水泥熟料生产线生料磨系统工艺设计文献综述20155.pdf

文献综述一、毕业设计的目的、意义、范围及所要达到的技术要求 毕业设计的目的和意义在于培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析、解决问题的能力；提高查阅文献和收集资料的能力，计算机加护和外语应用能力；使我们系统、熟练的掌握好水泥厂工艺流程相关的知识及应用，并具有进行水泥厂主要车间初步设计计算、编写设计说明书等工作能力；进而培养我们的创新精神和实践能力，为今后的实际工作打好基础。我的毕业设计题目是日产 5000 吨水泥熟料生产线生料磨系统工艺设计。物料受外力作用的粉碎机理既与物料的颗粒形态、粉磨特性、入磨粒度与产品细度等有关，也与粉磨设备、生产工艺等密切相关，而且不同生产条件的影响因素各不相同，所以应该有针对性的选择生产工艺和设备。总之，在满足生产线日产的基础上，对设备的大型化和工艺的先进性进行慎重的选用，在降低能耗和保护环境方面也要给予足够的重视。二、国内外对于生料磨系统使用现状及问题 自二十年代德国研制出第一台立式磨以来，它就以其独特的粉磨原理克服了球磨机粉磨机理的诸多缺陷。由于立式磨采用料床粉磨原理粉磨物料，具有粉磨效率高、电耗低（比球磨机节电 2030）、烘干能力大、允许入磨物料粒度大、粉磨工艺流程简单、占地面积小、土建费用低、噪音低、磨损小、寿命长、操作容易等优点，吸引着世界各国许多粉体工程研究人员和设备制造厂商。经过近一个世纪的发展，立式磨技术已经十分成熟。特别是六十年代以来，随着窑外分解技术的诞生并向大型化发展，立式磨在国外水泥工业中得到了广泛应用，其技术水平得到了进一步的提高和完善。国内外十多家公司相继研制了各种类型的立式磨，均取得了成功。德国 LOESCHE 公司研制了 LM 立式磨、Pfeiffer 公司研制了 MPS 立式磨、KruppPolysius 公司研制了 RM 立式磨、丹麦 F.L.Smith 公司研制了 Atox 立式磨；日本宇部公司生产引进德国 LOESCHE 公司技术，生产 UB-LM 立式磨；德国 LOESCHE 公司目前正在制造 LM69.40 立式磨，主机装机容量为 7000Kw，产量可达 1200 吨/时，将用于印度与日产 10000 吨熟料的水泥生产线配套粉磨水泥原料，是世界上最大的立 式磨。目前国内可供选用的几种国产大型立式磨及其主要特点 1.HRM 型立式磨 HRM 型立式磨是合肥水泥研究设计院研制的能广泛用于建材、冶金、电力、化工、非矿等行业粉磨各种非金属物料的高效节能的烘干兼粉磨设备，首台 HRM1250 立式磨于 1989 年用于安徽省蒙城县水泥厂，1993 年通过了部级技术鉴定，1996 年获建材行业科技进步二等奖。HRM 型立式磨的磨盘为盘形、磨辊为轮胎形，组成合理的研磨区域，粉磨效率高、电耗低。磨辊可以翻出机外检修，辊套可以翻面使用，能延长使用寿命，有防止磨辊辊套与磨盘衬板直接接触的限位装置，能避免磨机运行时因断料引起的剧烈振动。磨辊轴承采用稀油循环强制润滑、在机外自然密封，轴承能得到良好的润滑和冷却，大大提高了轴承的使用寿命。磨辊横轴采用滚动轴承支撑，可免维护。加压油缸设计为快速拆分结构，维护、检修十分方便。HRM4800 立式磨每只磨辊采用双油缸加压，减小了油缸直径，增加了油缸的可靠性。分离器为动静态高效分离器，选粉效率高、阻力小。到目前为止 HRM 型立式磨已经生产 600 多台套，而且正以 100 台套/年的速度高速增长。不仅能够用于粉磨水泥原料，而且能够用于磨煤、矿渣、非矿等各种非金属物料，共有水泥原料磨、煤磨、矿渣/水泥磨和非矿超细磨四个系列、三十多种规格的产品，广泛用于建材、化工、电力、冶金、非矿等行业，并出口到巴基斯坦、土耳其、埃及、印度、越南、阿尔及尼亚、阿联酋等国家。2008 年 10 月，中国最大的立式磨HRM4800 立式磨在浙江虎山集团 5000 吨/日水泥熟料生产线上投入运行，该设备研磨区域中径为 4800，研磨区域外径为 5600，磨盘外径为 6100。在粉磨原料易磨性 Bond 指数为 15.2kWh/t 的难磨物料情况下，产量仍然达到了 450t/h，系统粉磨电耗为 13.5kWh/t。主要技术经济指标达到了国际同类产品先进水平。HRM4800 立式磨是按照与日产 50007000 吨水泥熟料生产线配套粉磨原料而设计的，只需配备不同的减速机与电机，就能满足不同水泥生产线的需要，是目前我国最大的立式磨。2.TRM 型立式磨与 LGM 型立式磨 TRM 型立式磨和 LGM 型立式磨的结构与 LM 型立式磨相同，磨盘为平 盘、磨辊为锥台型，磨辊能翻出机外检修，分离器也为动静态分离器。主要特点与德国 LOESCHE 磨相同。TRM 型立式磨是天津水泥工业设计研究院研制的立式磨，其特点是磨盘转速较快，因而与其他型式的立式磨相比，在规格相同条件下，产量较高，而在同样能力的条件下，规格较小，设备重量较轻，能适应于风扫式和部分物料外循环系统。与日产 5000 吨水泥熟料生产线配套粉磨原料的 TRM53.40 立式磨于 2008 年 9 月投入运行，达到了设计的各项技术经济指标。3.MLS（MPS）型立式磨 MPS 型立式磨是沈阳重型机器厂引进德国非凡公司于一九八五年十二月从西德 PFEIFFER 公司引进技术生产的立式磨。合同规定转让八种规格产品的全部设计、制造和检验技术，以及试验选型用 MPS 磨机全套试验室设备，以满足 700t/d、1000t/d、2000 t/d 水泥厂需要。由于合同已经到期，沈阳重型机器厂将该立式磨产品改为 MLS 型立式磨，并开发设计了 MLS3626、MLS3626 加强型以及 MLS4531 原料立式磨，分别与 2500t/d、3000 t/d 和 5000 t/d 水泥熟料生产线配套粉磨原料。该型立式磨的研磨区域为环槽型、磨辊为轮胎型、辊套为分瓣型结构，每台磨有 3 个磨辊，由液压缸通过压力框架对 3 个磨辊加压。三、本次设计指导思想及设备选型比较与选择 水泥生料设备系统的工艺和装备技术，在近 10 多年来一直处于快速发展之中，特别是近几年新兴干法水泥生产技术的广泛应用，发展进程显著加快。一是粉磨设备由过去以球磨机为主，发展为高效率的立磨、辊压机等多种形式并用，生料指标过程的高产低耗，在许多水泥厂已达到相当水泥；二是新设备、新技术的应用，使生料粉磨系统工艺更加丰富和完善。球磨机烘干、粉磨一体化，适应于高含水率的立式磨粉磨，辊压机的多种工艺组合，以及对悬浮预热器窑、预分解窑的废气作烘干热源的利用等等，都促进了生料设备技术的发展；三是操作控制过程的自动化普遍形成。磨机操作系统的自动控制，原料分析、检测的自动控制，配料、计量的自动控制等，使我国水泥生产自动化的整体水泥越来越高；四是生料粉磨装备的大型化，不断满足了水泥生产规模的大型化需求。目前，球磨机最大直径已达 5m6m，单产可达 300t/h 以上。国产立式磨、辊压机的单产能力也可与 20005000t/d 规模的生产线相配套。下面是两种磨机的比较：立磨的优点 1.电耗低：立磨采用滚压料层的方式料磨物料，同时本身带有选粉装置，能及时排出细粉避免了过粉碎现象。因而粉磨效率高，节能效果非常显著。较球磨机可节电 2030左右。随着物料水分的增加，节能效果更加显著。2.入磨粒度较大：立磨的入磨粒度一般在 50150mm 之间。而球磨机的入磨粒度一般要求小于 30mm。因此可以省去二级破碎设备。3.烘干能力大：立式磨采用气体为烘干和输送物料的介质。因此特别适于烘干兼粉磨作业，可充分利用预热器和煅烧窑排出的 300500低温废气作为烘干介质，来烘干与粉磨水分 8-10 的物料，而各种烘干球磨机，只能烘干与粉磨水分为 3.55.0的物料。如果另设辅助热风炉入磨气温升高到 450左右立磨则可烘干与粉磨水分为 1520的物料，因而可省去烘干系统。4.产品粒度较均齐，调整产品细度和成分容易，便于自动控制。由于立式磨粉磨与选粉均在同一机壳内进行，产品粒度均齐。而且，调节分离器转子转速或导风叶开度，能够很快得到需要的产品细度。对生产不同细度的产品很有利物料在磨内停留时间很短（23min），易于自动控制配料和产品的化学成分。从粉磨一种物料改变为粉磨另一种物料，几分钟即可实现。而物料在球磨机内停留时间则需 1520min。立式磨机尤其适用于立窑水泥厂粉磨全黑生料或半黑生料。5.工艺流程简单，占地面积小。6.噪音低，扬尘少，操作维修方便。立磨的缺点 不适于粉磨硬质和磨蚀性的物料，使用寿命较短，维修较频繁。而且它的磨损件比磨机的贵，但与球磨机、提升机、选粉机等设备的总维修量相比，维修简单、容易和工作量小。球磨机的缺点 1.工作效率低：在生产水泥的过程中，用于粉碎作业的电量约占全厂的 2/3，据统计，每生产一吨水泥的耗电量不低于 70 千瓦小时，但这部分电能的有效利用率却很低，据分析，磨机输入的功率用于粉碎物料做有用功的功率消耗只占一小部分，约 57，而绝大部分电能消耗于其他方面，主要是转变为热能和声能而消失掉，这是一项很大的浪费。2.体型笨重：大型磨机的 总重量可大几百吨以上，这样一次性投资必然很大。3.配置昂贵：由于磨机筒体转速和很低每分钟 1525 转，如用普通电动机驱动，则需配置昂贵的减速装置。4.生产成本高：研磨体在冲击和研磨物料的同时，本身也要受到磨剥，筒体内的衬板等零件也被磨剥，因此在整个水泥生产过程中，粉碎作业（生料制备、磨水泥）所消耗的铁板量是很多的，据分析，大约每生产一吨水泥的钢铁消耗为 1 公斤左右。经过以上对比，且 MLS 在国产设备中价格较低，运行结果良好，故综合考虑本次设计采用的生料磨为立式磨，型号为 MLS4531，沈阳重工业机械厂设计其运行效果均达到设计要求，生产能力达到 400t/h 左右。四、本次设计应解决的主要问题 本设计的任务是在满足生产需求的基础上，对生产工艺、生产设备以及生产车间规划，使生产达到节能减耗的目的，并在保护环境方面应有一定的要求。针对这些要求，在未来的设计中将有针对性的对生料粉磨系统工艺、物料衡算、设备选型计算、绘图进行系统的阐述和比较选择，以及翻译一篇与生料粉磨相关的外文期刊。物料衡算主要是根据生料的品种和质量、生产线所要求的产量，计算出所需的设备型号和台数；而图纸中则包括全厂工艺流程图、全厂工厂布局图、生料磨设备图以及各相关的剖面图（共 58 张）。对整个设计进度的规划将严格按照规定的期限进行安排，争取又快又好的完成设计，在指导老师的监督指导下保证设计的质量，并通过这次设计达到预定的目的及要求。