节能降耗改造案例：祁连山集团公司生料粉磨系统电耗的分析
水泥生产中，生料粉磨用电占整个生产用电量的25%左右。目前国内2000t/d以上水泥生产线生料粉磨电耗随配置的不同基本在13～25kWh/t之间。在此情况下，如何最大限度地降低生料粉磨电耗，进行节能降耗，需要从事粉磨的工作者持续不断地努力研究。下面就我集团公司生料粉磨系统电耗做一些粗浅的分析，供参考。
1国内生料粉磨电耗现状
目前生料粉磨系统形式主要有中卸烘干磨系统、立磨系统、辊压机终粉磨系统等。
中卸烘干磨系统具有管理、维护简单、维修费用低、对物料适应性强、容易操作和运行稳定可靠等优点，但是电耗高。该系统除部分早期建设的2500t/d及以下生产线有运行外，新建的生产线基本上不再使用。
立磨系统因具有操作简单、对物料的粒度适应性强、粉磨效率高、烘干能力强、噪音小、工艺流程简单和电耗低(与球磨机相比可节能15%～20%)等优点，同时随着国产立磨制造装备技术水平的逐步提高，2000年以后得到了迅速发展及应用。目前大部分生产线配置的都是立磨系统。
辊压机终粉磨系统具有电耗低(与立磨相比可节能15%左右)、对物料的粒度适应性强和粉磨效率高等优点。2007年以后随着各项技术水平的不断提高，其应用得到了快速发展，目前在物料特性允许的条件下，新建生产线已开始大量应用，已投产的立磨系统也考虑进行改造，预计今后该系统将会成为生料粉磨系统的主流。
不同生料粉磨系统运行电耗对比见表1。可以明显看出各系统之间的电耗差别，辊压机终粉磨系统远远低于其他系统。中卸烘干磨系统电耗基本在22～26kWh/t之间;立磨系统电耗2500t/d生产线在17～22kWh/t之间，5000t/d生产线在17～21kWh/t之间;辊压机终粉磨系统电耗在12～16kWh/t之间。
表1中卸磨、立磨及辊压机系统运行电耗
2我集团公司生料粉磨系统配置及电耗现状
我集团公司现有15条2500t/d及以上生产线，生料粉磨系统中有2套球磨机系统、11套立磨系统和2套辊压机终粉磨系统，其中辊压机终粉磨系统的辊压机规格为TRP(R)220-160，是目前国内最大的辊压机，该系统于2013年5月投入运行，设计产量440t/h，实际产量古浪公司在500t/h左右、漳县公司2号在 440t/h左右，运行效果较好。我集团各公司生料粉磨系统配置及电耗情况见表2。
1)主机装机电耗中卸烘干磨为24kWh/t左右;立磨系统在20～21kWh/t之间;辊压机终粉磨系统为16kWh/t左右，明显低于其他系统。
2)实际运行电耗包括原材料预均化堆场至生料均化库顶(不含废气处理)的所有设备耗电量及规定的公摊电量(下同)。2012年～2014年实际运行电耗中卸烘干磨系统在22～25kWh/t之间，处于行业中间水平;立磨系统在17～23kWh/t之间，整体处于行业中上水平，永登3号立磨系统已接近行业先进水平;辊压机终粉磨系统在13～16kWh/t之间，基本接近行业先进水平，与其他系统相比，其优势非常明显。
3影响生料粉磨电耗因素分析
3.1系统粉磨方式及配置
3.1.1粉磨方式比较
在建设时粉磨方式及设备选择是否合理，一定程度上决定了系统运行时电耗的高低，就像普通客用列车和高速客用列车一样，普通客用列车运行后不论怎样改进，始终无法达到高速客用列车的速度和效率。
中卸烘干磨受工艺原理的限制，其电耗已无法和立磨及辊压机相提并论。新建的生产线已基本上不再应用。
目前具有竞争力的主要是立磨系统和辊压机终粉磨系统，两者均为生产线建设的优选方案，但从已投入运行的系统看，辊压机系统电耗明显低于立磨系统，这主要是因为：1)虽然立磨和辊压机系统都是采用料床粉碎原理，即物料作为料床在高压下得以集体断裂、粉碎，但辊压机系统料床压力约为立磨系统的10倍，使得辊压机系统产量高于立磨系统，相应地降低了电耗;2)辊压机系统物料挤压后主要是靠机械输送方式将物料送入选粉机进行风选，而立磨系统要通过足够高的风量来提升物料，将其送入选粉机，从而使得系统配置时辊压机系统循环风机风量远远低于立磨系统，相应电动机功率较低，当然运行电耗就低。
从表2还可以看出，同规模的5000t/d生产线生料粉磨系统，辊压机系统设计台时产量高于立磨，主机功率配置基本相同，都是4000kW，但循环风机功率辊压机系统要比立磨低1500～1900kW，相应装机电耗相差4kWh/t左右。
3.1.2运行电耗比较
虽然辊压机系统设备数量较多，但随着国产技术和设备制造技术水平的不断提高，目前辊压机系统管理难度和运行可靠性已和立磨无多大差别，甚至优于立磨系统，如立磨喂料溜子必须要安装回转下料器，以降低系统漏风率，降低电耗，而回转下料器的使用效果大部分生产线都不是特别理想，导致系统故障较多，维修量较大，但辊压机却不存在此问题。
表3为生料粉磨系统辊压机和立磨2014年平均运行电耗数据。从对比数据可以看出，辊压机系统整体电耗低于立磨系统，即使辊压机系统中运行效率最低的漳县2号辊压机和立磨系统中运行效率最高的永登3号立磨相比，前者电耗仍低于后者。
辊压机生料终粉磨系统整体运行效果和立磨相比已处于明显优势地位，随着辊压机技术的进一步提高，今后必将得到快速发展和广泛应用，为企业降低能耗、节能减排、提高市场竞争力提供有力保障。
3.2物料易磨性
物料的易磨性表示物料被粉磨的难易程度。众所周知，一定条件下物料易磨性好，则产量高、电耗低，反之亦然。
表4为不同生产线辊压机终粉磨系统运行数据。
可以看出，漳县2号和古浪公司生料粉磨同为TRP(R)220-160的辊压机终粉磨系统，出磨生料R80筛余值基本一致，R200筛余值漳县2号磨是古浪磨的两倍左右，若入磨原料易磨性相差不大，漳县2号磨产量应高于古浪磨，但实际情况却是古浪磨产量高，电耗低，这就说明漳县2号入磨原料易磨性低于古浪。在系统运行过程中，要不断优化配料方案，尽量降低易磨性差的物料配比，最大限度地提高入磨原料的易磨性，降低对电耗的影响。
3.3设备可靠性
可靠性即为设备有效运转时间内的运转率。在高可靠性低故障率的情况下，才能通过改进优化各项参数，使系统产量发挥到极限，进而降低电耗，从而达到高产低耗的目的，否则若故障多，可靠性低，设备空转时间和开停次数就会增多，电力消耗相应增加，同时系统开开停停，台时产量无法提高，最终导致粉磨电耗上升。
图1为青海2号生料粉磨系统可靠性和电耗的统计情况。该系统2012年～2014年台时产量分别为417t/h、405t/h、415t/h，基本无变化，但电耗却大幅降低，其主要原因是2013年、2014年在加强主机管理的同时，强化了辅机设备的检查维护，设备故障大幅减少，可靠性得到了大幅提升。因此在生料粉磨系统管理中，必须重视主辅机的设备可靠性管理，减少临停次数，延长故障间隔时间，提高可靠性，降低电耗。
3.4系统台时产量
在先进工艺装备、高可靠性保证的前提下，要将电耗降至最低，需要持续不断地挖掘系统潜能，使产能发挥到极限，并持续稳定运行，这就需要做到：一是不断优化配料方案及工艺操作参数，使之达到最佳状态;二是持之以恒地做好密封堵漏，降低系统漏风，提高风机运行效率。
该系统2012年～2014年设备可靠性相对都比较高，分别为94.6%、97.4%、97.5%。在此设备运行状态下，通过采取措施，如：优化配料，降低硅质板岩用量，提高易磨性;更换磨辊辊套同时根据磨辊衬板磨损情况及时调整磨盘挡料圈高度，提高粉磨能力;调整选粉机导流叶片间隙，提高选粉效率;及时检查维护喂料回转下料器，保证下料正常，并减少系统漏风等，达到系统台时产量逐年提高、电耗持续降低的目的。
4总结与体会
作为高能耗的水泥企业来说，当前及今后如何降低能耗将成为常态，作为从事粉磨的工作者来说，需要持续不断地对粉磨系统进行研究、优化和改进。
1)建设时，选择先进工艺装备系统以及积极主动使用先进、成熟的节电控制技术及设备是降低电耗的基础。若工艺装备系统选择不当或使用落后的控制技术，要想电耗指标达到先进水平，基本上是天方夜谭。生料粉磨中辊压机终粉磨和立磨为当前两大主流系统，从我集团公司运行情况看，辊压机明显优于立磨，选择方案时在物料特性允许的情况下，应优先选择辊压机系统，同时在主机设备尽可能使用节电控制技术，如变频器和进相机等。
2)系统运行可靠性的高低是降低电耗的关键。系统运行过程中，只有加强设备管理水平，减少临停次数，提高系统可靠性，才能通过其他手段，将运行效率发挥到最大化。
3)在选择了先进工艺装备系统和提高可靠性的基础上，要不断优化配料方案和工艺操作参数，确保系统稳定高产运行，降低电耗。
