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摘要：文章首先对水泥粉磨节能降耗技术的现状进行了阐述，接着对不同粉磨技术及设备能耗比较进行了分析，最后讨论了水泥粉磨节能降耗的技术措施。
关键词：水泥粉磨；节能降耗；技术措施
一、前言
为了节能降耗，水泥生产企业均采取新型干法窑、节能磨机系统、低温余热发电的建设。水泥（熟料）的粒度控制在节能、降耗及增加混合材掺量等方面作用显著，个别企业对此有较深认识并采取一定措施。水在通过改善水泥的粒度，来充分发挥熟料的性能，对整个水泥行业节能降耗的作用是非常巨大的。
二、水泥粉磨节能降耗技术的现状
我国目前中小型水泥厂的生料制备和水泥粉磨设备一般采用球磨机一级圈流工艺，球磨机的规格多是Ф2.2～3.2m×6.5～13.0m的2仓磨，选粉机多为传统的离心式或旋风式选粉机，普遍存在生产能力低、能耗高、产品质量不尽如人意，特别是实行ISO水泥检验标准后，问题更为突出。使用新型干法熟料后，问题就转移到粉磨的系统工艺、主机设备及其内部结构等方面。主要表现在：①物料（熟料）入磨粒度大、磨机长径比小、仓数少、研磨体（钢段）规格偏大、表面积小和耐磨性差，导致物料在磨内研磨时间短，水泥成品比表面积小（一般不超过300m2/kg）。②磨机内部结构不合理，单层隔仓板对物料没有筛分作用，水泥颗粒分布范围宽，粉磨效率降低。③选粉机选粉效率低，不能及时将3～32μm的微粉选出。虽然80μm筛余<4%，但产生的3～32μm颗粒（特别是熟料、矿渣等易磨性差的物料）少，比表面积小。
同时从众多的水泥厂经了解，存在着降低产品内在质量、袋重严重不足，浪费资源等现象。没有从内部挖潜，使用新技术、新设备、新工艺，从加强内部管理等方面进行工作。诸如这种降低成本的做法是极不正确的，损害了消费者的利益，危害着工程质量，严重违背职业道德。
三、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、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。
2、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。
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。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。
四、水泥粉磨节能降耗的技术措施
1、提高电气设备的功率因素和效率，降低电耗
一是采用了变频节能设备。随着我国在变频节能设备上的发展，变频节能设备越来越先进，许多高压、低压和大容量的变频节能设备被研发出来，它实现变45频软启动，减少对电网的冲击，可节电25%左右。二是采用了究底补偿装置，既有自动调节的静电电容器，又有自动调节的进相机组。三是利用低压电机全相控技术。它的优点是在拖动负荷轻载和重载时自动调整电动机输出功率，使电机在最佳时节电的目的，可节电15%左右。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆四是采用绿色照明系统。通过这些技术措施，大大改善了水泥企业功率因数，减少了无功功率需求，减少了有功功率的损失。
2、降低入磨熟料的粒度，采用“多碎少磨”工艺，改造可降低粉磨电耗系统
水泥磨前配置相应的预磨设备，采用圈流破碎的方式有效减小物料的粒度，使进入磨机的物料粒度<10mm，这样粒度的物料在磨机中进行粉磨时，可以提高粉磨的效率，还可以使生产出来的水泥产品粒度集中在3～32μm之间，从而有效提高产品的质量。目前最经济的是在磨前增加辊压机，辊压机的结构合理，其工作原理非常先进。当物料进入破碎机之后，采用合理的运动轨迹使这些物料在破碎腔内实现多功能复合粉碎，这种方法消耗的金属能量和电量都比较少。而且，辊压机的可靠性高，它不会随意出现机械故障；它能结合破碎研磨的作用，破碎比大、效率高、功耗低。据有关资料统计，破碎机在电能资源上的利用率为30%，而球墨机的利用率则仅为5%。为了有效降低功耗、降低成本、提高效率，采用“多碎少磨”的工艺改造是非常有必要的，它是提高磨机工作效率的一个重要措施。
3、改善水泥特性，多掺加混合材料
通常水泥成品在出厂之前都需要掺加混合材料，这不仅能有效改善水泥的性能，还能使水泥适合于不同类型的工程建设中。而且，掺加混合材料还可以节约水泥熟料，节约熟料就相当于节约生产环节中排放出的二氧化碳、二氧化硫等污染物，同时节约电、煤等能耗，起到节能减排的效果。除此之外，掺加的混合材料还可以是工业废渣，比如说：粉煤灰、钢渣等，这些工业废品经过一定的高温处理后，其氧化钙已经变成了铝酸盐或硅酸盐，运用到水泥生产中可以有效改善水泥的性能，降低物料的粒度，降低水泥的生产成本，提高经济效益。
4、合理使用助磨剂
水泥的粉磨是水泥成品生产过程中的主要能耗环节，可以采用合适的助磨剂，这样可以有效改善水泥的粒度分布，并且可以减少粉磨时间，减少小于3μm以下颗粒的数量，提高磨机的产量，从而节约电耗。助磨剂是一种新型科技产品，它能增强性能，降低成本。其作用主要是通过助磨功能实现的，通过助磨功能可以使水泥颗粒区分开来，可以使水泥和钢球区分来开，这样就可以增强水泥的流动性，从而提高磨机的工作效率，提高磨机单位时间的产量，提高比表面积，有效提高水泥的强度。添加剂中的化学物质、水泥和混合材料进行一定的化学反应之后可以有效增强水泥的水化产物，提高水泥的反应活性，达到增强功能。当水泥需要细磨时，添加助磨剂的效果就更为明显。例如在某企业中有两台Φ3.2×13m的球磨机，产量为55～60t/台。为提高产量，该企业采用了助磨剂，并对磨机进行了技术改造，采用微型研磨体提高了磨机的研磨能力；采用了直径为8～12mm的小钢锻，该小钢锻的总表面积是普通钢锻的2.5倍。技术改进之后，主要是小锻的运用提高了产量，水泥产品的比表面积增加了，改善了水泥微粉颗粒组成。最终每台的产量提升到了60～65t，产量提高了10%，且细度小于2.6%。
5、合理安排生产顺序
水泥的生产设备通常都是大功率电机，启动及运行时负荷较大，经常会出现供电线路电压波动较大，而影响供电质量，影响水泥生产的情况。因此，水泥生产中必须严格执行合理的设备开机顺序。一般来说，先是粉磨，紧接着就是包装，最后就是供料系统。这三个环节的开机间隔必须在5min以上，这样就可以有效保障电压的稳定，提高电能资源的利用率。同时应加强科学管理，加强磨机工的培训，学会听磨音，根据磨音调整喂料量，使其喂料量与研磨体匹配，保持喂料量的相对稳定，并加强设备的维护保养，使磨机安全运转。
五、结束语
水泥粉磨站节能减排，在泥生产节能减排中起着重要的作用。对未来进行展望，我们坚信通过对粉磨设备及工艺的改进以及控制方法的正确应用，水泥生产能力将大幅度提高，水泥粉磨能源消耗大大下降。对国家低碳发展、环保发展必将做出更大的贡献。
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论文作者:赵尚明
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/8
标签：水泥论文; 球磨机论文; 物料论文; 粒度论文; 熟料论文; 系统论文; 设备论文; 《基层建设》2016年4期论文;