Para resolver problemas no sistema de moagem de cimento - como a configuração irracional do meio de moagem no moinho de bolas e o alto consumo de energia do motor principal devido à oporação de baixa velocidade a longo prazo - uma emualização técnica de economia de energia foi realizada no moinho de bolas. Parte das esferas de aço na segunda câmara do moinho de bolas de moagem de cimento foram substituídas por bolas de cerâmica, e um conversor de frequência foi adicionado ao motor principal para controle preciso do moinho de bolas.#39; s velocidade de rotação. Essas mudanoças melhoraram significativamente o moinho de bolas e#39; s eficiência de trabalho e consumo de energia reduzido.

Depois o transformação ambos o principal motor atual e o cimento temporatura at o moinho tomada Deixou cair Visivelmente enquanto o qualidade de o terminado cimento Permaneceu estábulo. Adicionalmente com o usar de a frequência conversor o horário saída de o bola moinho Aumento por aproximadamente 40 Toneladas per hora e o específico poder consumo de o principal motor Diminuiu por sobre 1.3 Kwh per tonelada. Este Resultados in an anual eletricidade custar poupança de aproximadamente 1.06 milhão yuan (RMB), com a vingança período de 1.01 Anos.

No processo de produção de cimento, a moagem de cimento é uma etapa crítica da produção. Seu consumo de energia tem um impacto significativo no uso geral de energia e no custo de produção da fabricação de cimento. Notavelmente, o consumo de energia do motor principal é responsável por mais de 40% do consumo total de energia no processo de produção. Portanto, a implementação de atualizações de economia de energia para o motor principal no sistema de moagem de cimento é crucial para melhorar a eficiência econômica da produção de cimento.

Cliente A' O sistema de moagem de cimento S usa um processo de moagem de circuito fechado duplo que consiste em uma prensa de rolos e um moinho de bolas. Os principais parâmetros do equipamento do sistema de moagem de cimento são mostrados na Tabela 1. A capacidade anual de produção de cimento do sistema é de 1,2 milhão de toneladas, com um consumo de energia em todo o sistema de até 27,5 kWh por tonelada. Desse total, o moinho de bolas - operando a longo prazo em baixas velocidades - consome até 13 kWh por tonelada, respondendo por quase metade do uso total de energia do sistema. Em comparação com as empresas de melhor desempenho do setor, isso apresenta uma lacuna significativa. Para reduzir o consumo de energia e aumentar a eficiência, a empresa implementou uma atualização técnica do moinho de bolas, resultando em uma redução significativa no consumo de energia e um resultado bem-sucedido.

2. Problemas no moinho de bolas do sistema de moagem de cimento

2.1 Configuração irracional da esfera de moagem Antes da atualização técnica, o meio de moagem no moinho de bolas do sistema de moagem de cimento do Cliente A consistia inteiramente em esferas de aço, com uma taxa de enchimento de cerca de 8% na primeira câmara e cerca de 30% na segunda câmara. A trituração e moagem de materiais por esferas de aço consome uma grande quantidade de energia, que é uma das principais causas do alto consumo de energia no moinho de bolas.

2.2 Velocidade inadequada do moinho de bolas A prensa de rolos no sistema tem alta eficiência de trabalho e o material que entra no moinho tem uma finura de 45μm inferior a 35%. No entanto, o moinho de bolas opera a uma velocidade relativamente baixa, fazendo com que os materiais permaneçam no moinho por mais tempo. Como resultado, a eficiência de moagem é alta no início e baixa no final, reduzindo a eficiência geral da produção e aumentando o consumo de energia do sistema.

3. Plano de atualização técnica

3.1 Uso de inversor de frequência variável (VFD) no motor principal Ao adotar a tecnologia VFD no motor principal, a velocidade de rotação do moinho de bolas pode ser ajustada em tempo real com base nas condições de operação, garantindo um fluxo suave de material através do moinho.

3.2 Uso de esferas de moagem não metálicas Ao manter as taxas de enchimento adequadas e a eficiência de moagem do moinho de bolas, a redução da quantidade total de meios de moagem pode efetivamente reduzir o consumo de energia. A prática mostrou que a substituição de parte do meio de moagem por uma proporção de esferas de aço para cerâmica de 2:1 pode reduzir significativamente o consumo de energia, garantindo a operação estável do moinho.

4. Implementação da Atualização Técnica

4.1 Substituição Parcial de Esferas de Aço na Segunda Câmara por Esferas de Cerâmica Em comparação com as esferas de aço, as esferas de cerâmica têm menor densidade e são quase 50% mais leves, reduzindo efetivamente a carga no moinho e, consequentemente, diminuindo a necessidade de energia do motor principal. As esferas cerâmicas, sendo materiais inorgânicos não metálicos, geram calor mínimo durante a moagem e não produzem eletricidade estática, reduzindo significativamente a atração eletrostática entre as partículas de cimento.

Além disso, os meios de moagem de cerâmica apresentam desgaste extremamente baixo - muito menor do que o das esferas de aço. Suas características de moagem microcristalina também aumentam efetivamente a proporção de partículas de 3 a 32 μm no cimento acabado, otimizando a distribuição do tamanho das partículas e aumentando a resistência do cimento.

Uma comparação dos parâmetros entre as esferas de moagem de cerâmica e aço é mostrada na Tabela 2.

Para atender aos requisitos de alta capacidade de britagem da primeira câmara no sistema de moagem de cimento,#39; s moinho de bolas, a atualização técnica manteve o uso de esferas de aço na primeira câmara. Apenas uma parte das esferas de aço na segunda câmara foi substituída por esferas de cerâmica.

Considerando que o diâmetro mínimo das esferas de aço na primeira câmara é de 20 mm, e seguindo o princípio de que o diâmetro máximo dos meios de moagem na segunda câmara não deve exceder o diâmetro mínimo dos meios de moagem na primeira câmara, foi utilizada uma combinação de grandes esferas de cerâmica e pequenas esferas de aço. Essa abordagem ajuda a manter a eficiência de moagem do moinho de bolas e aproveita totalmente o efeito sinérgico entre as esferas de cerâmica e aço.

Uma comparação da gradação do meio de moagem da segunda câmara antes e depois do ajuste é mostrada na Tabela 3.

4.2 Retrofit do inversor de frequência variável (VFD) do motor principal do moinho de bolas

Sob a condição de usar o mesmo volume de meios de moagem (esferas de aço e esferas de cerâmica) no moinho de bolas, a área de superfície específica do produto moído por esferas de cerâmica é, em média, cerca de 20% menor do que a das esferas de aço. Além disso, a massa das esferas de cerâmica é 40% a 50% menor que a das esferas de aço. Como as esferas de cerâmica e as esferas de aço seguem diferentes trajetórias de movimento dentro do moinho, a velocidade de rotação ideal de um moinho de bolas usando esferas de cerâmica difere da de um moinho usando esferas de aço.

Atualmente, o princípio de design comumente usado para definir a velocidade de rotação dos moinhos de bolas na produção de cimento é baseado na maximização da energia normal dos meios de moagem. Este princípio funciona bem para moinhos focados em funções de britagem. No entanto, para moinhos com função de moagem primária, essa abordagem leva a um excedente significativo de energia mecânica e a um desperdício considerável de energia.

Para resolver este problema, um inversor de frequência variável (VFD) foi adicionado ao motor principal do moinho de bolas, permitindo um controle preciso do moinho ' s velocidade de rotação para otimizar a utilização de energia.

Além disso, o retrofit incluiu o uso de um VFD de alta tensão para acionar o sistema de transmissão do moinho de bolas. Isso resolveu efetivamente desafios como partida de motor de alta potência, conexão à rede e ajuste de carga. O sistema VFD especializado para o moinho de bolas permite a operação de velocidade variável com meios de moagem de cerâmica em sistemas de moagem de cimento em grande escala, garantindo uma operação estável e de longo prazo.

Este retrofit empregou o Vfd de alta tensão "AC-DC-AC" da série CHIC2000 projetado especificamente para controle de velocidade do moinho de bolas. Ele usa uma estrutura em série de células de energia para obter saída direta de alta tensão. O controle elétrico do sistema e a lógica de proteção podem ser gerenciados centralmente no local ou convenientemente operados por meio de um gabinete de sistema de controle coordenado dedicado que vem com o sistema VFD.

Um diagrama esquemático do retrofit do controle elétrico do sistema do motor principal do moinho de bolas é mostrado na Figura 1.

5. Resultados da transformação técnica

5.1 Efeito da substituição de meios de moagem no segundo compartimento

Uma comparação do moinho de bolas' Os parâmetros operacionais antes e depois de substituir parcialmente as esferas de aço no segundo compartimento por esferas de cerâmica são mostrados na Tabela 4.

De acordo com a Tabela 4, após a substituição de parte das esferas de aço por esferas de cerâmica no segundo compartimento, a produção horária do moinho de bolas diminuiu ligeiramente e a eficiência de moagem do segundo compartimento também apresentou uma ligeira redução - mas não significativamente. A corrente do motor principal do sistema de moagem de bolas de cimento caiu significativamente em aproximadamente 20A, o que está diretamente relacionado à redução na carga do meio de moagem. Além disso, a temperatura do cimento que sai do moinho diminuiu notavelmente em cerca de 5°C. Isso é atribuído às propriedades do material das bolas de cerâmica. Como materiais não metálicos inorgânicos, as esferas de cerâmica geram calor mínimo durante a moagem e quase não produzem eletricidade estática, diminuindo assim a temperatura geral de moagem.

Uma comparação dos indicadores de desempenho do cimento acabado antes e depois da substituição do meio de moagem no segundo compartimento por esferas de cerâmica é mostrada na Tabela 5.

Conforme mostrado na Tabela 5, após a substituição de parte das esferas de aço no segundo compartimento por esferas de cerâmica, a área de superfície específica, a resistência do cimento e a distribuição do tamanho das partículas do cimento acabado mudaram muito pouco. Todas as métricas ainda atendiam aos padrões de cimento acabado, confirmando ainda mais a viabilidade do plano de ajuste do meio de moagem.

5.2 Efeito da adição de um inversor de frequência variável ao motor principal do moinho de bolas

A saída de produção e o consumo específico de energia do motor principal antes de usar o inversor de frequência variável (VFD) são mostrados na Tabela 6. O impacto da frequência do motor na saída horária e no consumo de energia ao produzir P· O cimento O42.5 após o uso do VFD é mostrado na Tabela 7.

De acordo com a Tabela 7, quando a frequência do motor principal é de 52,5 Hz, o moinho de bolas atinge sua maior potência horária, com média de 268,38 t/h. Quando a frequência é de 51,5 Hz, o consumo específico de energia do motor principal é ótimo, com média de 11,69 kWh/t. No entanto, quando a frequência do motor excede 52,5 Hz, a vazão de cimento dentro do moinho torna-se muito rápida, impedindo que o cimento atinja a finura de partícula exigida pelo classificador de alta eficiência. Isso resulta em pó de retorno excessivo, forçando uma redução na produção horária da fábrica. Portanto, considerando a produção horária e o consumo de energia do sistema de moagem de cimento, a frequência ideal do motor é determinada em 51,5 Hz.

Em comparação com antes da transformação, após a instalação do inversor de frequência variável (VFD), a saída horária do moinho de bolas ao produzir P· O cimento O42.5 aumentou cerca de 40 t/h, e o motor principal' O consumo específico de energia diminuiu aproximadamente 1,3 kWh/t.

5.3 Benefícios econômicos e resultados de economia de energia

Nesta transformação técnica:

• O custo do sistema VFD para o motor principal é de aproximadamente 700.000 RMB.

• O custo do meio de moagem de cerâmica (calculado em 15.000 RMB/tonelada para 2,5 toneladas) é de aproximadamente 375.000 RMB.

• O investimento total é de aproximadamente 1,075 milhão de RMB.

Após a transformação, o consumo de eletricidade do sistema de moagem de cimento diminuiu de 27,5 kWh/t para 26,2 kWh/t, alcançando uma taxa de economia de energia de 4,73%. Isso equivale a uma economia anual de eletricidade de 1.560.000 kWh. Com base em uma produção anual de cimento de 1,2 milhão de toneladas, isso resulta em uma economia de 1,0608 milhão de RMB por ano, gerando um período de retorno de aproximadamente 1,01 anos.

5.4 Precauções para a transformação

Durante o processo de moagem de esferas de cerâmica, devido à maior fragilidade das bolas de cerâmica, a quebra pode ocorrer facilmente. Isso pode levar a bloqueios da grelha, aumento da pressão negativa interna e atrasos na descarga do material, resultando em sobrecarga do moinho e redução da produção.

Para evitar esses problemas:

• Use esferas de alumina de moagem a seco especialmente projetadas para moagem de cimento, que oferecem maior resistência e melhor resistência ao desgaste, reduzindo o risco de quebra.

• Evite misturar esferas de cerâmica com esferas de aço, pois isso aumenta o risco de fratura da esfera de cerâmica.

• Inspecione regularmente as lacunas da grelha interna e remova imediatamente os bloqueios para manter a ventilação adequada e o fluxo de material suave.

6. Conclusão

Essa transformação envolveu a substituição de parte do meio de moagem de aço no segundo compartimento do moinho de bolas de cimento por esferas de cerâmica e a adição de um VFD ao motor principal para controlar com precisão a velocidade do moinho. O resultado foi uma melhoria significativa na eficiência da moagem, uma redução notável no consumo de energia e um impacto mínimo na qualidade do produto de cimento e nos principais indicadores de desempenho. O consumo específico de energia do motor principal foi reduzido em aproximadamente 1,3 kWh/t, proporcionando benefícios econômicos substanciais para a empresa.

Para esta atualização técnica, fornecemos ao Cliente A esferas de moagem a seco com 92% de alumina, especialmente projetadas para moagem a seco na produção de cimento. Estas são mais duras do que as bolas de alumina padrão e são menos propensas a quebrar.

Além de fornecer bolas de cerâmica de alta qualidade, também podemos enviar uma equipe técnica para oferecer suporte no local, se necessário.