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| 節(jié)能減排趨勢下大型立式輥磨機的開發(fā)應用與優(yōu)化設計（二） |
| 來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時間：2015-08-25 14:43:55 瀏覽次數(shù)： |
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1 大型立式輥磨機目前存在的問題
我國已經(jīng)具有大型立式輥磨機生產(chǎn)能力，國產(chǎn)立磨在國內(nèi)應用推廣存在的問題之一是源于國外的設計，對國內(nèi)原材料性質(zhì)波動幅度大的情況難以適應；還有就是缺乏有效的控制系統(tǒng)，確切地說，是缺乏能夠結(jié)合工藝的調(diào)節(jié)控制和操作優(yōu)化系統(tǒng)。造成國產(chǎn)立磨的實際應用效果依賴于原材料狀況和DCS 集成商與最終用戶操作人員的水平，其節(jié)能優(yōu)勢未能充分發(fā)揮作用。
由于立磨設計技術(shù)和優(yōu)化控制屬各立磨制造企業(yè)的商業(yè)秘密，核心技術(shù)很難引進，制約著立磨粉磨系統(tǒng)的應用效果；進口立磨及其控制系統(tǒng)產(chǎn)品價格昂貴，高于國產(chǎn)設備一倍以上，我國企業(yè)難以承受，不便推廣和應用；國內(nèi)生產(chǎn)過程本身是粗放型的，生產(chǎn)條件變化范圍大，運行工況經(jīng)常出現(xiàn)波動，國外已有的立磨控制系統(tǒng)并不完全適合于我國的原材料和工藝情況，往往出現(xiàn)“水土不服”的現(xiàn)象，難以發(fā)揮效用。
我國從上世紀80 年代開始多家單位引進國外立磨，并不斷消化、吸收形成了我們自己的大型立式輥磨機設計、生產(chǎn)能力。但國產(chǎn)立式輥磨與國外先進立磨相比能耗仍至少高5%，原因在于：
（1） 設計方面缺少系統(tǒng)理論和基礎數(shù)據(jù)支持，導致我國立磨對于原材料波動適應性較差，能源利用率不高；
（2） 系統(tǒng)匹配問題，構(gòu)成粉磨系統(tǒng)的設備來自多個不同國內(nèi)廠家，相互匹配欠佳，難以達到整體效率最佳；
（3） 運行控制方面，缺少適應性運行優(yōu)化支持，在原材料波動和產(chǎn)量變動情況下粉磨系統(tǒng)穩(wěn)定性和能效不高。
必須針對我國工業(yè)現(xiàn)狀研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的用于水泥工業(yè)的節(jié)能型大型立式輥磨機及其運行控制系統(tǒng)，其意義在于：
提高我國粉磨機械設計水平，提高制造企業(yè)核心競爭力；保障立磨應用效果，由于推廣立磨在水泥行業(yè)的推廣應用；降低水泥、煤炭、電力企業(yè)生產(chǎn)的能耗水平，提高企業(yè)競爭力；促進水泥、煤炭、電力等行業(yè)節(jié)能降耗目標的實現(xiàn)。
2 大型立式輥磨機的優(yōu)化設計
2.1 面向節(jié)能的大型立式輥磨機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計
（1）研究磨輥直徑與寬度對物料粉磨的影響優(yōu)化磨輥結(jié)構(gòu)，對磨盤座及壓力框架與磨輥輥體等主要承載的大型部件進行靜、動態(tài)載荷下的結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設計、有限元計算，優(yōu)化磨盤、磨輥結(jié)構(gòu)。
（2）研究粉磨壓強對物料粉磨的影響，將粉磨壓強由引進技術(shù)時的450 kN/m2 提高至630 kN/m2，在相同工況下，預計產(chǎn)量可以提高15%～20％，產(chǎn)量的提高預示著單位電耗的降低，從而實現(xiàn)節(jié)能目標。
（3）研究當代先進的靜、動態(tài)高效選粉機，引進國外先進技術(shù)，對選粉機進行優(yōu)化設計，從而降低選粉機內(nèi)部的循環(huán)負荷，提高磨機選粉效率。
（4）改內(nèi)循環(huán)設計為部分外循環(huán)設計，噴口環(huán)風速降低至40～60 m/s，預計磨內(nèi)壓差可以降低15%～30％，入磨風量可以減少10％，從而降低系統(tǒng)風機的電耗，實現(xiàn)節(jié)能的目標。
2.2 粉磨系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設計
（1）研究料床厚度、磨盤風速等對物料粉磨的影響，尋找最佳的工藝參數(shù)，讓磨機在穩(wěn)定運行的狀況下，電耗達到最低點。
（2）研究磨輥與磨盤襯板曲率對粉磨能力、單位電耗的影響，適當增加磨輥的曲率半徑，確定最佳的研磨曲率，實現(xiàn)提高產(chǎn)量降低電耗的目的。
2.3 粉磨過程工藝控制
大型立式輥磨機粉磨系統(tǒng)成套控制系統(tǒng)，實現(xiàn)粉磨過程工藝控制，達到立磨系統(tǒng)在原料波動和工作點變動情況下的穩(wěn)定運行。具體包括：
（1）總風量、出口風溫、磨內(nèi)壓差等工藝回路調(diào)節(jié)控制。
（2）飽磨、空磨及其它異常工況判斷處理。
2.4 實現(xiàn)臺時產(chǎn)量最優(yōu)化
大型立式輥磨機系統(tǒng)在線操作優(yōu)化系統(tǒng)，根據(jù)實際生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格/品種、喂料品質(zhì)，確定最佳風量、磨輥壓力、給料量以及分離器轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)臺時產(chǎn)量最優(yōu)化。
（1） 生產(chǎn)單一規(guī)格產(chǎn)品時，通過調(diào)整風量、磨輥壓力、給料量以及分離器轉(zhuǎn)速，以適應原料品質(zhì)波動和工況擾動；
（2） 生產(chǎn)多種規(guī)格產(chǎn)品時，通過粉磨壓力、磨機風量以及分離器的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，以適應于產(chǎn)品規(guī)格改變。
3 優(yōu)化設計大型立式輥磨機在工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能減排中的重要意義
節(jié)能降耗是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的必然選擇，是科學發(fā)展觀的基本要求。我國工業(yè)發(fā)展面臨的當務之急是如何降低能源和資源消耗，提高資源利用效率，建設資源節(jié)約型社會，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
水泥行業(yè)是我國節(jié)能降耗重點行業(yè)之一，其能耗占到全國總能耗4.7%。在水泥生產(chǎn)成本中，能耗成本占到60%以上，其中電耗占總成本的20%～30%，而粉磨電力消耗約占總電耗的60%。立磨與目前廣泛使用的球磨相比具有明顯優(yōu)勢，這種新型粉磨設備大大提高了粉磨效率，使水泥生料粉磨電耗從過去的20 kWh/t 降為13～15 kWh/t。水泥粉磨電耗從過去35～40 kWh/t 降為25～30 kWh/t。與過去傳統(tǒng)的球磨機相比，節(jié)電30% 左右。
因此，推廣大型立式棍磨機在水泥行業(yè)的應用對于水泥行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降耗具有重要意義。實現(xiàn)新型節(jié)能立磨推廣應用80%，按噸水泥綜合電耗100 kW·h/t，其中粉磨電耗占60%，我國水泥產(chǎn)量按2006 年的12.36億t 計，則每年節(jié)電80%×100×60%×30%×12.36 =178 億kW·h。以日產(chǎn)2 500 t 水泥生產(chǎn)線為例，每年節(jié)電100×30%×2500×300=22 500 000 kW·h，按遼寧省水泥行業(yè)平均電價0.558 元/ kW·h 計算，每年可直接為應用企業(yè)節(jié)約成本1 255萬元。
大型立式輥磨機的節(jié)能設計與運行優(yōu)化，能有效降低設備的能耗，從而促進相關(guān)行業(yè)節(jié)能降耗目標的實現(xiàn)，并給應用企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益；有利于打破國外的高技術(shù)壟斷，形成我們獨立自主的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)；有利于提升我國裝備制造業(yè)的科技創(chuàng)新能力，提升我國大型裝備設計水平和運行水平，以及裝備制造業(yè)的國際競爭力；有利于提升我國立磨設備的制造水平和研發(fā)能力，促進企業(yè)全面掌握和提升該類產(chǎn)品的核心設計技術(shù)，使我國立磨具有當代國際先進水平，在價格方面遠低于進口立磨，在技術(shù)與制造方面完全可以替代進口產(chǎn)品，實現(xiàn)大型立式輥磨機的產(chǎn)業(yè)化。研究立磨的關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型立式輥磨機，對于提高效率、降低消耗、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、保護環(huán)境、提高國產(chǎn)重大技術(shù)裝備的研發(fā)與制造水平都有重大意義。
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