ATOX-50生料立磨耐磨件磨損前期與后期的運行與操作
某公司5000t/d生產(chǎn)線由中材國際南京水泥工業(yè)設(shè)計研究院設(shè)計,生料配料采用石灰石,黏土,銅礦渣和砂巖四組分配料。生料磨引進的是丹麥FLSmith公司的Atox-50輥式磨,采用三風(fēng)機系統(tǒng)。主電機額定功率3800Kw,額定電流431.7A,循環(huán)風(fēng)機額定功率3400 Kw,額定電流380.9A,系統(tǒng)風(fēng)機710 Kw,額定電流90.15A。設(shè)計時已計劃余熱發(fā)電項目,故高溫風(fēng)機置于增濕塔之前,工藝流程見圖1。
本文結(jié)合生產(chǎn)線具體情況,就正常生產(chǎn)和后來耐磨件磨損后的運行情況做一對比分析。
1、正常生產(chǎn)時的運行操作
1.1料層厚度的控制
立磨工作原理是料床粉磨,因此在運行中一定要形成均勻適當(dāng)?shù)牧蠈樱^厚或過薄都達不到研磨效果。料層過厚則“磨不透”,物料不能被有效粉磨,主電機電流大,入庫斗提電流低,磨機壓差急劇升高;料層薄,則振動大,吐渣大,同樣達不到研磨效果。一般來說料層厚度控制在10-30mm比較適宜.若出現(xiàn)料層厚度有上升趨勢,此時可以采取提高磨出口溫度來增強磨內(nèi)物料流動性,增大研磨壓力等方式來穩(wěn)定料層厚度至適當(dāng)值。若采用以上兩種方式達不到預(yù)期目的,也可以適當(dāng)減少喂料量(一般減少10-20t/h),把磨內(nèi)拉空,系統(tǒng)穩(wěn)定后再恢復(fù)正常。若出現(xiàn)料層有變薄趨勢,可采用以上相反的措施
1.2研磨壓力
研磨壓力是進行粉磨的動力,是個至關(guān)重要的參數(shù)。研磨壓力大,料層薄,粉磨效果好,但也易導(dǎo)致振動大,主電機電流大;相反,研磨壓力小,料層較厚,研磨效果不足,影響磨機產(chǎn)量。開磨時,喂料量少,一般設(shè)定研磨壓力70或75bar,待系統(tǒng)趨于穩(wěn)定后結(jié)合主電機電流,吐渣斗提電流,料層厚度,振動等參數(shù)進行調(diào)節(jié)。正常情況下控制主電機電流300-350A之間,振動2.0mm/s左右。吐渣斗提電流不超過50A(空載電流42A,額定電流103A)。一般來說,吐渣量較大時(斗提電流超過50A,一般在55-60A),可適當(dāng)增大研磨壓力,提高研磨效果,大吐渣量降下來,提高磨機產(chǎn)量。研磨壓力增幅一般一次3-5bar,不宜過大,否則系統(tǒng)不穩(wěn),易引起振動大。但若出現(xiàn)吐渣斗提電流大,但主電機小卻波動大(220-330A),料層薄,振動大,這時不宜增大研磨壓力,因為此時磨內(nèi)并沒有形成均勻穩(wěn)定的料層,研磨效果不好,主電機電流波動大主要是由于料層薄,磨輥與磨盤直接碰撞引起,增大研磨壓力只會使振動更大,吐渣量多,主電機電流大,形成惡性循環(huán)。這時應(yīng)減少喂料量,減小研磨壓力(一般減小5bar),待磨及穩(wěn)定后再慢慢增加產(chǎn)量。
1.3 磨出口溫度
這里需要說明的是,增大研磨壓力可使磨出口溫度有所上升,可能是磨輥與物料之間做功較多引起。另外,把循環(huán)風(fēng)閥門開大,這時出磨含塵氣體(相對來說溫度較低)有部分進磨,會出現(xiàn)磨入口氣體溫度增大但出口氣體溫度降低的情況。磨出口溫度降低比較容易理解,由于摻進了溫度相對較低的出磨氣體,有降溫作用。對于磨入口溫度升高的情況,分析應(yīng)該是這樣的:在沒有開大循環(huán)風(fēng)擋板時磨入口處風(fēng)速很大,此時風(fēng)管內(nèi)氣體可看作層流運動,主要以導(dǎo)熱方式換熱,當(dāng)開大循環(huán)風(fēng)擋板開度后,系統(tǒng)風(fēng)量大,但風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速降低,此時氣流由層流變?yōu)橥牧鳛橹?,與熱電偶的換熱主要以對流方式,對于入磨氣體這種導(dǎo)熱系數(shù)不高的流體,對流方式傳遞的熱量比導(dǎo)熱方式強,故入口溫度相對高一點。當(dāng)然,循環(huán)風(fēng)擋板開度大小對磨出口氣體溫度的影響不是很大,在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)可以嘗試。
1.4磨機壓差
磨機壓差一方面反映了磨內(nèi)物料的多少,喂料與出磨物料之間的動態(tài)平衡問題,另一方面反映了磨內(nèi)懸浮物料的多少,一般磨機壓差在5500Pa左右,此時磨機達到飽滿狀態(tài),喂料與出磨物料達到動態(tài)平衡,產(chǎn)能得到最大發(fā)揮。若出現(xiàn)料層變厚趨勢,主電機電流增大,出磨溫度低(低于75℃),研磨效果不好,壓差相對較低,這時可適當(dāng)提高磨出口溫度至80--85℃,這時物料充分得到熱交換,從磨盤上吹起,料層變薄,壓差升高到5500Pa左右,同時選粉機電流增大,說明物料被吹起進入選粉機,研磨效果好,磨機達到動態(tài)平衡。
偶爾也會出現(xiàn)磨機壓差突然一下子升高許多,達到5800--6000Pa,這時極易引起選粉機塌料,大量物料返回磨盤,料層突然不穩(wěn),主電機電流增大到四百多A,易引起磨機振動。此時要大幅度降低選粉機轉(zhuǎn)速,把這股料子立即放出去,待磨機壓差恢復(fù)正常再慢慢把轉(zhuǎn)速增加至正常值。這時降低選粉機轉(zhuǎn)速,個別粒度跑粗,但量畢竟很少,通過均化作用對生料易燒性不會有太大影響。原則上這樣降低選粉機是不規(guī)范的做法,主要是一種應(yīng)急措施。
1.5振動保護
立磨振動對保護磨體是個十分重要的監(jiān)控參數(shù)。導(dǎo)致振動大的一般原因如料層不穩(wěn),研磨壓力過大,喂料不均等這里不做論述。對于立磨振動大時的應(yīng)急措施最常用的方法就是升輥,但有時候經(jīng)常出現(xiàn)點擊"升輥"信號后磨輥還沒有脫離磨盤振動持續(xù)增大的情況,尤其在研磨壓力較大時升輥速度較慢的情況更為明顯,極易引起振動停機。為此,發(fā)現(xiàn)振動大,在點擊升輥的同時應(yīng)立即降低研磨壓力,一般一次降低5-10bar,這樣可使振動得到較為有效的控制。另外,若偶爾出現(xiàn)振動高報或者高高報的情況,在采取上述兩種措施的同時點擊操作畫面中"系統(tǒng)復(fù)位",使振動高報或高高報信號立即消失,這樣可以再延時幾秒鐘,盡一切可能的避免振動停機事故。當(dāng)然這一切都是應(yīng)急措施,操作中應(yīng)盡量使振動越小越好。
1.6立磨通風(fēng)
磨機通風(fēng)對立磨穩(wěn)定,優(yōu)質(zhì),高產(chǎn),低耗具有重要影響。磨機通風(fēng)小,則物料拉不出去;通風(fēng)大,則細度易跑粗,同時循環(huán)風(fēng)機電流大,系統(tǒng)電耗增加。在操作中一般喂料量超過400t/h,循環(huán)風(fēng)機入口擋板開88﹪或90﹪, 喂料量達到或超過450t/h,則擋板開92﹪左右。循環(huán)風(fēng)機電流310-325A之間,風(fēng)料達到平衡。
1.7關(guān)于停磨排放吐渣
立磨開啟后排放吐渣料入磨是件又費力又危險的事,放吐渣不可能很均勻,極易造成入磨物料不均引起振動。所以每次計劃停機都要盡量把磨內(nèi)物料磨空,少朝吐渣倉排放吐渣。為此,應(yīng)提前5-10min把喂料量減下來,同時降低研磨壓力至70bar甚至65bar,觀察入磨皮帶攝像頭,上面只剩下吐渣料時特別關(guān)注振動,合理選擇升輥時間,在保證磨體振動前提下盡量多磨一會兒,把磨內(nèi)物料磨空,少排吐渣。
2、耐磨件磨損后的運行分析
以上是立磨在正常生產(chǎn)時的運行參數(shù)分析。隨著耐磨件如輥皮,磨盤襯板的磨損,為了最大限度的發(fā)揮磨機產(chǎn)能,出了及時對輥皮進行翻邊外,在操作上也要進行一些調(diào)整。下面筆者將重點談一下耐磨件的磨損對系統(tǒng)的影響。兩者比較參考分析。
2.1輥皮磨損后的運行狀況
投產(chǎn)運行三個多月后,磨機明顯惡化,主要體現(xiàn)在主電機電流高,達380-400A,而且經(jīng)常出現(xiàn)高達500A的過載電流,振動大,2.5mm/s以上,給安全生產(chǎn)帶來了極大的隱患。增大研磨壓力至90bar,但效果不明顯。磨機壓差偏低,4800-4900Pa,選粉機轉(zhuǎn)速1050-1100rpm,料層薄,而且不穩(wěn)定,經(jīng)常出現(xiàn)料層顯示為“1”mm的情況,被迫減產(chǎn)至400t/h,甚至380t/h。
利用停磨檢修機會進磨檢查,發(fā)現(xiàn)磨輥輥皮的磨損已經(jīng)很明顯,如圖1所示:
物料經(jīng)下料溜子落入磨盤中央,在磨盤離心作用下甩向邊緣,在磨輥與磨盤襯板的內(nèi)側(cè),即1-4區(qū),磨輥通過垂直運動擠壓在磨盤上,把物料咬入其中進行研磨。在此區(qū)域,物料料層厚,大塊多,受力較大,大多數(shù)大塊被逐步粉碎成細小的顆粒,然后在磨盤旋轉(zhuǎn)離心力的租用下,物料向磨盤邊緣運動,進入4-10區(qū),在這個區(qū)域,物料相對較薄,在9-10區(qū),距磨盤回轉(zhuǎn)中心距離最遠,離心力最大,被甩出磨盤,被自上而下的熱風(fēng)吹起進行烘干并帶入上面的選粉機進行分選。選出不合格的粗粉落入磨盤中心重新不料進行二次研磨。而在9-10區(qū)沒有被風(fēng)吹起來的,大塊物料則落入磨盤下面的刮板腔被刮出磨機后進入吐渣斗提重新入磨。如果磨輥與磨盤襯板磨損嚴重,則會影響1-4區(qū)的研磨效果,造成4-10區(qū)大塊增多,外排吐渣量大及選粉機返料增多,磨機內(nèi)循環(huán)大,料層不穩(wěn)定。主電機電流大,磨機臺產(chǎn)低。
由以上分析可以認為:影響磨機臺產(chǎn)的主要因素是磨輥襯板磨損嚴重,形不成穩(wěn)定的料層,物料不能被有效研磨。經(jīng)常出現(xiàn)的料層厚度顯示為“1”mm及主電機電流500A的情況及振動大,可能是磨輥5-7區(qū)與磨盤直接碰撞引起的。
2.2翻邊后的運行
為使生產(chǎn)正常進行,11月下旬公司組織對輥皮實施翻邊處理,把磨損較輕的外側(cè)換到內(nèi)側(cè)以加強對物料的研磨。翻邊后磨況又回到了以前的狀況:喂料到450t/h,系統(tǒng)運行穩(wěn)定如表1所示。
表1 輥皮磨損前后磨況參數(shù)對比
時間 |
臺產(chǎn)(t/h) |
主電機電流(A) |
磨機壓差(Pa) |
選粉機轉(zhuǎn)速(rpm) |
振動(mm/s) |
研磨壓力(bar) |
料層厚度(mm) |
磨損前 |
450 |
300—350 |
5500左右 |
950—980 |
2.0以下 |
80左右 |
30—60 |
磨損后 |
380—400 |
380—400 |
4800—4900 |
1050—1100 |
2.5以上 |
90 |
5—30 |
2.3 輥皮雙面磨損后的運行
這樣運行三四個月后,磨況又回到翻邊以前的狀況,進磨檢查,發(fā)現(xiàn)輥皮、磨盤襯板磨損到了驚人的程度,內(nèi)外側(cè)的磨損幾乎相當(dāng)。如圖2所示。
檢查磨盤襯板的磨損。如圖3所示。
此時磨況極差,喂料量390-400t/h。料層偏厚30-40mm,主電機電流高,380-400A。振動小,2.0mm/s以下。磨機差壓5000Pa以上,磨出口溫度不超過80℃。
此時雖然振動小,但研磨效果不好,進料與出料達不到動態(tài)平衡,磨內(nèi)物料越積越多,主電機負荷大。給安全生產(chǎn)帶來了極大的隱患;另一方面,物料出不去,磨機差壓高(受系統(tǒng)漏風(fēng)影響,正常情況下磨機差壓隨運行時間的延長逐漸下降),易造成選粉機塌料,形成振動。這樣下去只能減產(chǎn)運行,否則系統(tǒng)將惡化循環(huán)。
2.4 輥皮雙面磨損后在操作上的調(diào)整
針對以上情況,在操作上采用以下調(diào)整:
?、?提高出磨溫度至85-89℃,以增強磨內(nèi)物料流動性
?、?加強磨內(nèi)通風(fēng),循環(huán)風(fēng)機入口擋板開度由92%-95%
?、?增大研磨壓力,由95-100bar增大到110bar
?、?通過提高出口溫度和增大研磨壓力的方式,把料層偏薄控制在1-10mm以內(nèi)
通過以上調(diào)整喂料量達420t/h左右,主電機電流320-360A,磨機差壓4600-4800Pa,振動2.5mm/s以下,系統(tǒng)運行穩(wěn)定。
調(diào)整前后具體參數(shù)對比見表2所示。
時間 |
臺產(chǎn)
(t/h) |
主電機電流(A) |
磨機壓差
(Pa) |
循環(huán)風(fēng)機入口擋板開度(%) |
振動
(mm/s) |
研磨壓力(bar) |
出磨溫度(℃) |
料層厚度(mm) |
磨損前 |
390—400 |
380—400 |
5000以上 |
92 |
2.0以下 |
95—100 |
80以下 |
30—40 |
磨損后 |
420 |
320—360 |
4600—4800 |
95 |
2.0—2.5 |
110 |
85—89 |
1—10 |
2.5 關(guān)于料層厚度與磨機振動的思考
料層顯示為“1”mm的情況,可能是由于輥皮和磨盤中間部分(即對應(yīng)二者4-7區(qū))直接接觸,碰撞引起。因為二者4-7區(qū)相對邊緣來講磨損較輕,比較凸,易接觸。但在1-4區(qū)和7-10區(qū),由于二者都磨損比較大,中間鉗入了物料進行研磨,所以實際起到研磨作用的料層厚度應(yīng)在1-4區(qū)和7-10區(qū)磨輥與磨盤形成的間隙范圍內(nèi),即30-60mm左右。這里看到的料層顯示為“1”mm的情況已失去自身意義,只能作為參考值。
至于磨輥與磨盤二者直接接觸問題,由于兩邊鉗入了物料進行研磨的緩沖作用,振動不是很大,2.5mm/s以下,主電機電流不至于過高達500A情況,所以筆者認為此刻磨輥與磨盤襯板的直接接觸并不能認為是嚴格意義上的直接碰撞,應(yīng)該只是“接觸”,即所謂的“點到為止”,沒有形成較大的沖擊破壞力。若二者是嚴格意義的接觸碰撞,必然伴隨著振動大,主電機電流過高的情況,翻邊前料層顯示為“1”mm時主電機電流達500A現(xiàn)象也從客觀上證實了這一點。
在第二次磨機工況惡化未進行操作調(diào)整前,料層厚度顯示為30-60mm,這里顯示的是磨輥與磨盤5-7區(qū)的距離,而實際邊緣處料層厚度已達90-100mm。實際料層厚,研磨效果下降,主電機電流大,也就不難理解了。
另一方面,筆者想特別提醒一下,原則上講輥皮、磨盤襯板磨損到一定程度達到更換要求時要更換,對于磨輥和磨盤直接接觸碰撞這種情況是嚴格禁止的。但就本系統(tǒng)而言,也許是石灰石含硅鎂比較高,易磨性差,磨損也比較嚴重,特殊,所以在后期,即使料層很薄,顯示為1--10mm,尤其是顯示為“1”mm時,可以判斷為本磨輥與磨盤直接接觸,但由于某種原因兩側(cè)嵌入物料進行研磨,緩沖作用比較強,故振動不是很大,而且具有研磨效果。上面說過,磨損到更換要求一定要更換,但究竟磨損到何種程度更換,這個問題筆者不能做一定量結(jié)論,但就本系統(tǒng)而言,筆者根據(jù)從投產(chǎn)到現(xiàn)在運行情況分析,認為此刻已經(jīng)達到了需要更換的臨界狀態(tài),也就是說這種情況還能夠運行下去,但如果出現(xiàn)磨況惡化,振動上升,研磨效果不足,則意味著耐磨件的使用壽命已達到極限。當(dāng)然這也是筆者的看法。
所以從這個意義上講,筆者認為本文的重點是分析問題的一個過程,從耐磨件磨損軌跡來分析問題,并采取相應(yīng)對策。就本系統(tǒng)而言,有幾點共性的東西,隨著耐磨件的磨損,研磨效果下降,在沒有翻邊時由于自身不穩(wěn),振動大,主電機電流大,雙面磨損后,研磨效果不足,需要加大研磨壓力,加強通風(fēng),振動會相對以前大等等。這些都是前后統(tǒng)一的東西,應(yīng)作為共同的經(jīng)驗之談,并結(jié)合自己獨立的思考。
3結(jié)語
中控立磨的操作沒有一成不變的東西,要具體結(jié)合每一時刻不同的磨況及耐磨件的磨損情況對各個運行參數(shù)進行全面綜合的分析,合理調(diào)節(jié),才能使系統(tǒng)得到優(yōu)化,否則,孤立起來,生搬硬套,是達不到預(yù)期目的的。
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[3] 孫長俊 ATOX50生料立磨的中控操作 《新世紀水泥導(dǎo)報》2009 5
轉(zhuǎn)載 《新世紀水泥導(dǎo)報》2011年第四期
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