摘要：在水泥生产过程中，伴随着巨额的能源消耗，与此同时还会排放大量的二氧化碳，污染大气环境，比如当前出现全国大范围的雾霾天气便是污染的最大见证。摆在水泥厂家最大的问题便是如何节约能源，减少排放，还要权衡社会责任与生产成本之间的关系。所以，在整个水泥生产效益中水泥粉磨工艺有着举足轻重的影响。本文对水泥粉磨工艺改造技术进行分析。
关键词：水泥粉磨；生产工艺；改造技术
水泥是建筑行业中使用最为普遍的一种建筑材料，通过水泥制成的混凝土由于具有较多的优点因此成为建筑行业必不可少的材料，进而也使得水泥的重要性进一步提高。目前我国的水泥生产工艺比较落后大部地区依旧采用传统的水泥生产工艺，既传统的立窑生产工艺，这种生产工艺由于投资较大，污染较重已经越来越不适应社会生产的需要，因此，对于水泥粉磨工艺改造势在必行。
1优化改进水泥粉磨的目的
水泥粉磨工序在水泥生产过程中占有重要地位，是电耗比重最大的工序，粉磨电耗一般要占水泥综合电耗的约70%左右。很多水泥生产厂家通过对粉磨工艺进行优化改进，采用先进技术、先进设备，如预粉磨技术、高性能选粉机、耐磨研磨体等，使同规格球磨机台时产量有了大幅度提高，大大降低生产成本，既保证成品质量达到水泥新标准要求，又收到很好效果和经济效益。弥渡庞威公司针对企业实际加强工艺管理，进行磨机的挖潜措施的实施，磨机台时产量比设计标定产量高，获取了较好的经济效益。
2我国水泥粉磨工艺中存在的问题
2.1磨机小、产量低、能耗高
我国水泥粉磨有相当数量以直径在3m以下的中小型球磨机，有相当一部分的水泥企业水泥磨实际平均台时产量低于相应磨机设计产量，与磨机规格较大的水泥企业比，电耗明显偏高。落后粉磨工艺对电能的有效利用率还低，绝大部分电能没有被利用。同时不少企业磨机台时产量受原材料、气候等变化的影响，波动较大。
2.2细度粗、波动大、强度低
对于出厂水泥，一般企业都能达到国标要求。但实际运作中，不少企业虽出厂水泥达到了细度要求，但出磨水泥细度波动相当大，除少数生产条件好的企业外，大多数水泥磨出磨水泥质量波动大，不稳定。另一方面，我国现时水泥仍存在着颗粒偏粗的现象，导致各种物料不能发挥自己最大的物理作用，造成原材料浪费和水泥标号低下，生产成本偏高。
3水泥粉磨工艺改造和优化对策
3.1发展立磨粉磨系统
就目前水泥粉磨工艺流程而言，有以下几种：立磨粉磨系统、筒辊磨粉磨系统、管磨机粉磨系统及辊压机终粉磨系统等。粉磨过程电耗要占水泥总电耗的70%以上，粉磨工艺的选择与应用直接影响水泥的质量产量及生产成本，占有举足轻重的地位。管磨机低效率、管磨机易磨性差，高电耗的矛盾更为突出。立磨系统产量高、电耗低，被广泛应用于生料制备。立磨粉磨机理与辊压机有相似之处，均为料床粉碎。不同的是，立磨磨辊对物料的接触方式是柱面与平面。此外，立磨不须另外设置选粉分级系统，而辊压机则必须单独设置，系统比立磨复杂。
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3.2有关燃烧技术的改进
3.2.1新型双风道燃烧器
这里介绍的是KBN系列新型双风道煤粉燃烧器。该燃烧器除具有普通多风道燃烧器的优点外，其主要特点是可以消除燃烧带局部高温现象，使火焰温度分布更为合理，有利于窑的长周期运转。与多风道燃烧器相比，其主要优点有：取消了内风道，采用可调式旋流器，使外风道旋流强度可根据窑内工况合理调整；由于环形射流厚度增加到三风道燃烧器的2倍，可延缓煤粉和二次风混合速率，降低火焰峰值温度，有效地延长烧成带耐火砖寿命；取消了传统多风道燃烧器的内风和外风调节阀门，简化了系统，并可节省一次风机电耗约30%；火焰形状通过传动箱手轮调节，由位于齿轮箱上的指示仪指示，火焰控制简单、精确；在煤粉螺旋喂料器下安装螺旋泵，风机通过螺旋泵将煤粉送至双风道燃烧器，外风由高压离心风机供风。
3.2.2煤粉喷腾燃烧技术
由清华大学与深圳市某水泥厂共同开发的煤粉喷腾燃烧技术，通过对煤粉燃烧器改进，强化了风煤混合，改善了煤粉的燃烧状况，使煤粉燃烧充分，提高了火焰温度，使白煤与烟煤混合成的综合煤和劣质煤的燃烧效果大为改善。煤粉喷腾燃烧技术实现了一次风量降低和二次风量增大，使煤粉燃烧更为充分，防止一次风过大，避免煤粉落在窑的低温区物料上，从而减少了煤粉的机械不完全燃烧热损失。同时，由于煤粉能在充足的氧气区得以充分燃烧，也明显降低了其化学不完全燃烧损失。
3.3优化闭路粉磨工艺流程
纵观当前的粉磨工艺流程来看，主要包括开路和闭路两种。其中开路磨系统工艺特点十分鲜明，操作简单，成品容易，但是物料流速较慢，生产效率不高，同时还会消耗大量的能源。在闭路磨系统中安装选粉设备，可以及时有效的将细粉排出，根据实际情况动态调整水泥产品的细度和强度。此外，闭路磨内物料流速较快，可以有效提升产量和质量，电能消耗大大降低，此种工艺优势十分突出。由此可以看出，闭路已经成为未来水泥粉磨工艺优化的主流趋势。
3.4改造现有磨机内部结构
为了能够有效提升水泥生产效率和生产质量，对现有的磨机内部构造进一步优化和完善是必然选择。纵观当前我国的水泥生产现状来看，生产效率偏低，能源消耗量较大，究其根本，主要是由于磨机内部结构不合理和技术滞后导致。故此，对现有的磨机内部结构改造有助于提升水泥生产质量和效率。我国当前众多关于水泥粉磨研究均是按照康必丹新型衬板思路对现有磨机内部结构进行改造，在实际工作中取得了较为可观的成效，可以有效控制水泥颗粒粗细程度和强度。
3.5开流磨的技术改造
第一，国外公司推出的衬板有逐渐统一的趋势。一仓采用提升衬板即所谓的阶梯衬板，二仓采用分级衬板。这种分级衬板不是国内常见的锥形分级衬板或平衬板加锥形分级衬板，而是2种甚至3种衬板的组合或复合体。经过优化组合或复合，一种衬板可发挥不同形式衬板的优势，从而保证了最大限度地将能量输入装球区，并尽量消除磨内死区。第二，隔仓板对于隔仓装置的改进，除了要关注于篦板的耐冲击耐磨及防堵等方面外，加大中心件通风面积对于加大整个隔仓装置通风面积的影响最大，也是最可行的方案。因为无论加大篦板孔尺寸或增加开孔数量，都将对篦板强度及其对料球的控制作用产生较大影响。第三，研磨体尺寸基于粉磨能力和喂料粒度，通用的是“两头小，中间大”的级配方案。在目前进行技术改造时，采用微型研磨体以强化尾仓的研磨能力。直径8～12mm的小段，单位质量的个数是普通钢段的20倍，总表面积是普通钢段的2.5倍。研磨效率与研磨体的表面积的0.5～0.7次方成正比。小段的应用起到了提高产量、增加产品比表面积、适当改善微粉颗粒组成的至关重要的作用。第四，料段分离装置，对于微型研磨体，有必要设计一个让细粉顺利出磨，但微型研磨体不致跑出磨外的出料篦板装置。
结束语：
当今世界水泥粉磨技术已呈现多元化趋势，且粉磨设备也向大型化、低耗高效及自动化方向发展。随着科学技术的不断进步，水泥粉磨机理逐渐向节能、高效方面发展，相关工艺技术也必将随之发展。
参考文献
[1]水泥粉磨工艺发展趋势及改造要点分析[J]. 王皇锋.化工管理，2015，13（18）
[2]关于水泥粉磨工艺改造技术的分析和研究[J].薛占海.河南科技.2015(06)
[3]水泥粉磨工艺改造技术的分析[J].马佼.建材与装饰.2017(43)
论文作者:陈中飞
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/11
标签：水泥论文; 磨工论文; 电耗论文; 风道论文; 煤粉论文; 衬板论文; 产量论文; 《防护工程》2017年第35期论文;