三風機系統(tǒng)和兩風機生料粉磨系統(tǒng)的運行與設計
1.引言
隨著生產(chǎn)工藝的不斷成熟和技術裝備水平的日漸提高，立式磨用于生料粉磨以其粉磨效率高、烘干能力強、節(jié)能環(huán)保、投資費用低等1諸多優(yōu)勢而受到了廣大業(yè)主和設計單位的青睞，在物料易磨性和磨蝕性允許的前提下，新、擴建的2500t/d及以上規(guī)模生產(chǎn)線的原料制備系統(tǒng)幾乎都采用了立式磨粉磨方案。傳統(tǒng)設計中，窯磨一體機的生料立式磨粉磨系統(tǒng)通常采用三風機系統(tǒng)，即利用高溫風機出口廢氣為原料烘干熱源，經(jīng)立式磨研磨至合格細度和水份的生料與廢氣首先經(jīng)細粉分離器分離，大部分廢氣由高壓循環(huán)風機送入收塵設備進行凈化處理，少部分廢氣通過循環(huán)風管返回磨內(nèi)。整個生料粉磨及廢氣處理系統(tǒng)包括高溫風機、循環(huán)風機及窯尾廢氣風機等三臺大型風機，故簡稱為三風機系統(tǒng)（見圖1）。近幾年，可能是出于節(jié)約投資的考慮，生料粉磨系統(tǒng)在設計上出現(xiàn)了省略了循環(huán)風機和細粉分離器的變化。這樣整個生料粉磨及廢氣處理系統(tǒng)只包括高溫風機和窯尾廢氣風機兩臺大型風機，因此又稱為兩風機系統(tǒng)。筆者曾做為設計人員和現(xiàn)場調試人員先后參與過幾條包括以上兩種設計形式生產(chǎn)線的設計與調試工作，其中SZDW與HNLT兩家工廠使用的磨機都是國產(chǎn)的MLS3626型立式輥磨機，其它設備的選型也大同小異，并分別屬于不同形式的工藝系統(tǒng)，因此這兩家工廠的工藝狀況和運行效果存在較大的可比性。以此為例，對三風機生料粉磨系統(tǒng)和兩風機生料粉磨系統(tǒng)的經(jīng)濟技術指標進行一個簡單對比，供同仁們參考。
2.兩種系統(tǒng)的工藝流程及裝備
SZDW的三風機生料粉磨系統(tǒng)工藝流程見圖1，設備選型見表1。
表1：兩家工廠的主要裝備
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序號 |
名稱 |
SZDW三風機系統(tǒng) |
HNLT雙風機系統(tǒng) |
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規(guī)格型號 |
處理能力 |
規(guī)格型號 |
處理能力 |
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5402 |
高溫風機 |
W6-2×29-6№30.5F |
45萬m3/h，全壓：-7.5kPa |
W6-2×30№30.5F |
45萬m3/h，全壓：-7.5kPa |
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5402M |
高溫風機電機 |
YRKK710-6，10kv,1400kW |
|
YRKK710-6，10kv,1400kW |
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4102 |
立式磨 |
MLS3626 |
190t/h（磨損后期） |
MLS3626 |
185t/h（磨損后期） |
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4102M |
立式磨主電機 |
YRKK710-6,10kv,1800kW |
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YRKK710-6,10kv,2000kW |
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4103 |
細粉分離器 |
Ф4500 |
39萬m3/h |
無 |
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4112 |
細粉分離器 |
R6-2×29-1№29F |
39萬m3/h，全壓-10kPa |
無 |
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4112M |
循環(huán)風機電機 |
YRKK710-6,10kv,1600kW |
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無 |
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5404 |
靜電除塵器 |
EE171/3/1 |
48萬m3/h，進口濃度≤100g/m3,出口濃度≤80mg/m3，操作壓力：-2.0kPa |
CDPK-E/160/4 |
46萬m3/h，進口濃度≤960g/m3,出口濃度≤50mg/m3，操作壓力：≤-10.5kPa |
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5407 |
尾排風機 |
Y4-2×73№21F |
48萬m3/h，全壓：-1800Pa |
R6-2×30№30.5F |
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5407M |
尾排風機電機 |
YRKK500-8，10KV，400Kw |
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YRKK1800-6，10K, V，, , 1800Kw |
原料磨停時：43萬m3/h，全壓：-1.8KPa |
（*：立式磨主電機的裝機容量是由設備廠家在對入磨物料進行易磨性試驗和磨蝕性試驗后根據(jù)試驗結果做出的選型，與系統(tǒng)形式無關。）
3.兩套系統(tǒng)經(jīng)濟技術指標對比及評價
3.1投資構成對比，見表2。
表2：三風機系統(tǒng)與兩風機系統(tǒng)的投資對比
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項目 |
SZDW廠的三風機系統(tǒng) |
HNLT廠的兩風機系統(tǒng) |
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設備費用（%） |
100 |
102 |
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安裝費用（%） |
100 |
92 |
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土建費用（%） |
100 |
90 |
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投資總額（%） |
100 |
99 |
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占地面積（%） |
100 |
80 |
HNLT的兩風機系統(tǒng)省略了4103細粉分離器、4112循環(huán)風機，但對窯尾電收塵5404、尾排風機5407及其工藝連接管道提出了更高要求，特別是處理高濃度高負壓的靜電除塵器，目前國內(nèi)具備實際制造經(jīng)驗的廠家還只有兩三家，因此市場競爭很不充分，設備價格居高不下，同比相同收塵面積和處理能力的低粉塵低負荷的設備采購價格高出30%～40%，所以盡管省略了循環(huán)風機和細粉分離器及部分工藝管道，但設備的總費用（包括機械設備和電氣及自動化設備）比三風機系統(tǒng)還要略高，綜合安裝及土建費用，投資總額兩套系統(tǒng)基本持平。
兩風機系統(tǒng)的占地面積比三風機系統(tǒng)小20%，這對于那些場地有限的改擴建項目而言具有相當吸引力。
3.2系統(tǒng)運行費用比較及評價
系統(tǒng)運行費用主要體現(xiàn)在單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)品易損件消耗及其它檢修費用等幾個方面，其中單位產(chǎn)品易損件的消耗主要是磨機的輥皮及磨盤襯板的消耗，系統(tǒng)的設計形式不會給單位產(chǎn)品易損件消耗帶來直接影響，本文對此項不進行對比及評價。同時，根據(jù)筆者在DW及LT兩家工廠的經(jīng)驗，這兩種設計形式對系統(tǒng)產(chǎn)質量指標沒有直接影響，在保證操作合理的前提下，影響產(chǎn)質量的關鍵在于入磨物料的易磨性、水份和顆粒組成等，因此以通常采用的根據(jù)系統(tǒng)臺時產(chǎn)量為基準來探討兩套系統(tǒng)在單位產(chǎn)品能耗方面的優(yōu)劣是不合理的。本文假定兩套系統(tǒng)臺時產(chǎn)量均為210t/h、窯投料量均為175t/h時并且磨機的裝機功率相等（理由如筆者在表1的說明中所述），以此探討兩套系統(tǒng)的單位產(chǎn)品功率消耗。
（1）、當窯磨同時運行時：在上述假定前提下，每天運行時間為20h，三風機系統(tǒng)投入運行的裝機功率高于兩風機系統(tǒng)約220kW。
?。?）、當窯運行、磨機停車時：每天運行時間為4h，此時三風機系統(tǒng)相對兩風機系統(tǒng)可減少投入運行循環(huán)風機和細粉分離器等，同減少投入運行的裝機功率為1620kW。
綜合（1）、（2）兩點，三風機系統(tǒng)投入運行的裝機功率比兩風機系統(tǒng)低2080kW/d左右。磨機比窯喂料量高得越多，三風機系統(tǒng)的優(yōu)勢越明顯，反之磨機產(chǎn)量與窯喂料量越接近，兩套系統(tǒng)平均投入的裝機功率水平也越接近。當然，電機的實際功率消耗與投入運行的裝機功率是有差異的，通過以上比較分析至少還是能夠反映出兩風機系統(tǒng)相對于三風機系統(tǒng)而言在單位產(chǎn)品能耗方面并不存在明顯優(yōu)勢。DW廠和LT廠的生產(chǎn)實踐也證明了這一點，見表3。
表3：DW廠和LT廠生料的單位產(chǎn)品電耗對比
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DW2005年07月生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù) |
LT2006年09月上旬生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù) |
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