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0 前言

中材株洲水泥有限責任公司 5 000 t/d 熟料水泥生產線，由中材國際工程股份有限公司（南京）設計，煤粉制備采用 MFB3873+35 風掃煤磨，煤磨臺時 40t/h，細度 80 µm 篩余量 3%~6%，臺時和細度控制較好，但電耗偏高，特別是主電機單機電耗高。近年來，窯系統經過多次改造，熟料工序電耗逐步降低至25.5 k Wh/t 左右，但煤粉制備系統電耗依然偏高，煤磨主電機單機單位熟料電耗約 4.0k Wh/t。為降低煤磨系統電耗，2021 年大修期間公司組織實施了煤磨節能降耗改造，將煤磨襯板全部更換為新型節能襯板，鋼球重新級配，改造后鋼球裝載量由 80 t 降低至52 t，煤磨主電機單機單位熟料電耗降低至 3.3 k Wh/t，降低 0.7 k Wh/t，節能降耗效果顯著。以下對此作一介紹。

1 煤磨電耗高的原因分析

煤磨主電機單機電耗高的主要原因為煤磨研磨能力差，鋼球裝載量高，在生產煙煤時適當放寬細度（80 µm 篩余量 3%~6%）的情況下，鋼球裝載量需保證在80t左右，煤磨臺時才能保證在40t/h左右。從煤磨系統運行時磨音和磨內檢查情況看，造成煤磨研磨能力差的主要原因是臺階型襯板帶球能力較差（見圖1），鋼球級配時未充分考慮襯板結構。我公司采用的臺階型襯板一個波峰由三個臺階構成，臺階的高度和寬度介于小直徑磨球的半徑和大直徑磨球的半徑之間。臺階形筒體襯板的工作原理為每一個臺階卡住小直徑鋼球，而大直徑鋼球從臺階上滾落，不能停留在臺階上，大直徑鋼球的提升由卡在臺階上小直徑鋼球構成的凹圓弧形，將大直徑磨球和小直徑磨球同時提升至高處，實現對物料的破碎。臺階形襯板的工作方式，一方面造成小直徑鋼球被帶到較高的位置落下，降低了小直徑鋼球的研磨效果和能力，另一方面無法控制大直徑鋼球帶起的高度，無法保證大直徑鋼球對物料的有效破碎，且會影響球磨機的運行穩定性。因此為提高煤磨研磨能力，降低鋼球加載量，降低電耗，2021 年大修期間公司采用復合波形節能襯板替換現有階梯型襯板，并針對復合波形襯板特性，設計了與波峰工作參數相匹配的鋼球級配。

2 技改方案

復合波形節能襯板由底板和波峰構成（見圖2），波峰包含階梯形波峰和波紋形波峰兩種形狀，階梯形波峰的工作面傾角在25°~75°之間，波峰寬度占底板寬度的 1/3~3/4，且大于大直徑鋼球的直徑，波峰高度大于大直徑鋼球的半徑，小于大直徑鋼球的直徑。波紋形波峰的工作面的切線傾角在 20°~70°之間，波峰寬度占階梯形波峰的寬度的 1/3~3/4。具體參數依據磨機工況確定。復合波形節能襯板兩個波峰既能單獨將鋼球帶到合適高度，又能相互作用將更多的鋼球帶到合適高度，相比單獨一個波形的波峰所帶起的鋼球，帶球數量和帶球高度均得到顯著提升，相當于提高了鋼球的工作效率和能力，且未被帶起鋼球的動能也可得到增加，進一步提升了鋼球的研磨效率和能力，為降低鋼球裝載量打下了基礎。同時為更好的應用和匹配復合波形節能襯板的工作特性，針對性的設計了與波峰工作參數相匹配的鋼球級配（見表 1），在保證大球具有足夠破碎能力的前提下，減少物料“鉆空”機會，使粉末裸露于磨球表面而增加有效打擊，提升研磨效率。

3 技改效果

從改造后運行 5 個月情況看，煤磨系統運行穩定，臺時和細度與改造前基本一致，鋼球裝載量由800t 降低至 520t，降低 280t，鋼球價格按 50700 元/t 計算，每年可節約成本15.96萬元。煤磨主電機電流由72A左右降低至61A左右，煤磨主電機單機電耗（占熟料工序電耗）由 4.0 k Wh/t 降低至 3.3 k Wh/t，降低0.7 k Wh/t，電費按0.63元/k Wh計，熟料產量按180萬t/a 計算，每年可節約成本 79.38 萬元。綜上，煤磨節能改造每年可為公司節約成本約95.34萬元。

作者：肖勝星 獨傳新 武浩 暨詩琪 肖志軍 單位：中材株洲水泥有限責任公司 長沙見新科技發展有限公司