性，辊压机投入的汲取功越多（8.0KWh/t—12.0KWh/t），后续管磨机越省电、总电耗越低、整个联合粉磨系统获得的增产、节电幅度越大。实际应用过程中，前置辊压机处理能力大，配用静态分级设备（V形选粉机或VSK选粉机分级）及动、静态分级设备组合分级（V形选粉机与高效组合选粉机等相结合）与管磨机、高效选粉机组成的双闭路系统，已实现了磨机设计产量翻番、粉磨电耗大幅度落低。（预粉磨系统物料别经分级直截了当入磨，粒度仍较大且别均匀，磨机一仓仍需配用一定比例大球用于粉碎，故系统增产、节电幅度相对较小）。联合粉磨作业过程中由管磨机发挥其独具的对物料高细研磨、均化及颗粒整形功能，完成对水泥颗粒的进一步磨细、颗粒级配优化、颗粒形貌修正（水泥颗粒粒径越小，其形貌越接近于球形），提高水泥颗粒的球形化程度（圆度系数）及施工性能。

二、别同配置的粉磨系统技术能力分析探讨

1.辊压机经过式预粉磨工艺系统

截至目前，该粉磨系统仍有少部分企业在应用，普通辊压机的处理能力较小，尽管后续管磨机生产潜力有富裕，但前置辊压机一次挤压、作功少(辊压机挤压力6000KN/m2-7000KN/m2、辊压机与系统能力比值约200%左右、单位经过量电耗约在2.5kwh/t-3.0kwh/t)，只相当于普通的挤压破裂功能，挤压过程中可有一定的边料参与循环，挤压后的物料别经分级而直截了当入磨(挤压后入磨物料80um筛余70%-80%、比表面积惟独100m2/kg左右)，系统增产幅度在20%-60%，平均节电幅度10%-20%。以下是三个典型的经过式预粉磨系统生产案例:案例一:SX某单位采纳140-110辊压机(物料经过量450t/h-500t/h、功率710kwx2)+Φ4.0x13m双仓管磨机(主电机功率2500KW，装载量185t)+O-sepaN-2000高效选粉机（处理能力360t/h、产量120t/h、功率110kw）%-7.0%)，台时产量93.39t/h，投运后台产达113t/h，增产19.61%;后经过掺加矿渣微粉，系统产量达119t/h，相关于辊压机投运前增产25.6t/h，合计增产幅度

27.42%。

案例二:HN某2000t/d新型干法线水泥粉磨系统采纳100-76.5辊压机（物料经过量260t/h、功率375KWx2）+Φ（主电机功率3170KW)+Sepax-375-

222(功率160KW)高效选粉机，设计生产能力:别投辊95t/h，投辊130t/h。投辊运行前后，P.Ⅱ52.5级水泥(比表面积336m2/kg)分不为93.5t/h和

116.7t/h，即投辊后增产了23.2t/h，增幅24.81%;粉磨电耗由投运前的

40kwh/t落至35.3KWh/t，落低4.7KWh/t，节电幅度11.75%。该系统生产

P.O42.5级水泥台时产量达160t/h。

案例三:国外某公司采纳140-42辊压机预粉磨(经过量100t/h、功率

150KWx2)配置于Φ3x11m两仓闭路磨前，投辊后系统产量由29t/h提高到

45t/h(水泥比表面积360m2/kg-390m2/kg)，增产16t/h，增幅55.2%;系统粉磨电耗由41KWh/t落至31KWh/t，节电24.4%。〔1〕

经过式预粉磨物料一次经过或有边料循环，但因辊压机后无动态或静态分级设备配置，入磨物料别经分级，粗颗粒比例偏多，其增产节电幅度受限。目前运行的生产线已逐渐减少，有的企业则依照现配辊压机能力(或重新选型)增加后续分级设备组成联合粉磨系统，进一步提高产量、落低系统电耗。一次挤压后物料粒度分布见表1:

棒磨机属于短粗型（长径比L/D≥1.2）的磨机，磨内研磨体采纳别同直径的耐磨材质钢棒级配，实际应用中研磨体填充率普通在22%-30%之间，依照入磨物料粒度平均棒径多取62mm-68mm左右。与球破磨机相比，棒磨预粉磨物料时，钢棒与物料间的“线接触”方式及其对物料有效的碾压辊轧与磨削，克服了钢球与物料“点接触”的缺陷，棒荷对粒状物料具有其独特的“挑选性粉碎”及筛分功能，关于0mm-3mm时期物料粗处理能力与粉磨效率比球破磨机要高得多，且出机物料中5mm料再返回柱磨机处理。改造后，在操纵水泥比表面积345m2/Kg前提下，磨机台时产量提高至97t/h-100t/h，增产33t/h左右，增幅49.3%。系统电耗落低至32KWh/t，节电20%。

7.辊压机联合粉磨工艺系统

近几年，随着国内新型干法线的别断投运，辊压机联合粉磨系统应用比例同步增加，系统工艺设计有单闭路与双闭路之分。其中单闭路系统由辊压机+动态或静态分级设备组成磨前闭路，后续管磨机为开路双仓或三仓。动态（打散）分级机经过调整工作转速，使辊压机处理量的50%以上物料入磨;而静态（V形)分级机经过调节循环风量，可使辊压机处理量30%或以上的物料入磨。因两种分级设备的分级原理别同，经分级后的入磨物料切割粒径与均匀性也别同。后续管磨机内部既有安装筛分隔仓板的高细磨，也有采纳较小篦缝双层隔仓板别带筛分功能的一般开路磨;设计安装有筛分隔仓板的高细管磨机比安装一般双层隔仓板的磨机，具有更显着的增产节电效果。筛分隔仓板内筛板既有扇形结构，又有螺旋弧线形（有人俗称牛角状曲线筛板）与扬料板组合而成的，后者具有多重的强制性筛分功能，实际生产应用效果较好。筛分隔仓板利用了“小篦缝﹑大流通”原理，内筛板采纳厚度2.0mm-3.0mm的耐磨钢板或别锈钢板冲制而成，筛缝宽度尺寸取值，应依照入磨物料粒度﹑易磨性及流淌性参数别同，普通在1.5mm-4.0mm之间选取，生产中使用较多的在2.0mm-3.0mm。当使用较大掺量的干粉煤灰作混合材（磨内流淌性好）时，内筛板缝普通采纳1.5mm-2.0mm即可，以有效抑制料流，实现磨内磨细。但筛分隔仓板内筛板缝取值较小时，必须严格操纵入磨物料综合水分≤1.5%，否则易则引起堵缝、粘附而导致磨内粉磨状况恶化，生产中已遇到很多。

7.1采纳辊压机+动态分级机（打散分级机）+双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统，可使后续管磨机在设计能力基础上增产50%-70%，节电15%-25%;由辊压机+静态分级机（V形选粉机或带转子的VSK选粉机)与双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统，可使后续管磨机在设计能力基础上增产80%-100%左右，节电20%-30%之间，相关计算与实际生产数据基本吻合。

7.1.1由辊压机+动态（打散分级机）或静态（V形选粉机)+双仓或三仓开路管磨机组成的单闭路粉磨工艺系统。

打散分级机的分选过程由高速旋转的风轮风选与机械筛分两个渠道相结合完成，经过调整分级机工作转速与其内部的内锥筒高度及筛分板筛孔尺寸等相关技术参数，可提高入磨物料细粉含量、落低入磨平均粒度。某单位打散分级机调整后的入磨物料粒度分布见表4:

*120-45辊压机，500/100打散分级机。

以下是辊压机配置动态及静态分级设备在实际生产中的三个应用案例:

案例一:SD某单位由120-45辊压机（物料经过量110t/h-150t/h、功率220KWx2）+500/110打散分级机（处理能力110t/h-160t/h、功率45kw+35KW）+Ф3.2x13m三仓开路高细磨（主电机功率1600KW、m2/Kg-340m2/Kg）原台时产量78t/h，粉磨电耗32KWh/t。经过适当增加研磨体装载量(由118t增至

130t)，提高辊压机压力，并在打散分级机回稳流称重仓的物料循环回路之间增加一道筛孔为3mm的回转筛，<3mm物料不再返回称重仓而直接入磨，辊压机挤压效果显着改善m2/Kg-380m2/Kg）台时产量达92t/h，粉磨电耗降至

26KWh/t。系统增产17.95%，节电18.75%。〔6〕

案例二:DZ某单位由140-80辊压机（物料经过量350t/h、功率560KWx2）+TVS静态分级机（循环风机风量120000m3/h）+Ф3.2x13m双滑履三仓开路磨（系国内第一台双滑履Φ3.2x13m管磨机，主电机功率1600KW、设计装载量125t、实际装载量120t）单闭路粉磨工艺系统，P.C32.5水泥（比表面积

380m2/Kg）台时产量125t/h，系统粉磨电耗27KWh/t。P.O42.5水泥（比表面积410m2/Kg）台时产量105t/h，系统粉磨电耗30.6KWh/t。〔7〕

采纳辊压机+打散分级机的单闭路粉磨系统，案例一在回称重仓物料前增设一道3mm回转筛、增加细颗粒入磨提高系统产量及改善辊压机做功能力的做法，实际生产中能够借鉴。案例二系统中增大了辊压机规格，并且配用的是V形选粉机，相对打散机分级机分选后的入磨物料更细，相同型号、功率、开路流程，相对高出35.87%。

案例三:ZJ某粉磨线采纳120-45辊压机（物料经过量180t/h、功率

220KWx2）+V5517静态选粉机（循环风机风量70000-90000m3/h）+Φ3x11m开路水泥磨机（主电机功率1250KW、设计装载量100t），生产比表面积

480m2/Kg-550m2/Kg的水泥，系统能力达60t/h-65t/h，粉磨电耗<28KWh/t。（SR某单位1200t/d干法线水泥粉磨系统采用相同型号120-45辊压机+Φ

3x11m三仓开路水泥磨机，不过分级设备配置500/100打散分级机，生产比表面积350m2/Kg的P?C32.5级水泥，台时产量惟独55t/h，粉磨电耗

33KWh/t）。本例中采纳V选分级后的系统产量高出打散分级机系统约20%左右，系统粉磨电耗约落低15%左右。

由案例三可知:即使配置相同能力的辊压机及相同型号的管磨机、因分级设备性能别同、分级后的入磨物料粒度特性及易磨性别同，后续管磨机的增产能力和粉磨电耗指标落低幅度也别同。

7.1.2由辊压机+动态或静态分级机（打散机、V选或VSK）组成的磨前闭路和由管磨机+高效选粉机共同组成的双闭路联合粉磨工艺系统，由于前置辊压机处理能力是管磨机实际台时产量的3.0倍-3.5倍以上(甚至5倍-6倍)，经过磨尾成品选粉机的分选，在较大程度上减少了磨内“过粉磨”现象，产量大大高出单闭路系统。生产实践已证实，采取技术优化后的双闭路粉磨系统管磨机增产幅度已超出其设计能力的100%甚至以上，即产量实现翻番，同时有部分企业水泥粉磨系统电耗指标已达到26KWh/t-28KWh/t的先进水平。经动态或静态分级机分离后的入磨物料比表面积越高（80um或45um细粉比例越大）、出磨水泥越细、选粉机分离性能越好，则系统产量越高、粉磨电耗越低。以下是国内及国外的四个实际生产运行案例:

案例一:SY某单位5000t/d干法线，水泥制成采纳180-120辊压机（物料最大经过量850t/h、功率1250KWx2）+VX8820（循环风机风量270000m3/h，风机功率560KW）+Φ4.2x13m两仓管磨机（主电机功率3550KW、设计装载量240t）+O-sepaN-4500高效选粉机（最大处理能力810t/h、产量270t/h、功率

250KW）组成的双闭路粉磨工艺系统，经过调整V形选粉机系统用风，操纵入磨物料80um筛余在21%-23%、比表面积180m2/Kg-200m2/Kg左右。生产P.C32.5级水泥台时产量达250t/h（比表面积355m2/Kg），系统粉磨电耗27KWh/t。磨制240t/h（比表面积365m2/Kg-370m2/Kg），系统粉磨电耗28KWh/t。（前置辊压机处理能力为磨机实际台时产量的3.5倍以上）

案例二:PJ某单位2x4600t/d干法线，水泥粉磨采纳由170-140辊压机（物料经过量710t/h-830t/h、功率1250KWx2）+VRP1200（循环风机风量

280000m3/h、最大喂料量1200t/h、风机功率450KW）+Φ4.2x13m两仓管磨机（主电机功率3550KW、设计装载量240t）+O-sepaN-4000高效选粉机（最大处理能力650t/h、产量240t/h、功率220KW）组成的双闭路粉磨工艺系统，入磨物料比表面积在200m2/Kg左右，（成品比表面积360m2/Kg），台时产量达235t/h-240t/h，系统粉磨电耗27KWh/t-28KWh/t。〔8〕（辊压机处理能力为磨机实际台时产量的3.4倍以上）

案例三:HRYC某2500t/d干法线，水泥粉磨采纳TRP160-140辊压机（物料经过量765t/h，功率1120KWx2）+TVS96/20(喂料量960t/h)+Φ4.2x13m（主电机功率3150KW，装载量219t）+TESu-310高效涡流选粉机（主轴功率200KW）（辊压机处理能力为管磨机产量的3-3.4倍）

案例四:HN某5000t/d干法线，