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绿色低碳发展优秀实践案例:低能耗智能化水泥辊压机联合粉磨系统应用实践
2025-02-215


编者按

2024年建材机械行业绿色低碳发展优秀实践案例共选出9项,详见《关于公布2024年建材机械行业绿色低碳发展优秀实践案例名单的通知(中建机协[2024]16号)为充分发挥案例示范效应,加快推进建材机械行业绿色低碳转型,本公众号将陆续展示优秀案例内容,欢迎持续关注。本期优秀案例精选低能耗智能化水泥辊压机联合粉磨系统应用实践——中材国际智能科技有限公司
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企业概况


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中材国际智能科技有限公司(简称:中材智科),成立于2001年,是中国建材集团的控股子公司。公司提供包括科研开发、工程设计、咨询、总承包、装备成套、智能工厂建设、数字化转型咨询、技术改造和生产运维在内的综合服务。中材智科拥有质量、环境和职业健康安全管理体系认证,是国家高新技术企业。
公司具备日产2500吨至12000吨新型干法水泥生产技术的自主知识产权,以及多项前沿技术。中材智科以创新和先进的工程设计与建设理念,为国内外建材集团如拉法基、海德堡等提供高水平生产线建设服务,项目遍布东南亚、中东、东欧及中国28个省、市、自治区。


主要措施



为降低水泥辊压机联合粉磨系统的运行电耗,中材智科研发攻关小组,从核心装备与工艺系统出发,从辊压机有效做功、球磨机研磨效率提升等方面进行主机设备攻关研究,从辊压机、球磨机匹配优化与选粉机结构优化提高粉磨效率与选粉效率,打造低能耗水泥粉磨示范线,具体措施如下:

(1)采用高投影压力大型辊压机作为预粉磨装置

根据球磨机的规格及装机功率,采用加大预粉磨装置即辊压机的型号规格的方式确定辊压机设备的参数,提高辊压机的粉磨效率,提高辊压机有用功;同时根据设备实际运行功率来计算与选择合适装机功率,以提高电机效率。

(2)球磨机的设计选型及磨内结构优化

a.为提升球磨机粉磨效率,新生产线通过增加长径比来延长物料在机内的研磨时间。对于水泥磨系统改造,通过磨内物料控流技术,延长了物料停留时间。这些措施提升了选粉效率和运行阻力,节省了废气风机的电耗。

b.采用防堵型、中心风料分离及物料流速可调可控的新型隔仓板技术,隔仓板的篦缝采用线切割工艺及低磨耗材质,提高加工精度,隔仓板磨损量小,实现了有效研磨长度最大化;另外,开发可调节物料流速的隔仓板,实现通过隔仓板的物料料流可控,充分发挥研磨功效。

c.优化球磨机内研磨体级配,采用中小型研磨体为主的配置方式,提高了研磨体的堆积密度,使得研磨效率大幅提高。

d.采用减薄型的磨内衬板和活化装置,使得研磨体与衬板的接触面积增大,有利于提高研磨效果。

(3)选粉系统优化

为提高选粉效率,将辊压机挤压、球磨机研磨出的细粉尽量选出,有利于提高系统产量,降低系统电耗。优化措施如下:

a.辊压机预粉磨系统采用高喂料浓度的高效V型选粉机与宽选粉范围高效三分离动态选粉机联合选粉,实现V型选粉机在高喂料浓度下运行,具有较高的选粉分离效率。

b.在V选后加设三分离精细选粉机或四分离选粉机,选出的粗粉直接发挥预粉磨装置,中粗粉分两路;在入球磨机前加设稳流装置,有效提升喂入球磨机的物料在磨头就首先研磨,提高了整个球磨机内的研磨空间与研磨时间。

c.球磨机系统采用低循环负荷高浓度选粉系统,降低了选粉用风量,进而降低了选粉系统电耗。

(4)智能化控制优化系统指标

通过实时优化系统(RTO)是对工艺过程进行实时优化,将优化结果作为多变量先进控制或者经典PID控制的目标值,实现闭环优化。

a.辊压机与稳流仓控制模块:提高辊压机的有效做功、降低辊压机运行功率。

b.球磨机系统负荷控制模块:确保循环负荷的稳定,实现球磨机的高效研磨与通过物料的稳定。

c.细度控制模块:利用水泥在线粒度分析仪检测结果,调节选粉机转速以控制成品细度,满足质量控制要求。

通过结合辊压机和球磨机的设计优化、选粉机的高效分级、球磨机内部结构改进、低循环负荷选粉装置以及智能化控制技术,显著提升了粉磨系统的功效和效率,同时降低了能耗。水泥磨电耗从约30kWh/t降至21-25kWh/t,大幅减少了水泥粉磨电耗。


实施效果


该技术在多个水泥项目中应用,显著降低电耗至21-25kWh/t,达到一级能耗标准,比三级标准低10kWh/t以上。以200万吨水泥粉磨生产线为例,技术平均降低电耗10kWh/t,年节约电耗2000万度,节电效益1200万元,减少二氧化碳排放15000吨。

该技术投产应用20多套,以低能耗水泥辊压机联合粉磨技术与智能化技术相结合,打造出一批绿色低碳水泥粉磨系统及水泥粉磨站,节能减碳效果显著,促进了水泥企业的转型升级,为水泥工业的科技进步与绿色低碳发展起到技术引领与示范作用。该技术投运的工程案例,其经济、环境和社会效益明显,对行业的节能减排和绿色低碳事业做出了重要贡献。


编辑:段丹丹

审核:东朝莉、王玉敏

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