HRM4800立式磨在日产5000吨水泥熟料生产线上的应用

./HRM4800立式磨在日产5000吨水泥熟料生产线上的应用ApplicationofHRM4800VerticalMillina5000t/dcementproductionline胡子龙、X咸雨、赵才土单位名称：XX虎山集团XX省江山市324103摘要：XX虎山集团5000t/d熟料生产线生料粉磨系统选用了国产技术的首台HRM4800立式磨,文章概述了该立磨的工作原理、结构特点；详细介绍了其安装程序与尺寸的把握；全部总结了安装与调试过程中出现的问题和注意事项。该立磨已经运行了将近18个月,通过整改和优化,其各项技术指标趋于合理,运转率达80%,产量稳定在440~450t/h；且其操作简单,维护方便,完全能替代进口产品。关键词：HRM4800立式磨；生料粉磨系统；工艺流程；工作原理；5000t/d熟料abstract:ZhejiangHshanGoupadoptedthefirstdomesticHRM4800verticalmillfortheir5000t/dcementproductionline’srawmaterialgrindingsystem.Thepapersummarizedtheworkingprincipleandstructure,introducedindetailtheinstallationprocessandtheinstallingdimensionaswellastheproblemsandprecautions.Uptothepresenttheverticalmillhasrunforeightmonths,byimprovingmeasures,thetechnicalindexesbecamereasonableandtherunningratewasupto80%,theoutputwasstableat440~450t/h,anditissimpleoperationandconvenientmaintenance,cansubstituteKeywords:HRM4800verticalmill;rawmillgrindingsystem;process;workingprinciple;5000t/dclinker0前言XX虎山集团XX<以下简称"我公司">是国家"一五"时期投资兴建的XX省第一家大型水泥企业,企业始建于1958年,由原XX江山水泥厂改组而成。20xx,被国家发改委、国土资源部、中国人民银行列为国家重点支持水泥工业结构调整大型企业〔集团〕,名列21位。20xx,加盟中国建材南方水泥XX。我公司在投资兴建日产5000t/d新型干法熟料生产线的建设时,生料粉磨系统选用XX水泥研究XXXX中亚建材装备自主研发、设计并生产的首台HRM4800立式磨,该立式磨自08年10月投产以来,至今已磨生料250万吨。HRM4800原料立式磨在我公司的成功应用,不仅为公司节资节能,更打破了该规模以上水泥熟料生产线原料立式磨长期依赖进口的局面,为国产立式磨技术装备的市场竞争注入新的活力。现将有关情况介绍如下。1生料立式磨方案的确定考虑到生料粉磨系统在整条生产线中的关键作用,在项目建设初期,我公司领导就对生料粉磨方案非常重视。在当时的情况下,一般建设日产5000t/d水泥熟料生产线的企业在选型时均优先考虑进口立式磨,如丹麦史密斯公司<Atox磨>、德国莱歇公司<LM立磨>生产的产品,进口立式磨大量采用国内分交方式,其分交量已超过50％<按重量计算>,关键零部件由国外公司提供,如减速机与其润滑系统、磨盘衬板以与电气、控制系统等,中国国内配套主电机、制造机座、壳体、预埋件、紧固件等；二是选用国内同类产品,其减速机与关键控制系统选用进口；三是选配双台套立式磨系统；四是选用两台中卸磨。所以对于5000t/d熟料水泥生产线,典型的原料粉磨系统方案可归纳为四种：1〕采用进口立式磨；2〕采用单台套国产立式磨；3〕采用双台套国产立工式磨；4〕采用两中卸磨。具体参数的比较参见表一。表一：三种原料粉磨方案的技术经济比较表序号比较项目单位方案1方案2方案3方案41粉磨形式进口立式磨单台套国产立式磨双台套国产立式磨两台中卸磨2型号规格ATOX50HRM4800MLS3726Ф4.6х<10+3.5>m3系统生产能力t/h4004202×2002х1904物料粒度入料≤80mm入料≤100mm入料≤80mm入料≤25mm5磨机装机容量Kw380038002×23002х35506系统装机容量Kw800080002×45002х73667粉磨系统电耗Kw.h/t1613.516228年230万吨生料电耗Kw.h36803105368050609引进设备费用万美元50000010减速机来源进口国产国产国产11系统设备总重Kg6008502×4502х36012系统复杂程度简单简单复杂复杂13占地面积少少多多14设备购置费万元～5000～3100～3600～450015建筑工程费万元50050060060016安装工程费万元60050060060017一次性投资合计万元~6100~4100~48005700注：系统装机容量主要指磨机〔含液压站、稀油站〕、生料磨循环风机、回料提升机等辅机设备的装机功率之和〔不包括入均化库提升机、尾排风机与高温风机〕。从表一可以看出,采用单台套国产立磨方案与采用进口立磨方案相比,国产立磨与进口立磨工艺参数、系统装机功率、生产能力基本差不多,但由于进口立磨在价格上比国产立磨要贵很多,所以系统一次性投资上HRM4800比进口立磨要低得多。由于进口立式磨价格昂贵与供货周期长的现状,我公司从开始基本上就排除了使用进口立磨的方案。而采用单台套国产立式磨方案与采用双台套国产立式磨方案相比较,它具有以下优点：〔1〕工艺流程简单,占地面积小。采用双台套立磨,其相应的配料系统、旋风收尘系统、循环风机等均为双系列,即使系统布置的相当紧凑,其占地面积还是相当于单台套系统的两倍。而生料粉磨均要利用窑尾的余热进行烘干,其废气进入立磨之前还要经过余热锅炉进行发电,其废气管道的布置就相当复杂,需要设置多重的阀门进行配风,操作难度增加。而单台套立磨其工艺系统与2500t/d熟料生产线的完全一样,工艺流程简单且故障点少,操作简单也利于维护。〔2〕 系统投资少。双台套立磨系统的设备价格、基建投资、安装费用均比单台套立磨系统要高。从上表可看出,采用单台套立磨系统其系统一次性投资至少可以减少15%。〔3〕 电耗低。5000T/D生产线按年消耗230万吨生料计,采用单台套HRM4800立磨比采用双台套立磨年可节电575万千瓦·时,按0.65元/千瓦·时计,年可节约成本约370.0万元。若粉磨方案采用两台中卸磨工艺,其系统电耗按22千瓦·时/吨计,立磨的节电效率就更加显著,节电量每年可达到近2000万千瓦·时。目前国内5000t/d熟料生产线原料粉磨方案在选型时,采用双台套国产立磨的方案还相当普遍,其主要原因是考虑生料立磨在整条生产线中的关键作用,考虑设备运行的可靠性,这其实也是一种无奈之选。我公司在生料粉磨方案的确定时考虑到国产化立磨的研发已逐渐成熟并推向市场,其国产化是国内建材设备发展的必然,并参考公司原来的3条2500t/d熟料生产线生料与煤粉制备系统共计6台立磨均选用XX水泥研究XXXX中亚建材装备的产品,从运行情况来看,其独立研究开发的HRM型立式磨操作简单,维护方便且电耗低,公司最终决定采用其研发的HRM4800立式磨,以配套日产5000t/d水泥熟料生产线生料制备的需要,其减速机与关键控制系统均采用国内自主研发的产品。2RM4800立式磨的工作原理、结构特点。HRM4800立式磨的设计是建立在该型立式磨大量实际生产应用、积累了丰富的设计与实际运行经验的基础上,为配套5000～7000t/d水泥熟料生产线粉磨原料而研究设计的高效节能烘干兼粉磨装备。2.1工作原理电动机驱动减速机带动磨盘转动,需粉磨的物料由锁风喂料设备送入旋转的磨盘中心,在离心力作用下,物料向磨盘周边移动,进入粉磨辊道。在磨辊压力的作用下,物料受到挤压、研磨和剪切作用而被粉碎。同时,热风从围绕磨盘的风环高速均匀向上喷出,粉磨后的物料被风环处的高速气流吹起,一方面把粒度较粗的物料吹回磨盘重新粉磨,另一方面对悬浮物料进行烘干,细粉则由热风带入分离器进行分级,合格的细粉随同气流出磨,由收尘设备收集下来即为产品,不合格的粗粉在分离器叶片作用下重新落至磨盘,与新喂入的物料一起重新粉磨,如此循环,完成粉磨作业全过程。<HRM4800立式磨结构图与现场图片见下>2.2特点：碾磨部分采用盘形磨盘,磨辊可用液压装置翻出机外检修的轮胎型磨辊的结构形式,更换辊套衬板与磨机检修空间大,检修作业十分方便。开机前无需在磨盘上布料,并且磨机可空载启动,免除开机难的烦恼。采用磨辊限位装置,能保证磨辊与磨盘之间有一定间隙,不会产生金属间的直接接触,避免磨机工作时因断料而产生的剧烈震动。为满足上述三项要求,设计了如图所示的液压原理图油箱8、回油过滤器15、电磁球阀吸油过滤器9、比例溢流阀16、压力传感器液位计10、测压软管17、控制阀体空气滤清器11、压力表18、插动阀体5、齿轮泵12、电磁换向阀19、板式截止阀6、电动机13、叠加单向阀20、梭阀盖板组件7、压力过滤器14、两通锥阀21、电磁换向阀磨辊辊套能翻面使用,延长了耐磨材料的使用寿命。采用新型磨辊密封装置,密封更加可靠,并且无需密封风机,磨辊轴承采用强制循环润滑油润滑,散热效果明显；采用外循环系统,降低风环处的风速,减少立磨排风机能耗,改善磨机的启动与停机条件,减少维护时的清料时间；磨辊研磨压力采用液+气加压,远程控制加压、抬辊动作与调整压力,实现了现场无人操作。针对目前进口立磨的工作油缸均采用单缸结构,且配备件均为进口的情况下,HRM4800立磨加压装置选用双工作油缸,采用双油缸相对于采用单油缸其活塞直径可缩小,相对其缸体与密封件的要求均降低,由此采用国内生产的密封件即可达到设计要求,维修成本低。由于采用双油缸结构,磨机工作压力仅需6~8MPa,相对于原来的10~12MPa的工作压力,可减少磨机的振动,改善其运行环境。3HRW4800立磨安装3.1立磨的安装顺序与安装过程中关键尺寸的把握 立磨的安装顺序上与进口立磨的差别：进口立磨大多是先确定机架与轴承座然后来安装主减速机与磨盘,我想这可能与进口减速机的交货周期长有关。我们正好相反,由于交货与时,立磨的国产主减速机在安装初期就已到货,我们就有条件先精找主减速机,然后以主减速机为基准,精找机架与轴承座。为保证磨辊加压时的最佳工作角度,除把握XX院中亚公司要求的关键尺寸外,我们特别关注的尺寸是磨辊轴承座中心与磨盘的相对标高尺寸：安装说明书上对此尺寸的把握是要求磨盘上端面与下壳体上法兰高度差,误差X围2800+5〔详见附图一〕。为了减少安装过程中的累积误差,我们对安装公司最终验收的尺寸是磨辊轴承座中心与磨盘上法兰面的相对尺寸10-5。由于磨盘与磨辊轴承座一直没有到货,我们先按机架上表面与主减速机上表面的相对尺寸1490-5进行调整<详见附图二>,但由于担心磨盘与磨辊轴承座加工误差〔我们公司曾经碰到过立磨安装时因加工的累积误差最终无法确保关键安装尺寸的情况〕,所以机架一直没有一次灌浆。机架的一次灌浆是在磨盘与磨辊轴承座全部到货并就位后,确保了磨辊轴承座中心与磨盘上法兰面的相对尺寸10-5达到设计要求才进行的,并且其误差的控制在2mmX围内,充分考虑了磨辊与衬板磨损后的尺寸要求。 当磨盘与机架的相关尺寸确定后,余下的工作就比较顺利,机架连系梁组对焊接、下壳体、分离器、磨辊总成安装,总计时间也就一个半月。从传动装置底座到货至完成主机安装具备单机试车,立磨的实际安装工期为4个月。如果关键部件的到货能够满足安装要求,我们估计立磨的整机安装时间应该不会超过两个半月。当然后来为了抢工期,四个机架与加压装置的地脚螺栓灌浆均采用无收缩早强灌浆料,其1天养护期的强度可达到30MPa,3天养护期强度可达到40MPa,而采用常规的C30混凝土灌浆要达到其75%〔约26MPa〕强度一般需要半个月的时间,为后期的安装赢得了时间。3.2立磨安装中出现的问题处理与注意点主电机与减速机高速轴同轴度的调整。主电机与主减速机之间采用膜片联轴器进行连接,在膜片联轴器进行安装之前,必须将主电机与减速机的同轴度调整好。在膜片联轴器在安装过程中,发现主电机与减速机的半联轴器上均有一个7~8mm的止口,按联轴器供应厂家的解释是利用与膜片联轴器的止口配合可以保证其同轴度。由于膜片轴器的最大轴向补偿量仅4mm,因此两台主机的同轴度在找正之后安装膜片联轴器就成了问题,而按规X其同轴度要求精确到0.08~0.10mmX围内。在与XX院中亚公司一起认真研究后,采用了将与主电机和主减速机相配的两个半联轴器止口进行车削去除的方案,最终两台主机的同轴度调整到0.05mm。从目前的运行情况看,主减速机运行良好,其高速轴的温度基本维持在72℃。安装过程中的立磨二次混凝土基础的浇灌质量,这一点要非常的关注。立磨的一次灌浆大家都知道其重要性,而在设备具备二次灌浆条件的时候,由于主体工程已基本完工,大家的注意力更多的是在设备的调试上,往往对二次灌浆的质量不会特别关注。其实立磨的二次灌浆质量对设备今后的安全运行至关重要,一定要有专门的技术人员旁站监理,立模时要留出足够的混凝土振捣空间,确保二次灌浆层无油渍。许多厂家在立磨运行一段时间后出现机架与底座分层,甚至出现地脚螺栓拉断的情况,很大程度上与二次灌浆层的质量有关。另外在二次灌浆的时候要注意预埋好导油管,以保证更换液压缸时将机架内的液压油与时排出,有利于保护基础层。磨辊机械限位装置的安装与尺寸确定。在立磨主减速机单机试车前,必须完成磨辊的机械限位,其主要目的是保证磨辊与磨盘完全脱离,确保主减速机的轻载起动。同时磨辊与磨盘的间隙又不能调得太大,以免在试生产时料床厚度变薄,出现限位螺杆与动臂连续碰撞的现象。根据我们的经验,在调整时首先将磨辊抬起,然后在磨辊与磨盘的接触面上放两XB800的皮带〔约20mm厚度〕,落辊后拧紧机械限位螺杆,再抬辊抽出皮带即可。由于磨辊的自重与机械限位弹簧的可压缩性,以落辊后能将一X皮带重新塞入磨辊与磨盘之间为准。由此即保护了主减速机同时也保证机械限位不至于经常损坏。4HRW4800立磨调试过程中的注意事项与解决的问题调试时,供货方专门派出专家小组,与我公司各相关的各类工程技术人员和生产负责人一起成立了单机试车小组。在调试过程中,双方技术人员经过认真分析,并充分结合实际,在整体机架的加固、液压油缸的改造、液压管道的改造、磨辊润滑系统加强过滤、提高产量等方面所做的工作均获得成功。以下逐项作一介绍。4.1主减速机单机试车的注意事项除大型设备单机试车的常规检查外,在主减速机在试运行之前,我们特别关注以下几点：4.1.1调整磨辊的机械限位,确保磨辊与磨盘完全分离；4.1.2在高压油作用下,确保减速机推力盘上浮且均匀。四台高压油泵起动时实测上浮尺寸在0.5~0.7mm之间,若仅开两台高压泵,实测上浮尺寸在0.1~0.2mm之间；手动盘磨一圈以上,确保无机械故障；做好主减速机与油站保护联锁参数。在油站单机试车过程中,发现厂家设定的低压油泵出口压力与高压油泵入口压力的保护参数对主机的运行存在隐患：多次出现低压备用泵还未投的情况下高压油泵就已跳停。其原因是由于高压油泵前的精过滤器与管路损耗,低压油泵出口压力还未降至0.12MPa时高压油泵的入口油压已低于0.1MPa。经过调整后故障消除〔调整的参数见表二〕；4.1.5做好单机试车的记录,以便备查。由于准备充分,主减速机在试车过程中除出现几次因低压供油流量传感器误报而联锁停机与高压泵出口压力传感器漏油外,其它各项参数均正常。表二：立磨保护联锁参数的调整比较序号参数调整前调整后1低压油泵出口压力低于0.12MPa启备用泵,继续低于0.1MPa时停主机低于0.14MPa启备用泵,继续低于0.12MPa时停主机2高压油泵入口油压低于0.1MPa停主电机、高压油泵低于0.1MPa停主电机,延时10秒停高压油泵整体机架的加固刚开始试生产的时候,立磨的4个机架与主减速机振动很小,从测振仪上测出的数据一般在2.0~2.5mm/s。但是站在立磨选粉机的平台上,明显感觉到选粉机的晃动较大,分离器平台不是很稳定。整改：在四个机架的联接处增加联系梁,以提高立磨机架的整体刚度。效果：经处理后,立磨的整体刚度有了很大的改善,分离器平台的晃动现象得以消除。液压缸的改造〔附图说明〕。在调试过程中,发现立磨的工作油缸即使采用进口的密封件,其还是经常内漏,液压站的压力始终不能稳定在工作压力上。经检查发现是工作油缸的活塞在设计时存在有缺陷,其密封圈容易从活塞的沟槽中滑脱出来,脱出的密封圈又在活塞的往复运动中拉毛造成损坏从而引起密封失效。整改：将活塞的沟槽尺寸重新设计,将密封圈挡板高度加高,并且将原来进口的密封圈〔美国派克parker公司〕改为国产的密封圈,密封圈的材料由原来的聚四氟乙烯改为聚胺脂。效果：通过改造从根源上解决了工作油缸的内漏问题〔活塞缸改造前后的图纸详见图一与图二〕,并且由于将密封件由进口改为国产,也大大降低了运行成本。立磨液压站管路系统的改造液压站对立磨的稳定运行起着关键的作用。在试生产期间,液压站管路系统的故障是限制立磨长时间运行的关键因素。主要表现在油管接头的渗漏上,渗漏最多的地方一是架空管的连接法兰,一是进出油管与液压站的接头位置,还有就是焊接弯头处。在后期工况比较正常,液压站的工作压力由最初的11MPa下降到6~8MPa时,还经常出现接头渗漏现象。每一次渗漏除引起生产中断外,还造成大量的液压油外泄,若发现不与时,加压泵的持续补压会消耗完整个油箱的液压油。整改：1、将原来的Ø45管缩小为Ø32管,增加整体管路的柔韧性；2、在液压站与进出油管之间增加一根长L=400的软管连接,以避免将立磨的振动引至液压站；3、尽量减少油管的外部法兰接口；4、油管焊接时严格按照焊接工艺,所有接头的焊口均打好焊接坡口,并全部采用氩弧焊,以保证各接头的焊接质量；5、将液压站从原来的7.00平面移至0.00平面,这样可以保证立磨检修工作油缸时,各管道内的液压油自流回液压站,减少油的浪费；效果：经一个星期的全面整改,因液压站管路系统的渗漏现象基本消失。磨辊轴承润滑系统的改进磨辊轴承的润滑为稀油强制润滑,四个磨辊轴承单独配置一台稀油站。在一次滤网清洗时发现油箱的回油过滤网上有一些细小的铜末,由于轴承温度相差不多,当时无法确定哪个轴承有损伤,只能在每根回油管接口法兰上放了一X滤网,这样就确定了具体受损伤的轴承,对其进行有针对性的观察与维护。后来我们在每一根回油管上均做了一个沉积过滤装置,并且定期进行检查,可以很方便的了解每个轴承的运行情况。磨机产量偏低问题的处理冷态〔未通热风〕试生产初期,磨机的产量只能达到350t/d,继续加产则磨机振动大且产品的细度不易控制。产量低的同时伴随大量的排渣,感觉物料在磨内的研磨时间太长,另外发现循环风机的电流仅300A,远小于其400A的额定电流。处理方法：1〕检查循环风机双进风阀发现其中一侧未完全打开,导致磨内能风量不够。校正好阀门的开度后,磨机的产量提高到400t/d；2〕挡料环加高,增加料层的厚度。但是挡料环也不能加得太高,太高了容易造成磨内的过粉磨现象,增加系统电耗。通过一段时间的摸索,通过调整挡料环的高度与入磨风量、风温,使系统的工况达到最佳。最终系统的产量达到并稳定在440~450t/d的生产水平。进立磨的物料落料点的调整。设计物料的落料点在磨盘中央,但实际落点有所偏移,在生产中易造成料层的不稳定,引起磨辊磨损不均与磨机间歇性振动。通过改造,将落料点适当调整,使物料落到磨盘中央位置,在离心力作用下均匀的布置到磨盘上。改造后,磨辊的磨损与磨机的间歇性振动情况均有了明显改善。5实际运行参数〔见表三〕年运行数据与实际运行参数与设计参数分别见表三、表四。表三：HRM4800立式磨年运行数据月份产量〔t〕运行时间〔h〕台产〔t/h〕电耗〔KWh/t〕20xx10月3933.614.33274.5020.7920xx11月140892.5415.9338.7714.8420xx12月211998.8492.2543