1 项目实施的背景
山水集团在“十五”期间，在在加快国内规模建设的同时积极开拓国际市场，确定在日照港内建设大型水泥粉磨站，全部销往海外。由于港内寸土寸金，以及面对国际市场，设计要求满足以下条件。
i规模：P.I52.5R型水泥200万t/a
ii占地：小于50亩
iii磨机：2台φ3.8m×12m球磨(已定货)
要达到以上设计要求,很显然必须走设备大型化的途径,努力提高既定球磨机的能力,同时采用高效率、结构紧凑的设备，以尽量减少占地。
2 项目设计方案
（1）工艺流程
配料皮带来料和经过辊压机的物料共同有提升机喂入V型粉机，由V型选粉机进行粗细粉的初步分离，粗粉回辊压机再进行辊压，细粉有高浓度收尘器收集下来，喂入水泥磨（φ3.8m×12m）进行研磨。由于该公司建在日照港内，为节约土地，前期设计为开路磨。（见图1）。
生产中发现水泥假凝指标较低（水泥假凝以针入度来表示，可以简单的理解为试针垂直贯入水泥试体的百分数。中国水泥标准对此指标不做规定，美国水泥标准规定不得小于50），不能稳定达到外商的要求，经多次试验研究分析，这与开路磨水泥颗粒级配有关。为提高水泥假凝指标，必须改为闭路工艺。但改为闭路工艺，需满足两个方面要求，一是选粉机选粉效率必须要高，二是由于地面已无空间，必须在原有厂房内进行布置。根据这两个条件，我们与科行公司共同为本项目开发了KXW3000新型高效选粉机。出水泥磨物料由KXW3000新型高效选粉机直接选出成品，粗粉回水泥磨再进行研磨（见图2）。
同样，为节约用地、简化工艺流程，我们将出V型选粉机的高浓度气流的物料回收与出磨废气的收尘器合二为一，共用一台风机，一台设备，一侧为高浓度收尘器，用于回收出V型选粉机的入磨物料，一侧为低浓度收尘器，用于净化出磨废气。
图1 开路磨工艺流程图
图2 改造后闭路磨流程图
（2）主机设备（见表1）
名称
型号 规格
水泥磨
规格：φ3.8m×12m 电机功率2500
水泥产量：110~160t/h（成品细度：320~380m2/kg）
转动方式：中心转动
辊压机
型号：CLF170-100
通过量（熟料）：458~623t/h
电机功率2×900kw
V型选粉机
型号：VXR3500
带料量：160t/h(比表面积>175m2/h)
选粉风量:210 000~240 000 m3/h
K型选粉机
型号:KXW3000
水泥产量:110~180 t/h
最大喂料量:550 t/h
选粉空气量:220 000 m3/h
3 项目实施的几点创新
（1）工艺设备实现大型化
i国内首次使用CLF170×100大型辊压机,物料处理能力:620t/h(当时国产最大规格的辊压机)。
ii国内首次使用VXR3500型带转子V型选粉机，处理能力160t/h。
iii国内首次使用KXW3000新型高效选粉机，物料处理能力：550t/h。
水泥台时产量：110～180 t/h
我们根据辊压机系统装机功率与磨机系统装机功率1:1配置，节能效果最好的原则，在国内首次使用了CLF170×100大型辊压机和VXR3500带转子的大型V型选粉机，充分发挥大型辊压机的预破碎功能，有效控制入磨物料细度（入磨物料细度：80μ筛余<20%，比表面积：220m2/h左右），最大限度的降低水泥电耗。
（2）工艺更简洁紧凑可靠
i日照项目设计之前，山东山水集团采用的辊压机联合粉磨工艺中，V型选粉机选出的细粉是用旋风筒收集入磨的（见图3）。旋风筒收尘效率即使达到90%，排出风中仍含有浓度高达80～100g/m3的粉尘在循环风机中循环，叶轮寿命多在半年之内。这样就降低了设备运转率，增加维修费用，也存在叶轮磨损而带来的设备及人身伤害隐患，给工厂带来损失。为改进该工艺，本项目采用高浓度袋收尘收集V型选粉机选出的细粉，在解决磨损带来的隐患的同时，也简化了工艺。
ii为不增加占地，本项目采用K型选粉机。K型选粉机又称K型内循环选粉机，是结合转子式选粉机和O-Sepa选粉机的特点研制的新一代选粉机。综合运用了悬浮分散技术、平面涡流分级技术、内循环收集技术、净气降温二次分选技术，与O-Sepa相比具有单机结构紧凑，系统工艺流程简单，操作方便，选粉效率高，细度和比表面积调节控制简单，投资较省，综合效益高等优点。我们根据K型选粉机的特点，改进其悬浮分散技术、净气降温二次分选技术及内循环收集技术，将其选粉效率提高到70%～80%（45μm），使系统产质量得到明显提高。
图3
iii为简化工艺环节，我们将出V型选粉机的高浓度含尘（细粉）气流的细粉回收与出磨废气的收尘器合二为一，共用一台风机、一台设备，简化了工艺，减少了设备故障点，工艺系统的阻力降低，降低了生产电耗。创出了一台收尘设备多点收尘、同时处理不同浓度含尘气体的新思路。
4 项目设计的技术依据
(1)工艺系统的确定
表2 各种水泥粉磨系统之比较
粉碎系统
辊压机终粉磨
辊压机联合粉磨
立磨
筒滚磨
球磨
粉碎机理
封闭空间内高压一次料层间挤压粉碎
非密封空间内中压多次料间挤压粉碎
开放空间内多
次冲击与研磨
可靠性耐用性
大型化难度
单机最大产量（t/h）
相对粉磨效率（%）
系统电耗（kwh/t）
中等
难
120
160
21～22
良
中等
250
140
25～26
中等
中等
250
145
24～26
良
易
300
150
23～25
优
较难
200
100
36
由表2可以看到，辊压机终粉磨系统是最先进的辊压机粉磨工艺，它充分发挥了辊压机的节能优势。但实践证明，该系统包括立磨系统生产的水泥粒度范围分布狭窄，水泥需水量较大，如保持稠度相同时，混凝土强度要降低，。另外，该系统大型化难度较大。筒辊磨系统设备投资巨大。综合以上比较，加上以往的成功应用经验，我们仍采用辊压机联合粉磨系统。
(2)当球磨机规格确定后，入磨物料粒度、易磨性、产品细度对系统产质量起主要作用。
i入磨物料粒度对磨机产能的影响
磨机的相对生产率Kd与入磨粒度d及其产量G的关系见公式（1）。
Kd=G2/G1=（d1/d2）x (1)
式中,x是与物料性质、粉磨细度等生产条件有关的指数，一般在0.10～0.35之间，产品比表面积要求越高，x值越小。因此，要在既定磨机的条件下达到设计规模，必须尽可能的降低入磨粒度。在日照粉磨站之前，我们已成功设计了六条辊压联合粉磨系统，φ3.8m×12m球磨生产PO42.5R水泥台时均可达到110t/h以上。由于出口水泥要求比表更高（>360m2/kg），因此需加大辊压机规格，以进一步降低入磨粒度。
ii改善入磨物料易磨性。据有关试验表明：加辊压机入磨物料易磨性改善达25%～33%。
(3)辊压机规格的确定依据
由于辊压机的电能有效利用率远远高于球磨机，达到了20%～30%。因此，在辊压联合水泥粉磨系统中，增产降耗须加大辊压机的做功。
根据有关资料，带辊压机的磨机节电增产情况见图4、图5，图4表明，G辊/g=3.5时，磨机电耗≈辊压机电耗，辊压机和磨机都发挥各自较好的作用；图5表明G辊/g=3.5，N辊/（N辊+N辊）×100%=50%，即N辊=N磨时，带辊压机的磨机节电率及增产率达到最佳状态。
图4
图5 磨机加辊压机后增产与节电
注：G辊-辊压机物料通过量；g-球磨机产量；N辊-辊压机电机有效功率；N磨-磨机电机有效功率
(4)辊压机配套的分级设备选型依据
辊压联合粉磨系统中,辊压机配套的分级设备主要有打散分级机和V型选粉机。两种分级系统的主要区别在于：V型选粉机靠重力自由落体和风力提升进行打散分级，分级精度较高，适合分选0.5mm以下的物料；打散分级机是通过机械与风力进行打散分级，分级精度较低，分选粒径可达3.0mm。由此可见，V型选粉机可以更有效的控制并降低入磨物料粒度。根据公式（1）我们知道采用V型选粉机可以更有效的提高球磨台时产量。
V型选粉机分为不带转子的VX系列和带转子的VXR系列。VX系列选粉机带料比表面积为175m2/kg左右，VXR系列选粉机可以通过调节转子转速使其带料比表面积在150～350m2/kg范围内可调。为有效的控制入磨粒度，我们采用VXR系列。
5 效果及应用情况
该项目自投产以来系统运行平稳，设备月运转率达96%以上。
i入磨物料细度：80μm筛余<20%；比表面积：220m2/kg左右；
ii P.I52.5R型水泥台时产量130t/h;
iii水泥质量指标:比表面积>360m2/kg,45μm筛筛余<2%,假凝指标>85%,彻底解决了水泥的假凝问题.国外有的水泥商对我们水泥的1d强度要求>13.1MpPa，我们的1d强度却达到了17.8MPa，我们的1d强度要求却达到了17.8Mpa以上,满足了国外客户的要求。目前日照港粉磨站生产的水泥100%散装出口。
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