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摘要：在水泥生产过程中，水泥粉磨是其中的一个重要环节，它是水泥生产中的最后一个环节，水泥粉磨质量的好坏，直接影响成品水泥质量的好坏及产量的高低；同时水泥粉磨环节又是电能消耗最多的环节，其电耗高高低直接影响着水泥生产的成本。因此水泥粉磨环节效率的高低直接影响着企业效益的好坏。本文在简要介绍不同粉磨系统优缺点的基拙上，提出了水泥粉磨系统节能降耗的措施。
关键词：水泥粉磨；节能；降耗
随着经济的发展，能源供应紧张情况，环境污染压力不断加剧，这就对水泥生产提出了更高的要求。水泥工业是我国工业领域中的能耗大户。水泥行业能源消耗总量约占全国能源消耗总量的5%，是影响中国节能减排的重要行业之一。水泥粉磨是水泥生产中最重要的环节，在水泥生产过程中，粉磨电耗约占水泥生产总电耗的65%-75% ,粉磨成本占生产总成本的35%左右。因此，采取科学的方法降低粉磨系统能耗，提高粉磨效率，对水泥生产企业的降低成本，提高效益而言至关重要。
1、不同粉磨技术及设备能耗比较
水泥粉磨是把电能转换成机械能，再把机械能转换成物料的表面能的过程。当前粉磨水泥的形式有球磨机系统、辊压机预粉磨系统和辊磨(立磨)系统。
1.1球磨机系统。水泥粉磨采用球磨机已有上百年历史，至今球磨机仍是水泥粉磨的主流设备，球磨机最大的特点就是研磨效率高，能把物料加工到350-450m2/kg比表面积，以满足高性能水泥的要求。此系统主要有：球磨机+选粉机+收尘器+风机等组成圈流系统;球磨机+收尘器+风机等组成开流系统。此系统工艺简单、运行效率高、混合均匀、颗粒形貌好，土建量较低，占地面积较小，投资相对较少。缺点是电耗高，产量低等。
1.1辊压机预粉磨系统。辊压机与球磨机组成的各种预粉磨系统(包括循环预粉磨、联合粉磨、半终粉磨等)已经成为水泥粉磨的主要方案，这是由于辊压机的粉磨效率约为球磨机的2倍左右，可以大幅度节电。此系统电耗低，出磨水泥的温度较低，水泥强度均匀性比较好。缺点是水泥的颗粒级配范围窄，投资较大等。
1.3辊式磨(立磨)。辊式磨是球磨机技术的一次突破，与传统的球磨机相比，立磨和辊压机的粉磨效率高、能耗低，可以大幅度增加产量，克服了球磨机能耗利用率低(3%—6%)的致命弱点二它是利用了挤压原理，利用两个相向转动的圆柱形棍子压碎物料，工作压力达到15Mpa。挤压粉碎是将机械能直接转换成物料表面能，很少有摩擦能量损失，能量转换率高但该设备不能独立完成整个细碎过程，更细一点的产品还需在球磨机中研磨才能实现，其优点粉磨效率高、电耗低、烘干能力强(可利用水泥窑余热气体)、系统简单(集破碎、粉磨、烘干、选粉一体)、占地面积小、控制方便、噪音低。
2、水泥粉磨可采用的节能措施
2.1选择适合的水泥粉磨用能系统。目前国际上转换效率最高的设备是辊压机，辊压机的特点是单位吸收功率大，一般为8-12kwh/t，与一般磨机相比，产量提高15%-20%，电耗节省10%-15%。但由于其料床终粉磨水泥产品性能与球磨机产品性能相比存在差异，投资也较高，一时之间并不能为市场所广泛接受。目前水泥粉磨发展方向一是寻求单一的粉磨设备以尽可能的简化流程，节约投资，并在此基础上降低粉磨能耗；二是开发出能够尽可能降低粉磨能耗的粉磨流程，如各种预粉磨、联合粉磨等。不同的粉磨系统有其不同程度的优势和不足，企业选择粉磨系统时，特别是对现有磨机进行改造时，应根据自身的设备、原料、管理水平、资金状况等条件，按可选择方案的性价比选择适合自己企业的方案。
2.1从原料条件方面降低能耗
2.1.1降低入磨物料粒度二入磨物料粒度的大小是影响磨机产量和能耗的主要因素之一。因为入磨物料粒度小，就可以减小钢球直径。在钢球装载量相同时，使钢球个数增多，钢球的总表面积增大，因而就增强了钢球对物料的粉磨效果；
2.1.2尽量选用易磨性好的原料。熟料的易磨性与各矿物组成的含量以及冷却速度有很大关系熟料中C3S含量多，冷却速度快，其质地较脆，易磨性系数就大；如C2S和铁相含量多，冷却慢，或者因过烧结成大块，则韧性大且较致密，易磨性系数就小，因而难磨二因此，应尽量选用易磨性好的原料，出窑熟料经过适当陈放降温，并使熟料中的Ca0吸水而变为Ca(OH)2在这一转换过程中体积膨胀，可改善熟料的易磨性；
2.1.3控制入磨物料温度和水份。水泥磨物料温度过高会对水泥粉磨的产量、质量、能耗产生较大影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆入磨物料温度高，物料带入磨内大量热量，磨机在研磨时，大部分机械能也将转为热能，而物料的易磨性随温度的升高而降低，这使得能耗大大提高。同时，磨内温度高，易使水泥因静电吸引而聚结，严重的会粘附在研磨体和衬板上，从而降低磨机的粉磨效率。因此需要严格控制放磨物料的温度。此外，入磨物料水分对普通干法钢球磨机的生产影响较大水分过高易使物料堵塞隔仓板和出料蓖板，出现“糊磨”和“饱磨”现象，使粉磨效率降低，磨机产量降低，电耗增加。因此，严格控制物料水分，也有利于降低粉磨能耗。
2.2工艺及控制角度降低能耗措施
2.2.1磨机的设计与选择是关键因素
一般而言， 以大磨机取代小磨机，可以增产节电，用效率高的粉磨机取代效率低的球磨机， 也可收到显著的节能效果， 如立磨、 辊压磨、 挤压磨、 高细磨等， 它们的效率都比球磨机高。
2.2.2降低入磨物料粒度， 采用“多碎少磨”工艺改造可降低粉磨电耗系统。
在生产实际中入磨粒度不是越小越好， 当把入磨平均粒径降低到 10mm 以下时， 对于磨机产量的增加并不明显。入磨物料粒度不宜过小，因随着破碎产品粒度的减少， 破碎单位产品所消耗的功率在增长。对于特定的物料而言， 进入磨机的粒度存在一个最佳值， 在这一点物料的碎、磨能耗最低，根据经验，最佳人磨粒度一般为 0．005D（D 为磨机筒体有效内径） 左右。 原因是当入磨物料小于一定粒径后， 即使再减小入磨粒径， 增产的效果也不会明显。 特别是对于闭路系统，管磨机至少设为两仓，大球仓是破碎而不是研磨。 当物料小于一定粒径后，只要一仓的级配合理、仓长到位，物料进入二仓完全能够达到所需粒径要求。
2.2.3严格控制物料水分，使人磨物料平均水分在 0．5％～1．5％。若水分大
细粉易糊在研磨体， 衬板和隔仓板的篦孔上，使粉磨效率降低， 磨机产量降低，当水分达到 5%左右时， 磨机基本上不能进行工作。但水分偏低时易出现静电效应，形成静电吸附，从而影响磨机产量， 这也是大型水泥磨机粉磨回转窑熟料时， 在磨内喷水的原因之一，实践证明入磨物料平均水分在 1.0％左右为宜。
2.2.4控制入磨物料温度
水泥磨物料温度高，将对水泥磨的产量、质量、能耗产生较大影响。 入磨物料温度高，物料带入磨内大量热量，加之磨机在研磨时，大部分机械能将转为热能， 致使磨内温度较高，而物料的易磨性随温度的升高而降低。
磨内温度高，易使水泥因静电吸引而聚结，严重的会粘附在研磨体和衬板上，从而降低磨机的粉磨效率， 严重影响粉磨正常进行。 温度愈高，这种现象愈严重。同时入磨温度过高，还会使石膏脱水，由二水石膏变为半水石膏或产生部分无水石膏， 引起水泥假凝， 影响水泥质量，入库水泥易结块。
2.2.5强化磨内通风
磨内通风对磨机产量和成品质量影响较大，加强磨机通风能提高磨机产量， 降低电耗。这是因为加强通风以后，磨内微粉被气流带走，减少了磨内过粉磨现象和缓冲作用， 从而提高粉磨效率。
物料在粉磨过程中产生的热量和水蒸汽及时排出，降低了磨内的温度和湿度， 防止粘磨、包球或堵塞隔仓板和篦板的篦孔， 提高磨机的产量。加强通风还能降低磨内温度， 避免石膏脱水， 防止水泥假凝。还可减少磨头冒灰、改善环境卫生、减少设备磨损。但通风量过大将使收尘颗粒增大，从而影响粉磨产品细度，对质量不利，当通风量增大到一定程度时， 会使粉磨单位产品电耗增加， 实践证明磨机最大产量与粉磨系统最小电耗范围内存在一最佳通风量。
3、小结
综上所述，水泥粉磨要选择合适的粉磨系统，在水泥粉磨过程中，要降低入磨物料粒度；确定合理的研磨体级配、最佳装载量、磨内结构和能量传递方式；保持各仓能力的平衡和料、球、风、选粉效能的相互适应、以提高粉磨效率、降低电力、耐磨材料等消耗，获得最佳经济效益二粉磨系统节能降耗工作是一项较复杂的工程，需要各部门、各专业相互协调与配合，共同努力，才能取得较好的节能效果。
参考文献：
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论文作者:梁朝大
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/4/5
标签：物料论文; 水泥论文; 球磨机论文; 电耗论文; 系统论文; 粒度论文; 温度论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;