中小水泥企业机械装备节能减排技术升级评论

　　水泥工业产业政策目标中已经明确指出，到2010年新型干法水泥的比例将达到70%,同时，还将有30%的其他水泥生产方法与新型干法水泥并存。这部分水泥企业将以中小企业为主，生产方法大多以半干法生产为主，这些企业也有义务承担国家节能减排的责任。因此，对中小水泥企业的节能减排工作，决不能掉以轻心。根据我国国情和水泥产品区域性有限的特点，中小水泥企业是我国水泥工业合理的产业结构中不可缺少的组成部分。因此，我们要鼓励这些企业自主创新、或移植新型干法水泥生产的成功技术，按照水泥工业的质量、能源限额和环境保护三项国家标准要求，采用适合于中小水泥企业先进的适用技术，跟上水泥工业实现现代化的步伐。水泥机械装备的更新换代，是节能减排技术升级的重要方面，跨世纪之后，中小水泥企业在市场竞争和政策导向的双重压力下，与设备制造厂家配合，开展了大量的研发工作，也取得了可喜的成绩，现述评如下。 

　 　高破碎比及大型化破碎机械 

　　 随着水泥工业技术进步的升级，人们对“降低入磨粒度”的预粉碎作用，认识越来越深刻。因此，在破碎机械的选型中，都力求采用多功能、复合粉碎的大型破碎机，组成一级破碎系统来简化流程。这不仅有利于提高粉碎机械的能量利用率，而且也增大了系统的破碎比。这些现代大型破碎机械，弥补了传统颚式破碎机工作性能的许多不足，以结构与材质的优化为前提，充分利用物料在粉碎机内的有效停留时间，给被粉碎的物料设计了特定的运动轨迹，使其得到多方面的粉碎作用力，并在由大变小的过程中，合理地安排粉碎方法和气流内循环功能，真正实现破碎作业的优质、高产、低耗及安全生产。 

　　 以单段锤式破碎机为代表的大型破碎机，已在国内许多中小型水泥厂被广泛应用。它一方面增大了破碎机允许的最大入料粒度，另一方面减小了出破碎机的产品粒度；既节省了矿山的二次爆破，又简化了水泥生产线的破碎系统。这种破碎机具有将大块物料瞬间击碎并迅速达到合格粒度的能力。单机生产能力在100～200t/h的单段锤式破碎机，允许入料粒度700～900mm,而出料粒度可以小于20mm;它与普通的单转子锤式破碎机比较，在相同条件下，产品平均粒度d80小于10mm,装机容量低15%～20%,单产电耗仅0.8～1kWh/t。

　　 原料预均化设备被广泛应用 

　　 在水泥生产过程中，原燃材料成分的波动会引起生料成分的波动，不利于稳定窑炉的热工制度和熟料的质量，进而影响水泥的质量。预均化系统薄弱，是造成中小水泥企业产品质量不稳定的关键原因之一；而重视原、燃料预均化工艺，也正是新型干法水泥生产的成功经验。预均化不仅是稳定水泥质量的重要手段，同时也是安全、清洁生产的需要。 

　　 水泥厂原料的预均化是指原料（包括煤）在入磨之前的均化处理工艺，它是将成分波动变化的原料通过一定方式的混合，为下道工序提供成分相对稳定的原料。原料的预均化，是通过预均化堆场或预均化库，在堆料和取料过程中实现的。这不仅能提高原料的均化系数，还可以扩大对低品位原燃材料的使用，使资源的消耗、利用更加经济合理。以堆、取料机为主的长条形预均化库，和以环形布料、多点卸料的圆形预均化库，物料的处理能力都在万吨以上，这些在新型干法水泥生产中常见的几种成熟的预均化方法，目前已经在一些中小水泥企业中得到广泛应用，并为提高生料率值合格率和稳定熟料质量做出了重大贡献。 

　　 电子计量设备率值配料在线控制技术 

　　 生料配料控制是水泥生产过程中的重要环节之一，生料质量的好坏直接影响着熟料的产、质量及其热耗的高低。直接控制出磨生料的率值，实施生料率值配料，才能够全面提高出磨生料合格率、稳定生料成分、保证立窑煅烧的熟料质量。用于生料三率值控制的主要分析仪器是“X射线荧光多元素分析仪”.生料质量控制系统验证的过程，其算法之复杂、过程之繁琐，是难以想象的。目前，中小型水泥企业，为了达到良好的质量控制目标，在移植新型干法水泥生产成熟经验的基础上，大都配备了相应的X射线荧光多元素分析仪，将分析得到的实测数据，针对不同的磨机和生料配料特点，完整地推算出符合目标的生料三率值要求，跟踪配比下料量，并将数据传递给DCS系统，由DCS系统控制配料电子计量秤下料，从而，实现生料率值配料闭环在线控制。 

　　 另外，中小企业生产水泥主要采用全黑生料配料工艺，作为燃料的煤与原料一起入磨粉磨制备生料。煤的掺入既是为烧成配热，又是熟料的配料组分，这一双重的效能，使得煤的掺入量测定十分重要。采用氧弹法“热量测定仪”直接测定物料燃烧实际放出的热量，可以快速、准确地测定生料中的发热量。能与生料率值控制系统自动对接，实现生料率值和发热量的智能调整，进一步稳定了水泥窑的煅烧工艺。 

　　 带烘干的滚动轴承球磨机 

　　 新型干法水泥生产的成功经验证明：在生料制备系统采用烘干兼粉磨的工艺流程，有利于节能高产。中小型水泥企业由于窑型提供的废气余热有限，不能采用先进的“窑磨一体机技术”;加之立式磨投资较大，目前生料制备系统仍以球磨机为主要设备。 

　　 水泥工业使用的球磨机一直采用滑动轴承（巴氏合金瓦）,辽宁省北票市理想机械工程有限公司在多年设计、制造球磨机的基础上，于1992年开始研制将滚动轴承应用在球磨机的主轴承上，取得了成功。新型球磨机用滚动轴承取代了原来的滑动轴承，摩擦系数由滑动轴承的0.04降到0.0025,磨机起动电流减少40%,工作电流减少10%以上。它比普通球磨机的磨内结构形式有所改进，筒体容积增大、衬板形式和出料篦板结构都进行了优化，有利于提高粉磨效率和产品细度的控制。由于主轴承摩擦阻力的减小，与同规格球磨机相比，滚动轴承磨可以增加15%～20%的研磨体装载量，有利于磨机台时产量的提高。 

　　 近年来带烘干仓的轴承磨，应用于生料制备系统取得了良好的效果。带烘干的滚动轴承磨机比同规格普通球磨机综合节电10%左右，增产25%左右，节省润滑油80%,产品细度稳定，维修量减少，启动电流小，安全性提高。既保证了球磨机的节能高产，又节省了烘干设备的投资，还免除了磨机的稀油润滑，对主轴承的维修和使用都带来方便，系统运转率也得到明显提高。 

　　 辊压机水泥粉磨节能工艺技术应用 

　　 在水泥生产过程中，单位产品的电耗有60%～70%是消耗在对原料、固体燃料和水泥熟料的粉磨上。因此，必须改变以球磨机为主要设备的粉磨工艺系统，大力采用性能优越、结构先进、能量利用率高的、以“料层粉碎原理”为主要特征的立式磨、辊压机（又称：挤压机）及辊筒磨技术装备。通过采用节能粉磨设备及生产技术，能使粉磨系统节电30%～40%,水泥单位产品的电耗降低20%～30%.若水泥行业普遍采用节能粉磨设备，可望每年全国将节电150亿～250亿千瓦时，相当节省0.375亿～0.625亿吨标准煤。 

　　 辊压机及挤压粉磨技术，是利用现代料床粉碎原理，将喂入辊压机两辊间的物料，在高强度压应力的作用下，使其变成密实、扁平、充满微细裂纹的料饼，这些料饼中含有大量的细粉，同时其易磨性得到了极大的改善；由辊压机与“V”型分级机（或打散分级机）配套组成的挤压联合粉磨和半终粉磨系统，采用低压、大循环工艺，不仅大幅度提高了粉磨系统的产量，而且延长了设备使用寿命、解决了维护检修的烦恼。从1995年在某水泥厂首次应用开始，其粉磨系统产量比原球磨机粉磨系统翻了一番；现已推广成为国内普遍使用的粉磨工艺，迄今为止，仍是国内水泥粉磨系统效率最高的生产技术。 

　　 目前，已被中小型水泥企业和水泥粉磨站广泛采用的辊压机与球磨机联合粉磨系统，是将挤压后的物料（包括料饼）先经“V”型分级机（或打散分级机）打散分选，小于一定粒径的半成品，送入球磨机粉磨，粗颗粒返回辊压机再次挤压。球磨机系统可以开路，也可以闭路。通过打散分级机控制入球磨机的物料最大粒径，辊压机和球磨机所承担的粉碎功能界限很明确，可以通过优化各自的操作参数，使整个系统达到最佳的运行状态。 

　　 这种流程显著的特点是：基本消除了磨辊边缘效应和进料装置侧挡板磨损所产生的不利影响。在这种系统中，辊压机的操作原则为采用低压大循环的方式操作，尽可能加大辊压机与分级机之间的循环量。若入磨熟料温度较高或水泥比表面积要求较大时，则采用闭路挤压联合粉磨系统，选粉机能将磨内微细粉和热量，通过空气分选过程，得以充分地冷却和处理，降低水泥产品的温度，确保水泥质量；同时，使系统设备的工作温度保持正常。