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生料粉磨系统节电技术改造

2020-10-15 09:46 来源: 网络
  一、存在的问题

  我公司1#、2#生产线分别建于2001年和2002年,配套的生料磨为史密斯ATOX37.5立磨,设计台时产量180 t/h,实际台时产量192 t/h。但是运行十余年来,各方面指标明显落后,主要表现在:

  (1)生料工序电耗高达19.5~22 kWh/t,近年通过加强管理虽有降低,但与先进指标差距很大,严重影响生产成本。

  (2)设备故障率很高。立磨拉杆及其螺丝频繁断裂,液压系统、振动除渣器等部件故障频发等,每月每台故障次数达到20余次。

  (3)维修费用居高不下。因故障率高,公司专门成立了立磨维修小组常年更换拉杆及其螺丝,严重占用公司维修力量;且由于该磨机大部分配件为进口件,配件费用每年平均达到150万元/台以上,且采购周期很长。

  (4)磨机产量供应不足。随着水泥窑台时产量的提高,在生料磨运行不正常时,磨机产量降低,导致窑减料情况时有发生。

  由于1#、2#生料磨运行指标严重影响公司市场竞争力,2017年,公司决定对1#、2#生料磨系统进行节电改造,主要目的是降低系统电耗,提高设备可靠性,降低维修费用,满足水泥窑生产需求。



  二、改造的方案

  2.1改造目标及主要配置

  我公司对“立磨改立磨”、“立磨改辊压机”和“立磨+外置选粉机”3个方案进行了专题讨论,因“立磨改立磨”方案起点低、电耗指标落后,“立磨+外置选粉机”技术不太成熟,最终确定采用“立磨改辊压机”方案进行改造。改造目标为:生料工序电耗≤14 kWh/t,台时产量≥230 t/h(生料细度R80μm≤15%,R200μm≤2%)。1#、2#生料磨同时进行改造,改造前后两套粉磨系统主要配置对比如表1所示。

  表1 1#、2#生料粉磨系统改造前后配置

  2.2立磨改辊压机方案简述

  2.2.1原料调配

  调配库下的计量秤经过核算后确定具体改造方案:石灰石秤因能力不足需进行改造;黏土板喂机及计量秤进行改造并调整量程;更换硫酸渣秤;硅质板岩秤及粉煤灰秤满足要求未更换。

  针对原有原料调配胶带机进行改造,通过提速并更换头部传动来达到设计输送能力。在原料调配胶带机上增设除铁器及金属探测仪,在两条皮带之间设三通阀,确保进入辊压机的物料不含铁,从而更好地保护辊压机。

  2.2.2生料粉磨

  新建一套TRP180-120辊压机终粉磨系统替代原有立磨系统。改后工艺流程是:来自原料调配站的物料进入组合式选粉机进行烘干及选粉,经过选粉后的粗料经提升机及溜管除铁器除铁后送入辊压机进行挤压,经过辊压机挤压后的物料通过提升机送入组合式选粉机进行选粉,选粉后的细粉则作为成品经旋风筒收集后,由原有链式空气输送机、提升机及斜槽输送至现有生料库。出旋风筒的风经循环风机排出,一部分作为循环风进入选粉机参与选粉,另一部分作为废气进入原有袋收尘器。原料的烘干利用出高温风机的热风。

  将原有4个旋风筒改为2个,并将这2个旋风筒进行利旧改造。利用原有锥部,上部旋风筒为新加。旋风筒改造后利用原有土建框架加固支撑。系统循环风机利用原有风机基础和壳体进行改造,增加变频器来调节风量。

  生料成品输送斜槽至入库提升机部分利用现有的链式空气输送机,将其由水平布置改为倾斜向下8°。入均化库的提升机因能力不足进行了更换;入生料均化库的斜槽(原有斜槽风机保留)因能力不足也进行了更换。

  三、改造关注的重点及体会

  为达到改造目标,项目组紧紧抓住节电要素,将降低系统阻力、优化系统电动机功率配置和系统安全运行等作为重点,专题研究所提方案和图纸,并进行了一系列的优化调整。

  3.1降低系统阻力

  (1)对系统管道进行优化降阻。原设计部分管道直径不合理,风速偏高,达到20~23 m/s,压损大。经与设计院沟通,将管径适当放大,以风速不超过约18 m/s为宜,系统理论降阻约300 Pa。优化调整后系统主要管道参数见表2。

  表2系统主要管道参数

  同时,对部分弯管转弯半径适当放大,杜绝切角连接,进一步降低阻力。

  (2)采用大蜗壳低阻型旋风筒降阻。对原有旋风筒进行改造,降低了直段,采用2-Φ5 200 mm大蜗壳低阻型旋风筒,理论降低阻力约200 Pa。

  (3)选用组合式选粉机。组合式选粉机是将传统的V型选粉机和动态选粉机组合为一体,缩短了管道约3.5 m,比传统的分开式降低阻力约500 Pa。同时降低了提升机高度,节约了项目土建和设备费用。

  采用以上措施后,正常情况下,循环风机进口压力为-5 600 Pa左右,系统阻力比同类型其他生产线低约700 Pa。

  3.2优化主机功率配置

  在参考了国内同类型系统电动机功率配置的基础上,对原设计电动机功率进行了优化。

  3.2.1确定循环风机的改造方案

  生料磨系统循环风机功率大,对系统电耗影响较大。对此,在充分计算系统风量、阻力的基础上,拟选3个方案进行比较。

  方案一:利用现有风机及主电动机,仅增加高压加变频器;方案二:利用现有风机、壳体及叶片不变,调整风机转速,并更换主电动机;方案三:按改造后实际需要的风量及风压,新配风机,利用原有风机的土建基础。

  经论证:

  方案一虽然设备改动最少,仅是电气增加变频器,但是由于风机的工况点实际风量为35万m3/h,压力7 000 Pa,循环风机原来比转速为38,标定后在循环风机转速为960 r/min时实际比转速为32,实际轴功率800 kW左右。如果原有循环风机在实际工况点工作,则风机转速过低,运行参数偏离风机高效区运行,风机效率降低,导致电耗增加。

  另外,若原有循环风机装机功率为2 000 kW不变,整个生料磨系统总的高压装机功率将会增加410 kW,总降总负荷增加。同时,高压大功率电动机的变频器价格较高,新加变频器不经济。

  方案二虽然更换了电动机,但是由于风机未变化,因此同样会导致风机转速过低,运行参数严重偏离风机高效区运行。

  方案三更换后的风机可以在最佳工况点工作,可以充分地降低电耗。由于风机接近于满负荷运转状态,因此新风机不必加变频器,依靠阀门进行启动和调节风量即可,为此更换新风机更经济。另外,新的风机装机功率为1 250 kW,高压装机实际负荷较原来降低340 kW,可降低总降压力,为以后扩建改造留有余地。

  综上所述,我们认为更换新的风机后,可降低系统电耗,并有效降低成本。因此,选择更换新的循环风机、并利用原有风机基础进行安装的方案。

  3.2.2其他主机功率优化调整

  辊压机原设计配套2-1 120 kW电动机,为提高系统产能,将电动机功率提高为2-1 250 kW;同时,选用的TRP180-120辊压机做功效率高,同等产质量下,辊压机电流比同类型生产线运行电流低2~3 A。循环风机原设计功率1 000 kW,能力偏小,无富余,故调整为1 250 kW,且可与辊压机电动机互备互换。组合式选粉机原设计配套功率为220 kW,优化后调整为185 kW。循环斗式提升机原设计功率110 kW,优化后调整为90 kW。这样优化后,系统主机实际运行功率基本上在其额定功率的80%~85%,说明配置优化比较合理。

  3.3降低系统漏风

  (1)在原设计方案中入磨皮带输送机头部没有锁风装置,此处系统漏风很大,为系统主要漏风点。但因此处空间狭窄,安装回转下料器无空间,经论证可增加安装双层喂料锁风阀,开启后循环风机电流下降了约18 A,对系统节电起到了较大作用。

  (2)设备安装时,对系统所有的检查门、连接法兰等漏风处采用“石棉绳(橡胶板)+密封胶”彻底密封。

  (3)对旋风筒等处理高粉尘浓度的设备进行铺设龟甲网做耐磨处理,对所有下料溜子内贴10+10复合板进行耐磨处理。现场基本无漏料。

  通过采取以上措施,循环风机运行电流降为110 A左右,比同类型系统低30 A左右。

  四、改造效果

  1#、2#生料磨系统的改造项目分别于2017年4月和6月完工并投产,通过1年多的运行,目前系统运行稳定,台时产量基本稳定在265 t/h左右。

  4.1系统电耗指标完成情况

  截止到2018年10月的统计,改造前后1#、2#生料粉磨系统电耗对比见表3和表4。2018年电耗比2017年的电耗均有所上升,主要原因是原料中掺加了易磨性较差的砂岩,台时产量下降所致。

  表3改造后1#、2#生料粉磨系统电耗月均值kWh/t

  表4 1#、2#生料粉磨系统改造前后电耗对比kWh/t

  由表3和表4电耗指标看,改造前后1#、2#生料磨系统电耗分别下降7.73 kWh/t和7.71 kWh/t,降低幅度达到平均值37.62%,说明改造效果良好。同时,系统运行稳定,故障率很低。

  4.2产生的经济效益

  两套生料粉磨系统工序电耗平均降低7.72 kWh/t,若按2017年度共生产生料140.15万t、平均电费0.538元/kWh计算,每年降低电费支出:140.15×7.72×0.538=582.1(万元)。

  由于原1#、2#生料立磨大部分配件均为进口件,配件费用每年平均达到150万元/台以上。同时原来约需要6人长期进行立磨专项维修,改造后几乎没有故障,撤出了该批人员,年节约人工工资约27万元。则每年降低配件费和维修费支出:327万元。

  1#、2#生料粉磨系统改造后经济效益合计:582.1+327=909(万元)。

  五、结束语

  (1)技改项目方案论证优化十分重要,要从系统角度重点关注影响改造效果的主要设备和主要影响因素着手,紧盯和借鉴国内同类型先进、可靠的工艺设备方案,又要汲取一些经验教训,才能将方案整体做好。好的方案等于成功了一半。

  (2)系统漏风治理虽然不起眼,也没有技术含量,但对节电十分重要,需要长期坚持。

  以上就是小编为您带来的“生料粉磨系统节电技术改造”全部内容,更多节电资讯敬请关注智联能效

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