曾学敏：水泥粉磨技术及能效对标

　　中国水泥协会副会长曾学敏在18日召开的在2009中国水泥工业粉磨技术高峰论坛上会上做精彩报告，以下为报告全文。

　　一、节能形势与任务

　　截止2008三年间，我国国民生产总值单位能耗下降了10.08%，后两年节能减排任务仍然艰巨。

　　政府工作报告提出了2009年节能减排与生态环保六大任务。

　　国家发改委八方面加大节能工作力度。

　　酝酿推出“能评”制度，重大建设投资项目立项开工之前必须通过相关部门的节能评价。

　　原材料工业技术改造重点专项提出：支持中西部地区淘汰落后产能、发展新型干法水泥。鼓励水泥生产处理和利用废弃物、纯低温余热发电、粉磨系统改造等节能降耗减排技术应用。支持石灰石矿山以提高资源综合利用率和保护环境为目的技术改造。

　　二、水泥工业能源消耗水平

近几年水泥行业能源消耗情况

　　三、粉磨技术及选择

　　粉磨工序能耗主要体现在生料制备、煤粉制备和水泥粉磨的环节，其电量消耗占水泥生产综合电耗的72%（生料粉磨电耗约占水泥综合电耗的24%，水泥粉磨电耗约占水泥综合电耗的38%）。

　　2008年规模以上企业5100家，粉磨企业1500多家。国家重点支持粉磨系统节能降耗减排的技术改造， 粉磨系统节能潜力很大。

　　1. 不同规模生产线设计能耗指标

　　2. 影响能耗的主要因素

　　1） 生料粉磨

　　（1）原料条件：原料易磨性、入磨原料粒度、入磨原料水分。

　　（2）工艺流程：目前国内用于生料粉磨的工艺流程较多，采用的磨机型式主要有风扫式球磨系统、中卸提升循环磨系统、尾卸提升循环磨系统、立磨系统以及辊压机系统等，近几年来立磨系统得到广泛使用。对于中等易磨性的原料，一般采用立磨系统比采用球磨系统节电5~6kWh/t生料左右 。 [Page]

　　（3）生料细度：对于球磨系统来说，生料0.08mm筛筛余每降低1%，则粉磨电耗增加3%左右。对于立磨系统来说，生料0.08mm筛筛余每降低1%，则粉磨电耗增加2%左右。

　　（4）节能技术：采用改良的耐磨材料作为研磨介质、采用高效选粉机。

　　2） 燃料制备

　　（1）燃料条件：燃料的易磨性、入磨燃料水分。

　　（2）工艺流程：目前国内用于煤粉制备的磨有风扫式球磨和辊磨系统，辊磨的电耗约为球磨的一半。对于易磨性指数HGI为55的中等易磨性的原煤，煤粉细度0.08mm筛筛余12%的球磨主机电耗24.5kWh/t左右，辊磨主机电耗13 kWh/t左右。

　　（3）煤粉细度：对于球磨系统来说，煤粉0.08mm筛筛余每降低1%，则粉磨电耗增加3%左右。对于立磨系统来说，煤粉0.08mm筛筛余每降低1%，则粉磨电耗增加2%左右。

　　3）水泥粉磨

　　（1）原料条件：熟料性能、混合材的品种和掺加量、原料水分。

　　（2）工艺流程

 　　球磨机系统：影响球磨机粉磨效率的因素较多，包括研磨体级配、磨机通风、熟料温度和粉磨工艺等。应优先采用配高效选粉机的圈流球磨工艺；

 　　辊压机预粉磨系统：辊压机与球磨机组成的各种预粉磨系统（包括循环预粉磨、联合粉磨、半终粉磨等）已经成为水泥粉磨的主要方案，这是由于辊压机的粉磨效率约为球磨机的2倍左右，可以大幅度节电；

　　辊磨终粉磨系统：粉磨水泥时辊磨的粉磨效率是球磨机的1.6~1.8倍，系统节电30%以上。

　　（3）产品细度：水泥粉磨电耗与比表面积存在指数方关系，该指数介于1.3~1.6，采用高效选粉机、比表面积小于4000cm2/g时可取1.3进行计算，否则取高值。

　　3.不同粉磨设备能耗比较

　　4.各类型粉磨系统特点比较

　　5. 不同粉磨技术及设备能耗比较

　　球磨机系统：影响球磨机粉磨效率的因素较多，包括研磨体级配、磨机通风、熟料温度和粉磨工艺等。应优先采用配高效选粉机的圈流球磨工艺，圈流磨利于产品细度和温度的调节和控制，粉磨效率比开流磨高10%～20%，成品越细优势越明显。[Page]

　　辊压机预粉磨系统：辊压机与球磨机组成的各种预粉磨系统（包括循环预粉磨、联合粉磨、半终粉磨等）已经成为水泥粉磨的主要方案，这是由于辊压机的粉磨效率约为球磨机的2倍左右，可以大幅度节电。辊压机系统节电水平取决于辊压机消耗功率的大小，辊压机每消耗1kWh/t,主机电耗（辊压机+球磨机）可降低0.8 kWh/t～1kWh/t。辊压机的功率消耗与投影压力成线性关系，循环预粉磨辊压机投影压力为5500kN/m2～6500kN/m2，联合粉磨投影压力略低，控制在5000kN/m2～6000kN/m2。

　　辊磨终粉磨系统：粉磨水泥时辊磨的粉磨效率是球磨机的1.6~1.8倍，系统节电30%以上。熟料温度、入料粒度、磨损程度等对产量和电耗均有较大影响。关键是终粉磨水泥性能，要通过调节粉磨压力、挡料圈高度、风速风量，控制出口温度，采用高性能选粉装置等措施优化水泥颗粒级配，保证产品性能。对于生料磨如分别更替离心式或旋风式选粉机，可增产10%左右或5%左右，降耗1kwh/t左右。用于生料磨的好处主要是分离清晰，成品中过粗颗粒少，有利于烧成，可适当放宽细度。但生料细度较水泥粗，粗选粉并不是高效笼式选粉机的长处。因此其增产节能指标要低于水泥磨。

　　预破碎：“多破少磨”从粉碎机理上来说是合理的。一方面破碎的单耗远比球磨的单耗低，因此后者的无用功大，粉碎效率低。另一方面入磨粒度降低以后，球磨机中的钢球可大大变小，小钢球将减少对物料粉碎所造成的能量过剩的浪费。一般来说，大球的比能耗高，小球的比能耗低。

　　6. 粉磨系统的选择

　　从以上粉磨系统的不同特点可以看出，各系统均有不同程度的优势和不足，企业选择粉磨系统时，特别是对现有磨机进行改造时，应根据自身的设备、原料、管理水平、资金状况等条件，按可选择方案的性价比选择适合自己企业的方案。

　　7. 工程实例：

　　天津振兴水泥有限公司一线原料磨采用φ4.6×8.5＋3.5 m、2800kW的中卸烘干磨，配φ4.8 m旋风式选粉机，原料粉磨功指数Wi＝8.8 kWh/t，生料细度R80μm＝13 %，系统产量159t/h，系统电耗23.45kWh/t，循环负荷208%时选粉机效率63%。

　　天津振兴水泥有限公司二线水泥粉磨采用辊压机联合粉磨系统，辊压机型号TRP140/140，电机功率2×800kW，带V型选粉机和循环风机，球磨机规格φ4.2×13，主电机功率3150kW，配N-3500高效选粉机。粉磨P.O42.5水泥至3650cm2/g时系统产量155t/h，单位电耗32.8kWh/t。该公司一线采用球磨机规格φ3.8×13，主电机功率2500kW的球磨机圈流系统，配N-1500高效选粉机，粉磨P.O42.5水泥至3810cm2/g时系统产量61t/h，系统电耗42.3kWh/t。如换算到相同标准时，联合粉磨系统节电7kWh/t。

　唐山冀东水泥股份有限公司本部两台水泥磨增加辊压机、打散分级机，保证了对磨内粗颗粒的破碎作用，提高了磨机研磨能力，该项目2006年1月开始施工，历时4个月，完成改造任务，5月份开始投入运行。从运行效果看，台时产量分别提高12.9%和10.3%，水泥粉磨分步电耗下降9.3%，每年节电814万kWh，折合标煤2930吨。

　　海螺集团白马山水泥厂2000t/d生产线原料磨亦采用φ4.6×8.5＋3.5 m、2800kW的中卸烘干磨，配TLS2800高效组合式选粉机，原料粉磨功指数Wi＝9.6 kWh/t，生料细度R80μm＝11 %，系统产量165t/h，系统电耗22.38kWh/t，选粉机的效率74%。两厂的产量比达到100:116。

　　华新水泥集团阳新公司5500t/d生产线生料粉磨采用2台TRM3841辊磨，电机功率2240kW。原料辊磨易磨性MF=0.85，粉磨功指数Wi=12.8kWh/t，系统产量为240t/h，磨机电耗8.3kWh/t、风机电耗7.1kWh/t、选粉机电耗0.4kWh/t，总计15.8kWh/t。如采用中卸球磨系统粉磨类似原料时，系统电耗22kWh/t左右。

　　越南福山水泥有限公司5500t/d生产线水泥粉磨系统采用了德国莱歇公司提供的LM46.2+2C立式辊磨，主辊直径2360mm，磨盘转数24.3rpm，主机功率3400kW，选粉机LSKS66CS，装机功率200kW。粉磨PCB40水泥至3500cm2/g时产量150t/h左右，主机电耗18kWh/t，系统电耗27 kWh/t左右。

　　四、水泥粉磨能效对标

　　1. 水泥企业综合能耗对标基线

注： *水泥综合能耗=熟料综合煤耗×75%+水泥综合电耗×0.1229+2.5

　　2.  不同规模水泥生产线粉磨工序能效指标