水泥工业生产中，管磨机仍占粉磨设备的主导地位。如前所述，管磨机内部研磨体是在动态条件下对物料的粉碎与研磨属随机做功状态，依靠研磨体动态的“集群研磨效应”，电能利用率低。随着管磨机直径的增大、单机产量也随之增大，但由于磨内研磨体产生的“滞留带”比例也同时增加。磨内四周空间不限，不能形成料床，系统粉磨电耗同时增高，明显高于辊压机、立磨及筒辊磨料床粉磨系统。为了提高粉磨系统产量、有效降低粉磨系统电耗，多数企业在管磨机前选择了高效率料床预粉磨工艺，并同时增大了预粉磨段能力。通过配置单套装机功率≥1800kW×2、处理能力≥1300t/h的大型辊压机（或大型外循环预粉磨立磨，装机功率≥2800kW甚至≥4000kW、处理能力＞1000t/h或＞1800t/h）预粉磨+动态、静两级组合气流分级设备，形成磨前闭路循环，进一步缩小了入磨物料粒径。由磨前物料预粉磨与分级工艺全部取代了管磨机一仓（粗磨仓）及细磨仓大部分功能，在磨内顺利完成水泥颗粒的磨细与整形。高效料床预粉磨工艺的配置与应用，大幅度提高了系统产量（增产幅度100%～200%甚至更高）的同时，显著降低粉磨系统电耗（下降幅度20%～30%）及生产成本，稳定了水泥实物质量。目前，以配置辊压机预粉磨+打散分级机+管磨机的开路联合粉磨系统为例，制备P.O42.5级水泥，相对比较先进的系统粉磨电耗指标在26～30kWh/t，少数更优秀的粉磨系统电耗也有达到≤25kWh/t水平。由大型辊压机（或大型外循环预粉磨立磨）预粉磨+V型静态气流分级机+动态高效组合气流分级机+管磨机+高效涡流选粉机组成的双闭路联合粉磨系统，更先进的粉磨电耗指标已低于26 kWh/t甚至低于23 kWh/t 。

新疆克州青松公司6000 t/d预分解窑生产线的水泥制成工序，采用由两套HFCG180-160大型辊压机（单套辊压机处理能力930～1050t/h、主电机功率1600kW×2）+HFV5000静态气流分级机+DSM5000下进风高效组合式动态高细选粉机分级后的物料供给一台Φ4.6 m×14.5 m高细管磨机（主电机功率5000kW）组成的“二拖一”大型开路联合粉磨系统。生产P·O42.5级水泥，当控制成品比表面积358 m²/kg时，系统产量达356 t/h，系统粉磨电耗为28.43 kWh/t。生产P·C32.5R级水泥，当控制成品比表面积364 m²/kg时，系统产量达383 t/h，系统粉磨电耗为25.75 kWh/t。该粉磨系统中主机设备装机功率比为：辊压机功率/管磨机功率=6400kW/5000kW=1.28。辊压机处理能力/管磨机产量=5.9。理论上讲，辊压机功率（或外循环预粉磨立磨功率）与管磨机功率之比≥1.0，则应视为大型辊压机（或大型外循环预粉磨立磨）配小磨^[5]。相比单独采用管磨机、不设置预粉磨工艺时的系统粉磨电耗一般要低8～12 kWh/t。

该大型开路联合粉磨系统的技术特点是：通过有效增大管磨机前段预粉磨能力的配置（辊压机总处理能力达2000t/h以上，采用低压大循环操作方式，辊压机吸收功高达9kWh/t，管磨机实际使用功率只有11 kWh/t），最大限度发挥出高效率料床预粉磨段粗处理的独特技术优势。由动态、静态两级组合气流分级后的入磨物料比表面积已在300m²/kg左右，后续管磨机段采用开路方式操作，充分利用管磨机独有的细磨功能，进一步完成磨细与颗粒整形。制备的水泥成品球形度高、颗粒粒径分布范围宽，与外加剂适应性好，施工性能优良。

目前，就采用更大规格辊压机对现有水泥粉磨系统改造后的产能而言，金隅鼎鑫配置TRP220-160辊压机（处理能力1450t/h、主电机功率2240kW×2）+TAS410动态与静态组合式选粉机（处理风量380000m³/h、主轴电机功率185kW，实配风机风量415000 m³/h、风压5700Pa、风机电机功率1000kW）+Φ4.2m×11m管磨机（主电机功率2800kW、磨机筒体工作转速15.6r/min）+磨尾高效选粉机组成的双闭路联合粉磨系统，在控制成品水泥细度R45筛余≤8.0%、比表面积≥350 ±15m²/kg的条件下，P.C42.5级水泥产量≥320t/h，P.O42.5级水泥产量≥280t/h。该系统装机功率比：辊压机功率/管磨机功率=4480kW/2800kW=1.60。由此可知，随着磨前预粉磨设备处理能力的提高，系统装机功率比增大，预粉磨段与管磨机粉磨段的效率同时得到提高，系统生产能力发挥更好，更适宜于错峰生产，充分利用低谷电能，降低电价成本。^[11]

江苏YH公司水泥制成工序采用VPM2400外循环预粉磨立磨（主电机功率2100kW，处理能力550～600t/h）+Vx4000静态气流分级机+S-4000吉达高效涡流动态选粉机（主轴电机功率55kW、系统风机风量270000m³/h、风压5500Pa）+Φ4.2m×13m双仓管磨机（主电机功率3150kW）组成的半终粉磨系统，生产P.O42.5级水泥产量235 t/h（成品比表面积≥360 m²/kg）、系统粉磨电耗27 kWh/t；P.C32.5R级水泥产量255 t/h（成品比表面积≥350 m²/kg）、系统粉磨电耗23.9 kWh/t；该系统两个水泥品种的平均入磨物料量为外循环预粉磨立磨处理能力的44.5%左右，外循环预粉磨立磨处理能力/管磨机系统产量=2.24。该立磨处理能力至少达到管磨机系统产量的2倍以上，亦可视为较大型外循环预粉磨立磨配小磨^[6]。通过提高外循环预粉磨立磨比压与磨盘工作转速（线速度）设计，并采用轮胎形磨辊与凹槽形磨盘相匹配，独立加压单元（现阶段在实际生产应用中磨辊工作压力已达到14～16MPa，高于辊压机工作压力），调节控制更为便捷，使其在预粉磨过程中的能量利用率与物料处理能力进一步提高，碾压循环次数显著增多，出机物料中产生的细粉比例明显增加，采用半终粉磨工艺分级后的水泥成品球形度也相对较高，对水泥的标准稠度需水量基本没有影响。

   由于外循环预粉磨立磨工艺取消了内部选粉机和系统风机以及旋风收尘器，与终粉磨立磨相比，装机功率减少50%以上，维护点减少了三个。外循环预粉磨立磨采用机械卸料方式，碾压后的物料通过循环提升机进入磨外单独配置的气流分级机，立磨自身不存在漏风因素而影响系统粉磨电耗。经生产实践证明：采用外循环预粉磨立磨与内循环形式的水泥终粉磨立磨相比，由于系统风机功率的大幅度降低，外循环预粉磨立磨系统的粉磨电耗至少低于终粉磨立磨系统2kWh/t左右，具有显著的节电效果。外循环立磨预粉磨效率高，与其磨辊、磨盘的结构对物料的处理方式以及磨辊高压力、磨盘高转速有关，物料碾压次数多，产生的合格细粉含量也多，水泥成品颗粒形貌好，球形度高。配置外循环预粉磨立磨的半终粉磨系统工艺流程见《新世纪水泥导报》2018年第六期《再论水泥粉磨工艺发展趋势及改造要点(下)》图7。

基于上述实际案例与理论分析可知，采取高效的磨前预处理工艺，把管磨机粗磨仓的全部功能与细磨仓的大部分功能已移至磨外，磨内则只须完成水泥颗粒的磨细与整形，充分发挥管磨机内部研磨体动态集群磨细的技术优势，大幅度提高了粉磨效率、降低了系统电耗。该案例再次说明：预粉磨段出力越多，取代管磨机功能越多，整个粉磨系统分段越清晰，则系统产量提高幅度越大（增产幅度≥100%～200%），粉磨电耗下降越显著（节电幅度达20%～30%）。由此可见，只有强化对入磨物料的预处理，增大管磨机前的预粉磨能力，提高入磨物料中的细粉含量，才能使粉磨系统长期保持较高而稳定的粉磨效率及较低的粉磨电耗指标。此外，因入磨物料粒径更细，可同时优化设计磨内研磨体级配、缩小各仓研磨体平均尺寸，增大研磨体的总表面积，大幅度提高管磨机细磨与整形能力，更有利于显著提高水泥的磨细程度与胶砂强度（增大了比表面积、降低了水泥成品颗粒粒径）。由于水泥物料整体磨细程度的提高，在一定范围内可以降低熟料掺入比例及制造成本。

天山库车公司Φ4.2 m×13 m水泥管磨机（主电机功率3550kW）采用新型双闭路三选粉半终粉磨系统，主机设备配置为：180-120辊压机（处理能力850t/h、主电机功率1250kW×2）+V型静态气流分级机+吉达Sepax高效涡流选粉机+管磨机+吉达Sepax高效涡流选粉机，可将辊压机挤压阶段产生的成品大部分分选出来，亦可根据水泥性能调节分选比例，有效避免了磨内“过粉磨”现象。制备P·O42.5水泥台时产量达350t/h，系统粉磨电耗24 kWh/t。

该辊压机双闭路半终粉磨系统由成都建材工业设计院设计、盐城吉达机械设备有限公司提供Sepax高效涡流选粉机。该半终粉磨系统的技术特点：在管磨机前、后各配置一台Sepax高效涡流选粉机（在管磨机前、后应用的高效成品选粉机，以R45μm筛余测试的选粉效率在85%以上）。

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