1生产现状
( 1) PE- 400A颚式破碎机1台,生产能力25 40 t/h,进料粒度小于350 mm,出料粒度40 100 mm,实际出料粒度约有40%大于100 mm.
( 2) PFL- 1000立式破碎机1台,生产能力25 40 t/h,进料粒度小于120 mm,出料粒度小于3 5 mm.实际出料粒度约有60%大于10 mm.
( 3)1 500 mm 5 700 mm球磨机3台,生产能力4. 5 5 t/h,入磨粒度小于25 mm.实际生产能力大于6 t/h,入磨粒度约有60%大于10 mm,出磨细度80%通过100目标准筛。
( 4)1 830 mm 7 000 mm球磨机1台,生产能力9 10 t/h,入磨粒度小于25 mm.实际生产能力大于12 t/h,入磨粒度约有60%大于10 mm,出磨细度80%通过100目标准筛。
( 5)磷矿粉磨系统的实际生产能力32. 9 t/h,3台1 500 mm 5 700 mm球磨机的出力为20 t/h,1台1 830 mm 7 000 mm球磨机的出力为12. 9 t/h,班产量为263. 2 t.
2技改目标
( 1)磨矿量每小时磨矿大于37 ,t每班磨矿大于296 t.
( 2)技改原则本着多碎少磨的要求,采用多级破碎的方法并选用新型破碎机;强化筛分的作用,降低入磨磷矿的粒度,让球磨机多吃细粮;对球磨机本身结构和运行操作条件进行优化组合; %改造后总体上不增加运行成本。
( 3)产品产量磷酸一铵产量为14万t/a,硫基复合肥产量为10万t/a.
3技改方案
3. 1采取多级破碎
原破碎路线不变,在一级破碎后增加二级破碎,选用PE250 1 000A细颚破碎机, 8极30 kW电动机三角带传动,出料粒度为10 50 mm,实际出料粒度< 50 mm达60%.
原立式破碎机改造为三级破碎实际出料粒度小于6 mm占80%.在其出料输送机后增加圆筛进一步筛分,确保入磨粒度小于6 mm.大于6 mm的碎矿由输送机返回立式破碎机继续破碎。
3. 2提高球磨机转速
球磨机球棒对物料的基本作用是各种运动对物料综合作用的结果,主要归纳为冲击和研磨作用。若球磨机转速太快,由于离心力作用,球棒与物料贴附于筒体一道运转,称为周转状态,球棒对物料起不到冲击和研磨作用;若转速太慢,当球棒和物料因摩擦力被筒体带到等于摩擦角的高度时,球棒和物料就会下滑,称为倾泻状态,此时虽对物料有研磨作用,但无冲击作用;比较适中的转速是球棒提升到一定高度后抛落下来,称为抛落状态,球棒对物料有较大的冲击与研磨作用,磨粉效果好。球磨机适宜的理论转速为N = 32. 2 / D ,其中D为球磨机的有效内径,理论临界转速为N = 42. 3 / D ,一般可取N = ( 35 36) / D ,通常取*低值。故1 500 mm5 700 mm球磨机转速可提高到28. 5 r/m in, 1 830 mm7 000 mm球磨机转速可提高到26. 8 r/m in,转速N与生产能力Q之间为正比关系: QN.
转速提高后球磨机生产能力增加的幅度:1 500 mm 5 700 mm球磨机为( 28. 5 /26. 1 - 1)100% = 9. 2% ; 1 830 mm 7 000 mm球磨机为( 26. 8 /23. 6- 1)100% = 13. 6%.
由于转速提高,球磨机的动力消耗P也相应增加,它们之间的关系为: PN1 3。球磨机的动力消耗增加的幅度: 1 500 mm 5 700 mm球磨机为< ( 28. 5 /26. 1)1 3 - 1 > 100% = 12% ; 1 830 mm 7 000 mm球磨机为< ( 26. 8 /23. 6 )1 3 - 1 > 100% = 16%.
根据经验测定,采用湿法球磨机的研磨体滑动性比干法球磨机的大,在同样转速下,湿法球磨机的动力消耗将下降10%-12%.
3. 3改善球磨机操作条件
( 1)降低进料粒度因采取了筛分措施,进料粒度平均小于6 mm,而改造前进料粒度平均大于12 mm,球磨机的生产能力Q与入磨粒度O之间的关系为: QO1 /4,所以球磨机生产能力提高的幅度为< ( 12 /6)1 /4 - 1> 100% = 19%.由于球磨机的冲击波动幅度降低,动力消耗可下降10%-15%.
( 2)改变前后仓长度由于球磨机主要工艺条件的改变,第1仓的粗碎任务在相当程度上被细碎破碎机取代,若维持原设计长度,则前后仓的粉碎能力不平衡。球磨机的主要作用体现为少碎多磨,故仓位长度需要进行调整。根据经验公式:第1仓长度L1= 1 /3 L;第2仓长度L2 = 2 /3 L; L为球磨机筒体的工作长度。调整后两球磨机的前后仓长度分别为1. 9 m、3. 8 m, 2. 4 m、4. 6 m,从而提高了球磨机的出料细度。
( 3)均匀喂料用圆盘喂料机喂料,并采用变频器调节速度以达到均匀稳定喂料的目的,避免因进料不足影响产量或进料过多使球磨机吐料,导致矿浆细度降低而增加消耗,确保球磨机出力稳定。
( 4)调整填充率球磨机介质的松散容积与球磨机筒体的有效容积的比值称为填充率,即Q 0. 8.由于湿法磨的物料流动性好,适当提高填充率在一定程度上能使球磨机的出力增大。实践证明,当装入的磨矿介质处于有效工作状态时,装球越多,球磨机生产能力越大,但动能消耗也随之增高。理论上填充率可以提高到0. 4 0. 45.综合各方面的因素,将填充率从0. 30提高到0. 35,球磨机的能力提高了< ( 0. 35 /0. 3 )0. 8- 1 >100% = 21. 25% ,从而加大了给料量,提高了球磨机生产能力。虽总体上能耗上升8% ,但单位能耗较低。
( 5)合理配比钢球、钢棒磷矿在研磨过程中其平均粒度是沿料流方向逐渐递减的,球磨机前仓中较大的磷矿要求用较大的钢球冲击和研磨,后仓较小的细矿则需较小尺寸的钢捧进行研磨。如若配比不合理一般会影响生产能力的10%.由于球磨机的钢球平均直径D1与进料粒度的关系为D1 = 28 mm 3 mm,故进料粒度降低了,钢球平均直径应为D 1 = 28 mm 3 6 = 50. 88 mm.填充率提高后,钢球装载量也应相应提高,按两头小、中间大的配球经验,钢球直径由100 mm改为90 mm,其余依次下降1个级数为80、70、60、50 mm.35 mm 40 mm钢棒适量减少, 30 mm 35 mm的钢棒适当增加,由铸钢球棒改为中铬球棒。
3. 4选用节能电气装置
由于电力供应较紧张,而改造后又增加了动设备,所以在改造中选用了某合资电气有限公司生产的PJA1低压无功率动态补偿装置。该装置全部无触点化,电容器切换时,无合闸涌流,无运行电火花,并设有电压过高自动禁投和报警功能,对周围设备无干扰,使用可靠,维护方便,即使在电网电压不稳定时仍能起动,避免全厂性的跳闸事故。投运后磷矿粉磨系统的功率因数由0. 76提高到0. 98,电流由1 440 A降低到1 250 A,节能达20%以上。
4投资与收益
4. 1投资
增加PEF250 1 000细颚破碎机1台, 7. 3万元, 30 kW;圆筛1台, 1. 5万元, 4 kW;胶带输送机2台, 4万元, 8 kW;球磨机减速机改造4台, 4. 8万元;电气装置8万元;土建费用3. 2万元,合计28. 8万元,新增动力42 kW.
4. 2收益
( 1)提高了粉磨系统产量按理论计算,改造后3台1 500 mm 5 700 mm球磨机的出力合计为49. 45% 20+ 20= 29. 89 t/h, 1台1 830 mm 7 000 mm球磨机的理论出力为53. 85% 12. 9+ 12. 9= 19. 85 t/h.4台球磨机合计出力为49. 74 t/h.生产中球磨机实际出力分别为29. 2 t/h、19. 1 t/h,合计出力为48. 3 t/h.
( 2)系统运转率提高由于改造后产量提高,正常生产情况下可以停开1台1 500 mm 5 700 mm球磨机,作为检修备用,同时三级破碎设备中出现故障时,可以暂时开二级破碎而不影响供浆生产,系统运转率高,有利于稳定生产。
( 3)能耗降低改造后虽然新增动力42 kW,电流提高70 A,但由于采用节能补偿电气装置,系统电流比改造前实际降低了120 A,同时停开1台球磨机减少电流200 A,合计降低电耗320 A,全年节电204. 6 104kW h,节约电费54. 2万元。
( 4)物耗降低虽然改造后新增设备年维修费为3. 2万元,但由于二级破碎降低了立式破碎机的磷矿粒度,减轻了锤头、衬板等的磨损,该设备每年减少维修费4. 6万元。同时由于采用三级破碎,矿石经过多次冲击、挤压,进入球磨机后对衬板、球捧的磨损减小,球棒的吨矿消耗由615 g降为373 g.改造后不仅提高了粉磨产量,还降低了球磨机的维修费用,吨矿单位成本下降1. 03元/ ,t合计全年节约物耗30. 2万元。
( 5)酸耗降低由于改善了矿浆质量,矿浆中Fe2O3降低了58. 3% ,每吨磷酸节酸445 g,成本下降0. 223元/ ,t合计全年节酸154. 3 ,t直接经济效益7. 713万元。
( 6)矿耗降低由于矿浆细度从80%提高到91%,磷酸萃取反应比较充分,萃取率从95. 7%提高到96. 9% ,提升了1. 25%,使吨酸矿耗下降了0. 04 ,t降低成本10元/,t合计全年节矿1 178. 44 ,t直接效益29. 46万元。
实践证明,磷矿粉磨系统改造后,系统生产能力提高了46. 8%,生产成本下降了12. 3% ,电能消耗下降了22. 2% ,取得直接经济效益113. 6万元,投资成本回收期不到3个月。该项改造既减轻了劳动强度和维修工作量,又为各产品的满负荷生产提供了保障,取得了良好的经济效益。
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