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一、 概述
HRM型立式磨是合肥水泥研究設(shè)計(jì)院在廣泛吸收國外先進(jìn)技術(shù),總結(jié)國內(nèi)外立式磨應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研布出的一種節(jié)能烘干兼粉磨設(shè)備。它既有萊歇磨可翻輥檢修的優(yōu)點(diǎn),又具有MPS磨輥套可翻面使用、壽命長的特點(diǎn)。集細(xì)碎、烘干、粉磨、選粉、輸送為一體,具有粉磨效率高、電耗低、烘干能力大、產(chǎn)品細(xì)度易于調(diào)節(jié)、工藝流程簡單、占地面積小、噪音低、無粉塵污染、磨耗低、檢修方便、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。
HRM型立式磨項(xiàng)目在1994年獲國家新產(chǎn)品稱號,同年該項(xiàng)目被列為國家火炬計(jì)劃項(xiàng)目,1996年榮獲全國建材行業(yè)部級科技進(jìn)步二等獎。1990年以來,該設(shè)備在水泥行業(yè)得到大量推廣,已有200多臺套設(shè)備投入運(yùn)行,在煤粉制備、礦渣粉磨、石膏粉磨煅燒及粉磨非金屬礦等項(xiàng)目上也迅速得到了推廣應(yīng)用,同時該設(shè)備在水泥熟料、礦渣的預(yù)粉磨方面,也有著良好的發(fā)展前景。
目前合肥水泥研究設(shè)計(jì)院已開發(fā)出十種規(guī)格三十多個型號HRM型立式磨,HRM生料屬系列可滿足300t/d~2500t/d熟料生產(chǎn)線生料制備要求,HRM煤磨可滿足300t/d~5000t/d熟料生產(chǎn)線煤粉制備要求。產(chǎn)品已遍及四川、廣東、江蘇、安徽、吉林、山東、河南、河北、浙江、湖北、福建、湖南、內(nèi)蒙、江西、遼寧、黑龍江、廣西、甘肅、寧夏、重慶等二十多個省、市、自治區(qū),并出口印尼及巴基斯坦。與日產(chǎn)1000噸水泥熟料生產(chǎn)線配套的HRM2200大型原料立式磨已在四川省峨眉山市佛光水泥廠、貴州頂效水泥廠、湖南益陽水泥廠、貴州遵義水泥廠、四川大竹水泥廠、四川峨眉山市水泥廠、湖南印山水泥廠、寧夏宏威水泥廠成功運(yùn)行,在四川天泉水泥廠1000t/d~1200t/d等生產(chǎn)線上也選用了HRM2200A生產(chǎn)立式磨制備生料。2002年浙江虎山集團(tuán)(原江山水泥廠)與合肥水泥研究設(shè)計(jì)院簽定了日產(chǎn)2500噸水泥熟料生產(chǎn)線,HRM3400原料立式及HRM1700M立式煤磨供貨合同,預(yù)計(jì)將在2003年投入運(yùn)行。大型HRM立式磨及其工藝系統(tǒng)的開發(fā)成功,將為我國水泥工業(yè)“上大改小”的新政策作出重大貢獻(xiàn)。
二、HRM型立式磨工作原理
1. 主要結(jié)構(gòu)及用途
圖(2—1)是HRM型立式磨主要結(jié)構(gòu)示意圖。它由分離器、磨輥、磨盤、加壓裝置、立式減速機(jī)、電動機(jī)、殼體等部分組成。(圖2—1)
1.動態(tài)分離器(帶可調(diào)整旋轉(zhuǎn)葉片) 2.上殼體 3.下殼體 4.立式減速機(jī) 5.機(jī)架 6.磨輥(總成,磨輥輥套為輪胎形,材料為高鉻鑄鐵,可翻面使用,延長使用壽命) 7.磨盤(總成,上有耐磨襯板,材料為高鉻鑄鐵) 8.液壓系統(tǒng)(包括液壓站,工作油缸,檢修油缸)9.限位裝置(可防止磨輥、磨盤直接接觸)分離器是保證產(chǎn)品細(xì)度的重要部件,它由可調(diào)速的傳動裝置、轉(zhuǎn)子、殼體、出風(fēng)口等組成,與選粉機(jī)的工作原理類似。磨盤固定在立式減速機(jī)的出軸上,磨盤上有環(huán)形槽,即為粉磨物料的碾壓槽。磨盤由盤座、襯板、擋料環(huán)等組成。加壓裝置是提供碾磨壓力的重要部分,它由高壓油站、液壓缸、拉桿、蓄能器等組成,能向磨輥施加足夠的壓力使物料粉碎。立式減速機(jī)既要起到減速和傳遞功率、帶動磨盤轉(zhuǎn)動的作用,又要承受磨盤的重量以及研磨壓力。
2. 工作原理
電動機(jī)通過立式減速機(jī)帶動磨盤轉(zhuǎn)動,濕物料從進(jìn)料口落在磨盤中,同時熱風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入磨內(nèi),在離心力的作用下,物料向磨盤邊緣移動,經(jīng)過磨盤上的環(huán)形槽時受到磨輥的碾壓而粉碎,粉碎后的物料在磨盤邊緣被風(fēng)環(huán)處高速氣流帶起,在上風(fēng)環(huán)的導(dǎo)向作用下,較大大顆粒直接落到磨盤上重新粉磨,氣流中的物料經(jīng)過分離器時,在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的作用下,粗粉落到磨盤重新粉磨,合格細(xì)粉隨氣流一起出磨,在收塵裝置中收集,即為產(chǎn)品。含有水分的物料在懸浮狀態(tài)下與熱氣體充分接觸,瞬間被烘干,達(dá)到所要求的產(chǎn)品水分。
三、HRM型立式磨與球磨機(jī)的主要區(qū)別
1. 粉磨效率高
立式磨采用料層粉磨原理粉磨物料,能耗低,粉磨系統(tǒng)的電耗比球磨機(jī)低20~30%,而且隨原料水分的增加,節(jié)電效果更加顯著。
2. 烘干能力大
立式磨采用熱風(fēng)輸送物料,在粉磨水分較大的物料時可控制進(jìn)風(fēng)溫度,使產(chǎn)品達(dá)到要求的水分。在立式磨內(nèi)可烘干入磨水分高達(dá)15%的物料。
3. 產(chǎn)品的化學(xué)成分穩(wěn)定、顆粒級配均齊,有利于煅燒。物料在立式磨內(nèi)停留的時間僅2~3分鐘,而在球磨機(jī)內(nèi)則要15~20分鐘。所以立式磨產(chǎn)品化學(xué)成分及細(xì)度可以很快測定、校正。
4. 工藝流程簡單、占地面積及占用空間小。立式磨本身帶有選粉機(jī),不需要另加選粉機(jī)和提升設(shè)備,出磨含塵氣體可直接由高濃度袋收塵器或電收塵器收集、故工藝簡單,布局緊湊,可露天布置。建筑面積約為球磨系統(tǒng)的70%,建筑空間約為球磨系統(tǒng)的50~60%。
5. 噪音低、揚(yáng)塵少、操作環(huán)境清潔。立式磨在工作中磨輥和磨盤不直接接觸,沒有球磨機(jī)中鋼球互相碰撞、鋼球撞擊襯板的金屬撞擊聲,因此噪音小,比球磨機(jī)低20~25分貝。另外,立式磨采用全密封系統(tǒng),系統(tǒng)在負(fù)壓下操作,無揚(yáng)塵,環(huán)境清潔。
6. 研磨體磨損小,利用率高。由于立式磨運(yùn)行中沒有金屬之間的直接接觸,故其研磨體磨損小,單位產(chǎn)品磨耗一般為5~10克/噸。
四、HRM型立式磨在粉磨系統(tǒng)中的運(yùn)用
1. HRM型立式磨在原料粉磨系統(tǒng)中的運(yùn)用主要有以下兩種形式,詳見圖4—1至圖4—2。(圖4—1)
1. 電子皮帶稱 2.膠帶輸送機(jī) 3.電磁除鐵器 4.回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)喂料機(jī) 5.立式磨 6.外循環(huán)提升機(jī) 7.氣箱脈沖收塵器 8.風(fēng)機(jī)風(fēng)門 9.主風(fēng)機(jī) 10.循環(huán)風(fēng)閥 11.熱風(fēng)閥 12.冷風(fēng)閥
(圖4—1)所示的工藝流程為“一級收塵系統(tǒng)”。具有工藝流程簡單,系統(tǒng)操作方便,工藝布置靈活,系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)葉輪無磨損等優(yōu)點(diǎn)。但需要配置高濃度收塵器,相對投資較大。主要用于老廠改造或立窯水泥的生料制備。 (圖4—2)
1. 電子皮帶稱 2.膠帶輸送機(jī) 3.電磁除鐵器 4.回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)喂料機(jī) 5.立式磨 6.外循環(huán)提升機(jī) 7.旋風(fēng)收塵器 8.主風(fēng)機(jī) 9.窯尾收塵器 10.排風(fēng)機(jī) 11.旁路風(fēng)閥門 12.熱風(fēng)閥門 13.冷風(fēng)閥門 (圖4—2)所示的工藝流程為“二級收塵系統(tǒng)”是新型干法生產(chǎn)線生料制備系統(tǒng)常用的工藝流程。其重大的特點(diǎn)是第二級收塵可與窯尾收塵器共用,充分利用窯尾廢氣烘干熱源,而且工藝布置緊湊,節(jié)省投資,節(jié)省能耗。但系統(tǒng)操作相對復(fù)雜一些,系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)葉輪有磨損,約2~3年壽命。
以上兩種形式的工藝流程都沒有“外循環(huán)系統(tǒng)”。‘外循環(huán)系統(tǒng)’可減少系統(tǒng)風(fēng)量,降低風(fēng)機(jī)電耗,減少來料波動對系統(tǒng)的影響。因系統(tǒng)風(fēng)量減少,有利于產(chǎn)品的細(xì)度控制,還可降低 分離器轉(zhuǎn)速,減少葉片磨損。
2. HRM立式煤磨煤粉制備系統(tǒng)
隨著防爆型高濃度氣箱脈沖收塵器的推廣應(yīng)用,使立式磨煤粉制備系統(tǒng)雙風(fēng)掃球磨機(jī)系統(tǒng)簡單了很多),還有粗粉分離器及回粉絞刀等設(shè)備。系統(tǒng)電耗降低約40~50%,而且烘干能力更大(可烘干15%以上的原煤水分),煤粉細(xì)度更容易保證。特別是立式磨具有對物料有‘選擇性’的特點(diǎn),在操作時,通過調(diào)整操作參數(shù),可將原煤中大部分較硬的煤矸石排出機(jī)外,一方面相對提高了煤粉的熱值,另一方面改善了原煤的易磨性,可提高磨機(jī)產(chǎn)量,延長研磨體壽命。由此可見,采用立式磨制備煤粉,大大提高了煤粉制備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),改善了作業(yè)環(huán)境。目前已有30多臺HRM型立式煤磨在水泥行業(yè)及冶金行業(yè)投入運(yùn)行,取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
五、方案比較
企業(yè)在進(jìn)行新建、擴(kuò)建或技術(shù)改造時,采用何種技術(shù)方案,主要是考慮經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。如投資大小、貸款償還期長短、運(yùn)行成本及維護(hù)費(fèi)用、環(huán)境保護(hù)、操作工人定員、運(yùn)行安全及檢修維護(hù)方便等因素。下面以年產(chǎn)1000t/d熟料生產(chǎn)線生料制備系統(tǒng)及煤粉制備系統(tǒng)為例(見表5—1、表5—2),對比使用立式磨和球磨機(jī)兩種方案的有關(guān)指標(biāo)。
表5—1是1000t/d熟料生產(chǎn)線生料制備系統(tǒng)四種方案的比較。由表中可看出,使用中心傳動的中卸烘干磨粉磨系統(tǒng)比使用立式磨粉磨系統(tǒng)多投資近50%,而各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)卻低于立式磨粉磨系統(tǒng)。特別是單位產(chǎn)品電耗,立式磨粉磨系統(tǒng)要比中心傳動的中卸烘干磨粉磨系統(tǒng)低20%。由此可見,立式磨粉磨系統(tǒng)無論是技術(shù)指標(biāo)還是經(jīng)濟(jì)指標(biāo),都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)。
煤粉制備系統(tǒng)方案對比詳見表5—2。從表中可看出,雖然立式磨機(jī)價格要高于球磨機(jī),但立式磨系統(tǒng)約只有球磨機(jī)系統(tǒng)的50%,在其他技術(shù)指標(biāo)方面,也同樣是立式磨系統(tǒng)要先進(jìn)的多。
目前,越來越多的新型干法水泥生產(chǎn)線已采用立式磨粉磨生料和煤粉,它已成為取代傳統(tǒng)球磨機(jī)的設(shè)備。