摘 要：针对某水泥公司辊压机预粉磨系统运行电流低、做功效率长期不足额定功率55%等问题，开展了系统优化改造实践。通过对称重仓上部进料装置进行结构改造，实现了不同来源物料的均匀混合与居中布料，缓解了仓内物料离析与偏辊现象；通过在V型选粉机入口创新设计并加装多通道布料装置，显著提升了物料分散均匀性与选粉效率。改造后，辊压机运行电流由35A提高至45A，辊间隙偏差由16mm降至3mm，系统产量提升10t/h，吨水泥电耗降低2kW·h/t，年节约电费约74万元，经济效益显著。实践表明，优化进料均匀性与提高选粉效率是提升辊压机系统做功效能、实现粉磨系统节能降耗的有效途径。

关键词：辊压机；预粉磨系统；称重仓；V型选粉机；选粉效率

1 引言

辊压机作为水泥联合粉磨系统中的关键预粉磨设备，凭借其高压料床粉碎原理，具有粉碎效率高、能耗低、噪声小等显著优点，在降低入磨物料粒度、提高系统产量、优化能耗指标方面发挥着重要作用。在“辊压机+球磨机”联合粉磨系统中，辊压机的运行功率和生产能效对球磨机负荷与水泥粉磨系统整体经济技术指标影响显著。

我公司现有两条5000t/d新型干法水泥熟料生产线，其水泥粉磨采用由辊压机(CLF170-100)与球磨机(64.2m×12.5m)组成的双闭路联合粉磨工艺，设计产能170t/h，水泥粉磨系统工艺流程如图1所示，主要设备参数配置见表1。该水泥粉磨系统投运以来，辊压机长期处于低效运行状态，运行电流长期在35～40A区间波动。一个运行良好的辊压机系统，其运行功率通常应达到额定功率的85%以上，而我公司辊压机系统运行功率长期不足额定功率的55%，导致系统产量偏低，吨水泥电耗居高不下，严重制约了生产成本的进一步降低。

为解决上述问题，本文深入分析了影响辊压机运行功率和生产能效的因素，主要包括称重仓物料离析、布料不均导致辊压机偏辊运行，影响辊压机做功；V型选粉机物料分散效果差、细粉循环量大，导致循环系统电耗偏高等。经实施一系列技术改造措施，辊压机运行效果提升显著，为同类型水泥粉磨系统的优化升级提供了实践参考。

2 系统存在的主要问题分析

影响辊压机做功效率的因素复杂多样，主要包括喂料的稳定性和均匀性、辊面状态与工作压力、侧挡板间隙以及配套分级设备的选粉效率等。其中，稳定的料压和均匀的喂料是辊压机高效稳定运：行的基础。称重仓是辊压机喂料系统的重要设备，其作用是缓存物料、稳定料压，为辊压机提供均匀且压力恒定的料流。若称重仓内物料分布不均，将导致辊压机偏辊，影响辊压机运行功率。V型选粉机作为物料打散与初步分级的关键设备，其选粉效果直接影响返回辊压机的物料粒度分布，进而影响辊压机的振动状态与做功效率。

2.1 称重仓内物料分布不均导致偏辊与运行不稳

辊压机系统参数设置见表2，生产运行参数设置见表3。由表2、表3可知，辊压机存在偏辊及运行不稳的问题。该系统喂料主要源自两部分：一是经新增提升机和皮带机从配料站输送来的水分较高、粒度较大的混合材与熟料；二是经V型选粉机分选后返回的粒度较细(主要为未压透的熟料颗粒，粒径一般＜10mm)、水分较低的粉料。原设计下，两部分物料的下料口在称重仓上部存在约1.2m的水平距离。这种布局导致两种物理特性差异较大的物料在进入称重仓时自然分离，粗、湿物料易在一侧仓壁堆积并形成顽固结皮，而细、干物料则偏向另一侧。这种严重的物料离析现象破坏了仓内料柱的均匀性，下料时易出现局部塌料，无法形成稳定、均匀的料压作用于辊压机辊缝。其直接表现为辊压机左右两侧工作压力与辊缝值偏差较大(手动加压模式下辊缝差达16mm)，系统为纠偏而频繁动作，最终被迫降低工作压力至7.5～8.5MPa，导致运行电流长期偏低，辊压机做功能力无法发挥。

2.2 V型选粉机物料分散效果差与细粉循环率高

辊压机产生的料饼经循环提升机输送至V型选粉机进行打散与分级。原提升机下料溜子截面宽度(630mm)远小于V型选粉机打散格栅的工作宽度(2000mm)。物料以集中的“料柱"形式进入选粉机，无法在打散区内有效铺展形成均匀料幕，导致选粉机分级气流出现“短路”，分选效率低下。这不仅降低了合格细粉的选出率，更导致大量已合格的细粉(取样显示＜200μm颗粒含量高达20%)未经有效分级而随粗粉一起返回称重仓。大量细粉进入辊压机，易引发辊压机振动加剧、料床过实而“塌仓”，进一步恶化其运行工况，同时也增加了循环风机与提升机的负荷。现场检查发现，V型选粉机打散格栅中部因长期受集中料流冲刷，已出现严重磨损(图2)，进一步加剧了布料不均。

3 改造实施方案

3.1 称重仓进料系统改造

3.1.1 调整物料输送路径与进料装置

将称重仓进料系统原皮带机驱动装置向V型选粉机回料侧方向移动800mm，拆除原下料管并重新设计制作下料管，使来自配料站的粗、湿物料与V型选粉机返回的细、干物料在进入称重仓前，于下料管内实现初步的预混合，从源头上缓解了物料特性差异导致的离析倾向。改造前后的称重仓进料装置如图3所示。

3.1.2 在下料管出口上方增设双向调节闸板阀

为进一步控制物料在称重仓内的最终分布，在混合后的下料管出口上方增设两个600mm×600mm的双向调节闸板阀(图4)。该装置的核心作用在于实现“强制居中布料”。通过调节两侧闸板的开度，可灵活控制物料流在仓内横截面上的落点分布。在实际操作中，可根据辊压机左右辊缝的实时监测数据，判断称重仓内物料的偏料方向。当出现一侧辊缝持续偏大时，可适当关小该侧对应的闸板，强制减少该区域的进料量，从而实现自主动态纠正物料偏料，维持辊压机两侧辊缝与压力的均衡稳定。这一措施将“被动适应”改为“主动调控”，显著提升了辊压机喂料的均匀性和稳定性。

3.2 V型选粉机入口多通道布料装置创新与应用

针对V型选粉机入口物料分散不均的问题，设计并安装了一套新型多通道布料装置，以实现V型选粉机内物料流态的精准调控。该装置基于“水库泄洪道”的消能扩散原理创新设计，采用分级消能、等压面平衡和紊流扩散技术，通过在V型选粉机内部设置的一系列导流叶片和扰流元件，将原来截面集中、流速较高的单股料流，强制分割、扩散为多股平行且宽度均匀的薄层料流，实现了V型选粉机内物料的动能逐级消耗与横向分布的均匀化。改造前后的V型选粉机进料装置如图5所示。

在V型选粉机内，物料经过改造后的多通道布料装置后，以接近满宽度的、连续均匀的“料幕”形态进入打散分级区。均匀的料幕确保了V型选粉机分级气流能够充分穿透物料层，实现与物料的有效接触，极大提高了V型选粉机打散效率和分级精度。此举不仅显著提升了V型选粉机的选粉效率，有效降低了回料中的细粉含量，减轻了辊压机的循环负荷和振动风险，同时由于物料对打散格栅的冲刷由集中变为均匀，也有利于延长打散格栅的使用寿命。均匀的料幕还使得系统风量调节更为平稳，有效降低了循环风机的运行负荷。

4 改造效果评价

技改后，经两个月时间的稳定运行与数据对比，辊压机系统各项关键指标均得到显著改善，具体数据如表4所示。

4.1 辊压机运行参数显著优化

改造后，辊压机工作压力由8.0MPa稳定提升至约9.5MPa，左右辊缝差值由改造前的16mm大幅缩减并稳定在3mm±2mm，辊压机偏辊问题得到根本性解决。在此基础上，辊压机运行电流由35A稳步上升至45A，，增幅约28.6%，表明辊压机做功能力和负荷率得到有效提升。

4.2 选粉与循环系统效率提升

V型选粉机进出口压差由改造前的350Pa显著提高至1000Pa，直观反映出物料在选粉机内分散、分级过程的料气接触更加充分，分级强度增加。V型选粉机回料中细粉(＜200μm)含量降低7%(即＞200μm的粗粉含量增加)，意味着更多合格细粉被选出进入后续工序，而返回辊压机的物料中难磨的粗颗粒比例更高，更有利于辊压机发挥其高压粉碎优势。同时，循环提升机运行电流由250A下降至230A，循环风机运行电流由13A降至6A，循环风机运行频率由43Hz降至32Hz，整个物料循环系统的电耗显著降低。

4.3 粉磨系统整体效能与水泥质量改善

随着辊压机预粉磨效果增强和选粉效率提高，入磨物料粒度进一步细化，80μm筛余从37%降至32%。这使得后续球磨机的粉磨负担减轻，在保证产品质量的前提下，球磨机台时产量从185t/h提高：至195t/h，增幅5.4%。系统吨水泥粉磨综合电耗由32kW·h/t降至30kW·h/t。水泥产品比表面积从325m2/kg提高至365m2/kg，3d抗压强度由28.2MPa提升至30.5MPa，标准稠度需水量稳定在27.8%左右，水泥产品质量得到优化。

4.4 经济效益分析

本次技术改造主要包括机械加工、阀门购置与安装等方面，总投入约11.7万元，利用计划停机时间施工，累计耗时15d。改造后，吨水泥电耗降低2kW·h/t。按单套粉磨系统年运行约3 000h、年产水泥58.5×104t计算，年可节约用电117×104kW·h/t。依据公司平均电价0.63元kWh核算，年可节约电费约73.71万元，投资回收期短，经济效益显著。

5 结语

(1)辊压机预粉磨系统的高效稳定运行，高度依赖于稳定、均匀的喂料。本文通过改造称重仓进料装置，实现了不同来源物料的预混合与可调控的强制居中布料，是解决称重仓物料离析、稳定料压、纠正辊压机偏辊的有效手段，为辊压机提升运行负荷和压力奠定了坚实基础。

(2)V型选粉机的分级效率直接影响整个预粉磨系统的循环负荷与辊压机工况。公司创新应用多通道布料装置，将集中来料均匀扩散为满宽料幕，极大提升了选粉机的分散与分级效果，有效减少了细粉循环，降低了系统风机电耗，并形成了与高效辊压机相匹配的良性物料循环。

(3)本次提效改造技术优化使辊压机运行电流提升28.6%，系统台时产量增加5.4%，吨水泥电耗下降6.3%，在实现显著节能降耗目标的同时，大幅改善了水泥产品性能。实践证明，优化进料均匀性与提高选粉效率，是提升水泥粉磨系统整体技术经济指标的关键途径，与水泥行业绿色、低碳的发展方向相契合。