粉磨设备及其选型和孰料热平衡计算.doc

粉磨设备及其选型建平摘要：简述立式磨优点和一般工艺流程；以某水泥厂选择 LM38.4 立式磨作为生料磨为例，对生料磨的选型进行了计算关键词：立磨；选型计算1 立式磨辊压机、立磨、筒辊磨、环辊磨等粉磨系统，它们虽然是粉磨速度、粉磨强度以物料粒度分布范围等工艺参数不同形式的粉磨系统 (见表 1-1)，但共同的宗旨在于节能、降耗、环保表 1-1 几种料层挤压粉碎设备的主要工艺参数比较比较项目 辊压机 立磨 筒辊磨粉磨强度(Mpa) 150~250 20 80物料被粉磨次数(次/min) 1 2~3 4~8磨辊线速度(m/s) 1~2 10~12 5~6最大物料粒度(mm) 25 60 60物料切入角(°) 6 12 18粉磨料层厚度(mm) 20~30 25~40 50~70物料循环负荷(%) 500~600 100~200 700~900单机最大产量(t/h) 160 220 300系统单位电耗(KWh/t) 27 28 25相对电耗(%) 75 75 70相对投资(%) 120 125 115其中立式磨作为生料粉磨系统的优选设备，同时具有细碎、烘干、粉磨、选粉、输送等多种功能因此，在现今大多数是新型干法的生产线上采用的都是立磨。

立式辊磨机的主要优点为:通风烘干能力强、节约破碎机电耗、操作运转中的噪音很小 、对各种性能原料的适应性强、适应水泥装备大型化配套、集中碎、粉磨、烘干、选粉与气力输送等五项单元操作于一体等等从以上优点可以看出 ，立式辊磨能有效地解决当前粉磨工艺存在的主要问题 图 1-1 LM38.4 立式辊磨系统工艺流程图立磨可以单独操作运行，也可以作为预粉磨设备使后续磨机大幅度增产节能那么综合考虑粉磨能力、烘干能力、能耗、喂料粒度等，根据水泥厂实际情况进行选型就显得异常重要本文以某日产 4000 吨熟料的水泥厂选择 LM38.4 立式磨作为生料磨为例进行相关选型计算2 磨机选型相关计算2.1 磨机生产能力2.1.1 粉磨能力生料辊磨是烘干兼粉磨的磨机，其能力由粉磨能力和烘干能力中较低的能力确定其中粉磨能力决定于物料的易磨性、辊压和磨机规格的大小在物料相同、辊压一定的情况下，磨机的产量和物料的受压面积与磨辊的尺寸有关，每一次辊碾压的物料量正比于磨辊的宽度 B、料层厚度 h 和磨盘的线速度 V磨辊的宽度 B 和料层厚度 h 在一定的范围内均与磨盘直径 D 成正比，线速度 V 与D0.5成正比，因此可以得出辊磨的粉磨能力公式：G=K1D2.5式中：G 为辊磨的粉磨能力，t/h；D 为磨盘直径，m。

K1为系数，与辊磨形式、选用压力、被研磨物料的性能有关各种磨机的工艺参数不同，其 K1也不同一般 LM 型辊磨 K1取 9.6，D 取磨盘碾磨区外径；而 MPS 型辊磨 K1取 6.6，D 取磨盘碾磨区中径根据所要求的小时产量，选择磨盘的直径为 3.8m此时：G=9.6×3.8 2.5=270.2 t/h，可以满足所要求的小时产量，为留有余地，磨机标定生产能力为 265t/h 是安全的2.1.2 烘干能力Gd=KdD2.5式中 ：Gd 为辊磨的烘干能力，t/h；D 为磨盘公称直径，m；Kd为系数，与物料水分热风量与热风温度有关参考 TRM 辊磨取Kd＝10所以 Gd=10×3.82.5=281.5t/h2.2 磨盘转速辊式磨的磨盘转速决定了物料在磨盘上运动速度和停留时间，它必须与物料的粉磨速度相平衡粉磨速度决定于辊压、辊子数量、规格、盘径、转速、料床厚度、风速等因素不同形式的辊磨因其磨务和磨辊的结构形式不同，其他工艺参数不同，物料在磨盘上的运行轨迹也不相同，要求的磨盘转速也就不尽相同但是对于同一形式，不同规格的辊磨，要求质量为 m 物料颗粒受到的离心力是相同的，经过一系列换算可得下式：n=K2×D-0.5式中：n 为磨盘转速，r/min;K2为系数;D 为磨盘直径，m。

不同磨机的 K2 值大约为：LM 莱歇型辊磨 K2=58.5， MPS 型辊磨K2=45.8，Atox 型辊磨 K2=56，这里 LM 莱歇型辊磨取 58.5所以 n=58.5×3.8 -0.5 = 30 r/min2.3 磨机功率与辊压(1)辊压KT= RFDB式中：KT—单位磨辊投影面积的辊压 、B—分别为磨辊平均直径和宽度，DR =1.80m，B=0.710mF—单辊压力，KN 与液压有对应关系，L=0.08m液压系统：P 最大 MPa S=BL=0.71×0.08=0.057m2F=PS=12000×0.057=681.6 KNKT = = =533.33 KN/m2RFDB681.07满足生料磨的 KT < 800KN/m2(2)功率N0=mFu Dmn/60式中：m—辊子个数；F—单辊压力；u—钢与物料摩擦系数，该值与磨盘、磨辊形状以及物料性能有关，u=0.25；Dm—磨盘回转轨迹直径， D m=3.8×0.6=2.3mN0=mFu Dmn/60=3.8×681.6×0.25×3.14×2.3×30/60=2338.20kw配有电机功率选用：2400kw。

2.4 辊磨通风辊式磨的通风量一是为生料烘干需要，二是输送成品物料所需取两者中用风量大的来选型风机按照辊磨系统物料外循环量的大小，可以将辊磨分为风扫式、半风扫式和机械提升式风扫式辊磨无外循环装置，即外循环量等于零，物料靠通过磨机的气体被提升到辊磨上部的选粉机进行选粉，用风量大，内循环量也大；半风扫式有一定的粗料进行外循环即通过外部的机械输送装置送回到磨内，用风量要小一些；机械提升式主要指用作预粉磨的辊磨，因其内部不带选粉机，出磨物料全靠机械装置送到外部选项粉机或下一级粉磨设备中，仅有少量的机械密封用风和收尘用风对前两种辊磨的通风量可通过出磨废气含尘尝试来计算1)烘干用风:Qa= KfGC式中：Qa——风扫式及半风扫式辊磨系统通风量，m 3/h；C———料气比，kg/m 3，C 值根据供热方式、选粉装置型式、原料、水分不同而有差别一般生料取 0.5～0.70 g/m 3；这里取为 0.7；G——磨机产量，265t/h； Kf——循环风降低率，用小数表示风扫式 Kf＝1.0，半风扫式KJ＝0.8-0.9 这里取为 1.0据此得到: Qa= 265/(0.7×0.001)×1 =378571.4 m 3/h。

2)截面风速Q=3600wS式中： w—盘面风速 6～12m/s；S—磨盘面积 m2 S= R2=3.14×( )2=12.56㎡4.0W = = =9.48 m/s，在 6～12m/s 范围内，是符合要求的360Q48571.6取 w=8m/s 则 Q=3600wS=3600×8×12.56=361728m3/h 为输送物料所需根据选型原则，所选取的风量应为两者中较大的一个2.5 料层厚度 保持适当料层厚度是辊式磨稳定运行的必要条件、料层太薄，降低粉磨效率甚至因磨机强振而停；料层过厚，会降低研磨效率，并易造成“饱磨” 料层厚度与辊径关系：由 h＝0.02D 20=0.02×1.8×103 20=16—56mm(D-磨辊直径 mm)3 磨机性能汇总由以上计算就可以选择所需要的型号了，下表是所选磨机性能汇总表 3－1 磨机性能汇总 规格型号 LM38.4 磨盘直径 3800磨辊直径 1800磨辊个数 4 个磨盘转速 30r/min 最大入磨粒度 <75入磨物料水分 3% 产品细度 R0.08≦12%产量 ≧ 265t/h 产品水分 ≦0.5%入磨风温 285℃ 出磨风温 80-90℃液压系统工作压力 ≦12MPa 主电机功率 2400kw参考文献高长明. 当代水泥工业粉磨装备选型趋势分析. 水泥技术. 2006.本文作者长期从事硅酸盐行业工作邹一峰 吴志明 孙毅 杨清峰 蔡华锋 陈飞 合肥水泥研究设计院（230051） 1 ．无烟煤煤粉制备的意义我国水泥行业中，回转窑水泥厂熟料煅烧长期以来均采用烟煤为燃料。

由于我国烟煤矿藏分布不均，主要烟煤产地多在北方，而南方诸省则以无烟煤居多，几乎没有烟煤资源北煤南运，增加了铁路等交通部门的压力，也增加了生产厂的燃料成本，因而加重了企业的负担为了对燃料资源合理利用和降低南方地区回转窑水泥生产的直接成本，需要解决在烟煤燃料缺乏的地区开发回转窑用无烟煤为燃料问题以福建省为例，当地无烟煤价格约 150 元 /吨，而烟煤价格约为 300 元 /吨以每吨熟料用实物煤 150 公斤计算，用烟煤煅烧吨熟料用煤成本为 45 元， 而用无烟煤只需一半的成本以一条 600t/d 的熟料生产线计算，每年仅用燃料成本可减少 405 万元既可开拓当地无烟煤的使用途径，也可给企业带来显著的效益众所周知，在常规的烟煤煅烧回转窑烧成系统中，所用燃煤的挥发份一般为 20 ～ 30 ％，如挥发份降低则会出现点火困难，燃尽率差，火焰不稳定，黑火头长，火焰温度下降若挥发份低于 15 ％以下采用常规工艺一般难以点燃，无法生产这种现象是由煤的燃烧机理所决定的当煤受热时，首先是挥发份析出，这些挥发份具有较低的着火点，当温度达到时就迅速燃烧，从而点燃煤中的固定碳固定碳则按以下反应生成 CO 2 ： 2C+O 2 → CO 、 C+O 2 → CO 2 、 CO+O 2 → CO 2 。

无烟煤由于其挥发份含量低于 10 ％，燃烧时排出的助燃挥发气体少，固定碳的点燃存在困难而碳粒的燃尽速率与燃烧反应中的反应温度成正比，与粒子的粒径平方成反比因而必须提高燃烧反应空气温度和降低燃煤粒径我们的研究目的是 解决无烟煤煅烧工艺中煤粉制备的主要技术问题， 探讨如何可靠地、经济地降低入窑煤粉细度，结合生产实际开发煤粉制备工艺和装备，为无烟煤煅烧熟料生产工艺线提供合格的煤粉 2 ．常规煤粉制备工艺和设备 目前国内外常用的煤粉制备方法是采用立磨或球磨配双分离、双风机系统国内烟煤煤粉主要采用普通风扫球磨制备，回转窑水泥厂煤磨车间主要生产工艺及煤磨机系统配置见表 1 序号 生产线规模华新窑 600 t/d 新型干法 300 t/d )新型干法 600、700 t/d 新型干法 1000 t/d )1 系统特点 中间仓直吹系统 双风机中间仓 双风机中间仓或单风机中间仓 双风机中间仓或 单风机中间仓 2 磨机规格， m Φ 2.5×3.9 Φ 2.2×3.0 Φ 2.2×4.4 Φ 2.4×4.75 3 磨机产量， t/h 10～12 5～6 8～9 10～12 4 产品细度 R 80 ，% 10～12 10～12 10～12 10～12 3 ．煤的粉磨性能及相关试验 关于煤的易磨性，一般认为煤很好磨。

其实不然文献 [1] 报导，煤的粉磨功指数 Wi=16 ～ 30kWh/t, 不仅大大高于石灰石的功指数 Wi=10 ～ 12kWh/t ，也比熟料的功指数 Wi=16 ～ 20kWh/t 高人们知道生料中掺一些煤能提高产量实际上，正如文献所述，这只是由于掺煤后改善了白生料粉磨中普遍存在的粘球、粘衬板的现象如果配煤量较多，生料 Wi 值将增大配煤量愈多 , 煤的易磨性愈差 , 生料电耗愈大本文认为， 是煤的易碎性较好使得人们误认为易磨性好在煤磨中，尽管多数情况下入磨煤块度很大，配球一般最大 Φ 60mm 就能处理，就是因为煤的易碎性较好与烟煤相比，无烟煤除在燃烧性能方面有着火温度高，燃烧速度慢，燃尽率差的特点外，在粉磨性能方面也有较为明显的差别3.1 粉磨至一定细度时所需的时间 无烟煤较之烟煤通常成矿地质年代更为久远，可以认为无烟煤是一种比烟煤晶体化更完整的形态因而质地变硬，易磨性变差这与石灰石的情况类似众所周知，栖霞灰岩地质年代较早，颜色较深 ;黄龙灰岩地质年代较晚，颜色较浅通常栖霞灰岩比黄龙灰岩易磨性差得多在我们进行的大量化验室小磨试验中，。