气流分级机辊压机联合粉磨系统能耗计算与分析

辊压机及其联合粉磨系统作为水泥粉磨的主要方案之一已广泛应用于水泥生产过，,并取得很好的经济和社会效益。辊压机高产的破碎和粗磨功能与球磨机特别的细磨和良好的产品形态功能有机地结合,构成了既大幅度降低系统能耗,又保持水泥成品颗粒的球形度,从而保障了水泥产品的性能。然而，辊压机与球磨机以及配套的中间分选系统如何匹配才能构成 的粉磨系统，辊压机的几个操作控制项目要注意，目前尚无相对准确的数学模型加以分析和设计，本文试图通过内蒙古冀东水泥有限责任公司的水泥粉磨系统，对带气流分级机的开路挤压联合粉磨系统进行分析，并在此基础上建立稳态的数学模型，为今后对同类系统的分析、优化提供一种方法。

系统介绍

联合粉磨是目前水泥厂应用辊压机水泥粉磨技术的主要工艺之一。内蒙古冀东水泥有限公司5000t/d熟料生产线水泥粉磨采用由合肥水泥研究设计院开发的开路挤压联合粉磨系统，该公司采用两套水泥磨系统，

本文仅对一个系统进行分析，图1为其工艺流程简图。物料在库底配料后，经皮带输送机送至进料提升机，皮带输送机上方设有一台悬挂式电磁除铁器除去混在物料中的铁件，以保护辊压机辊子 损伤。然后再进入气流分级机，经分级后小于0.5mm的细粉直接与粉煤灰混合后入球磨机粉磨，大于0.5mm的颗粒则喂入稳流称重仓，物料在稳流称重仓中混合后，靠自重通过进料装置的可调节两个斜插板以料柱形式连续、均匀地喂入辊压机进行破碎、挤压，经过挤压后的料饼与新喂入的物料一起再次由进料提升机送入气流分级机进行分级，粗粉入辊压机，细粉入球磨机，开路球磨机粉磨后的成品经磨尾提升机送入水泥库中。该系统的主要设备配置如表1所示。

表1系统主要设备配置表

分级设备只有与辊压机和系统工艺达到 匹配时,才能取得良好的节能增产 。在这个联合粉磨系统中采用的分级设备是气流分级机,通过大量的工程设计和生产实践,由气流分级机和辊压机组成的联合粉磨系统可以产生很好的节能增产 。气流分级机是联合粉磨系统普遍采用的一种粗选粉机形式，其分级过程是完全依靠气体在作90°折向流动过程中进行的，该设备的主要特点为：

(1)结构简单，其本身无运动部件及动力装置，不需配置润滑、冷却等传统辅助设备，动力消耗体现在风机和风路循环系统中；

(2)集分散与分选于一体，且分散能力强,分选效率高，大大提高系统粉磨能力，降低粉磨能耗，对辊压机的操作和运行十分有利；

(3)耐磨性能好，设备运转平稳，半成品粒度调节灵活。

系统稳态模型

对于一个连续粉磨系统来说,物料流处于动态平衡时的工作状态为稳定状态;本文的“稳态模型”即是在这种状态下建立的。根据Broadbent和Callcott在Epstein的基础上的研究,建立了联合粉磨系统的物料平衡关系如图2所示。

系统能耗分析实例

表2新喂入物料粒度分布(质量分数:%)

结语

综上所述,可以得出以下几个结论：

(1)将系统物料平衡关系图稍加变动，即将料仓从分级设备前移动到辊压机前，用同样的分析方法，也可得到气流分级机后置的辊压机联合粉磨系统的流量与粒度关系，此模型可以成为联合粉磨系统的一种通用模型，作为实际生产中投料的一个依据；

(2)从图上可以看出，曲线Ⅰ在系统产量QP约为150t/h处开始趋于平稳，小于150t/h的范围内坡度较大，曲线Ⅱ约在125t/h处趋于平稳。在本系统中，当系统产量约为150t/h左右时，采用两种分级设备所消耗的电能相差很小，小于150t/h时采用打散分级机较为经济，而大于150t/h时则采用气流分级机较为经济。在呼市水泥分厂采用的系统中，QP达到了160.9t/h，所以从电耗方面考虑，选择气流分级机是合适的；

(3)气流分级机前置，入辊压机的物料中细粉量减少，并且使得物料在挤压之前经过气流分级机和称重料仓两次混合，物料均匀度增强，辊压机的预粉磨 更显著，但是，相比气流分级机后置，由于粗颗粒的大量存在，加剧了气流分级机的磨损。从其他的工程实践来看，本人认为，气流分级机前置或后置对电耗没有明显的影响。所以，在实际生产中，厂家应该根据自身情况，选择合适的设备与系统；

(4)配气流分级机的挤压联合粉磨系统对于入料水分是相当敏感，生产实际中曾出现在PC32.5#水泥时，当入料综合水分由1.0%上升至2.5%时，系统产量由180t/h降至130t/h，降幅达30%。因此，物料水分较大图3采用气流分级机和打散分级机两种分级设备的电耗曲线时，该模型与实际情况差异较大。