Сравнение системы вертикальных валковых мельниц для производства цемента и системы валковых прессов: анализ затрат на инвестиции

Введение

Цементная промышленность постоянно развивается, при этом особое внимание уделяется повышению эффективности измельчения и снижению операционных затрат. Двуми наиболее распространенными системами измельчения в современных цементных заводах являются вертикальные роликовые мельницы (VRM) и роликовые пресс-прессы (RP). В данной статье представлено подробное сравнение этих систем с учетом их инвестиционных затрат, эксплуатационной эффективности и общего экономического влияния. Понимание различий между этими технологиями крайне важно для принятия обоснованных решений относительно капитальных вложений и долгосрочной стратегии эксплуатации.

Обзор системы вертикального валкового мельничного оборудования

Система вертикальных валковых мельниц представляет собой высокоэффективное решение для измельчения, которое объединяет в одном устройстве процессы дробления, измельчения, сушки и сортировки материалов. Она функционирует на принципе перетирания материала между вращающейся плитой и валками под действием гидравлического давления. Вертикальные валковые мельницы отличаются низким энергопотреблением, компактным дизайном и возможностью обрабатывать влажные материалы с использованием встроенной системы сушки.

Основные преимущества системы VRM включают:

• Значительное снижение потребления энергии по сравнению с традиционными шаровыми мельницами
• Малый объем занимаемой площади, что снижает затраты на гражданское строительство.
• Возможность одновременно измельчать и сушить материалы
• Более низкий уровень шума и сокращенные выбросы пыли

Наша компанияВертикальный роликовый мельничный комплекс серии LMЭтот продукт иллюстрирует все эти преимущества благодаря своему интенсивному (интегрированному) дизайну, который позволяет сократить занимаемую площадь на 50% и стоимость инфраструктуры на 40%. Интеллектуальное управление системы обеспечивает автоматизацию на уровне экспертов с возможностью переключения между удаленным и локальным режимами работы, а соответствие экологическим стандартам гарантирует, что уровень пылевых выбросов будет ниже 20 мг/м³.

Обзор системы роликовых прессов

Система роликового пресса работает путем приложения высокого давления к материалу, находящемуся между двумя вращающимися в противоположных направлениях роликами, что приводит к измельчению частиц материала. Обычно такая система используется в качестве предварительной мельницы перед использованием шаровой мельницы или в качестве окончательной мельницы в сочетании с сепаратором. Роликовые прессы обладают высокой энергоэффективностью при обработке твердых, абразивных материалов.

Основные преимущества системы RP включают в себя:

• Мельничество под очень высоким давлением для эффективного снижения размера частиц
• Значительная экономия энергии по сравнению с традиционными системами шлифования
• Возможность увеличения общей производственной мощности при использовании в качестве предварительного измельчителя
• Прочная конструкция, подходящая для обработки твердых и абразивных материалов

Однако системы роликовых прессов обычно требуют дополнительного оборудования для полноценного функционирования всей линии измельчения, что может повлиять на общую стоимость инвестиций.

Анализ затрат на инвестиции

Сравнение капитальных инвестиций

Первоначальные инвестиции в системы шлифовки включают покупку оборудования, его монтаж, строительные работы и установку вспомогательных систем. Системы типа VRM, как правило, имеют более высокую стоимость оборудования по сравнению с системами типа RP, однако это часто компенсируется их универсальностью (возможностью использования для различных целей).

Для типичного цементного завода производственностью 3000 тонн в сутки:

• Система VRMОбщие затраты на систему VRM составляют от 5 до 7 миллионов долларов, включая мельницу, сепаратор, вентилятор, фильтр и оборудование для обработки материалов. Компактный дизайн значительно снижает требования к фундаменту и строительству зданий.
• Система RPСистема роликового пресса с полным циклом обработки (включая шаровую мельницу или сепаратор) обычно требует капитальных вложений в размере от 4 до 6 миллионов долларов. Однако необходимость дополнительного оборудования, такого как динамические сепараторы, а также более сложные процессы обработки материалов, может увеличить общие затраты.

Наша компанияБарабанный мельник LM220K вертикального типаС производственной мощностью 36–105 тонн в час и мощностью главного двигателя 800 кВт эта установка представляет собой отличный вариант инвестиций для цементных заводов среднего и крупного масштаба, ищущих комплексное решение по измельчению с минимизированными потребностями в вспомогательном оборудовании.

Установка и гражданские работы

Системы VRM обладают заметными преимуществами с точки зрения затрат на монтаж благодаря своему компактному дизайну и интегрированным функциям. Требования к фундаментам для систем VRM, как правило, менее строги по сравнению с системами типа RP, для которых часто необходимы отдельные фундаменты для пресса, сепаратора и оборудования для обработки материалов.

Разбивка стоимости гражданских работ:

• Система VRM: Около 15–20% от общей стоимости оборудования
• Система RP: Примерно 20–25% от общей стоимости оборудования

Разница становится более заметной в проектах с нулевым запуском, где затраты на строительство весьма значительны. Системы VRM (виртуального управления строительством) часто могут быть установлены на открытых площадках с минимальной защитой от погодных воздействий, что еще больше снижает стоимость строительства.

Анализ операционных затрат

Расход энергии

Потребление энергии является наиболее значительной операционной затратой при измельчении цемента. Оба системных решения предоставляют существенные преимущества по сравнению с традиционными шаровыми мельницами, однако их эффективность расличается.

Типичное значение специфического энергопотребления:

• VRM-система: 26–32 кВт·ч/тонна для помола цемента
• Система RP со шаровым мельницей22-28 кВт·ч/тонна для завершающей стадии шлифовки
• Система RP используется в качестве предварительной мельницы.14-18 кВт·ч/т (комбинированная система с шаровым мельницей)

Хотя системы RP могут обеспечить более низкое специфическое энергопотребление в некоторых конфигурациях, полная система VRM обычно демонстрирует лучшую общую энергоэффективность, если учитывать весь электронный контур, включая вспомогательное оборудование.

Расходы на обслуживание

Требования к обслуживанию существенно различаются между двумя системами:

Обслуживание VRM (Voltage Regulation Module):

• Детали для замены включают ролики, подкладки для столов и компоненты-сепараторы.
• Типичное потребление изношаемых деталей: 5–15 г/т измельченного материала
• Время простоя из-за технического обслуживания: 5–8 дней в год на проведение капитальных проверок.
• Наша серия LM отличается конструкцией без контакта между абразивными роликами и дисками, что увеличивает срок службы изнашиваемых деталей в три раза.

Техническое обслуживание RP:

• К компонентам, подлежащим замене, относятся поверхности роликов, подшипниковые узлы и оборудование для подачи материалов.
• Типичное расходование износуемых деталей: 3–10 г/т измельченного материала
• Время простоя из-за технического обслуживания: 7–10 дней в год на замену роликов и подшипников.

Затраты на персонал и эксплуатацию

Оба система получают выгоду от современных автоматизационных систем, которые снижают потребность в рабочей силе. Однако системы типа VRM обычно предлагают более интегрированные системы управления, что потенциально уменьшает необходимость в операционном персонале. Умные системы управления в мельницах нашей серии LM обеспечивают мониторинг рабочих параметров в реальном времени и сокращают необходимость ручного вмешательства, тем самым дополнительно снижая операционные затраты.

Сравнение технических характеристик

Качество продукции и гибкость

Системы VRM в целом производят цемент с немного более высоким потреблением воды, но отличным распределением размеров частиц. Встроенная система сортировки позволяет точно контролировать степень прочности продукта; наша серия LM поддерживает многоступенчатую регулировку размера зерен цемента в диапазоне от 30 до 325 меш.

Системы RP производят цемент с меньшим потреблением воды и хорошими характеристиками развития прочности. Однако для контроля качества продукции обычно требуются внешние сепараторы, что увеличивает сложность системы.

Оба система могут обрабатывать различные виды цемента, а также смеси цементов. Однако системы типа VRM обычно обеспечивают большую гибкость при изменении спецификаций продукции.

Доступность и надежность

Современные системы VRM достигают уровня доступности 85-90%, что сопоставимо с системами типа RP. Однако требования к техническому обслуживанию у них различаются:

• Техническое обслуживание VRM, как правило, планируется и запланировано заранее.
• Системы RP могут требовать непланируемого технического обслуживания из-за проблем с роликами и подшипниками.
• Система быстрой замены модульных ассамблей шлифовальных барабанов нашей серии LM значительно сокращает время простоя из-за технического обслуживания.

Экологические соображения

Оба система обеспечивают экологические преимущества по сравнению с традиционными технологиями шлифовки:

Экологическая эффективность VRM:

• Более низкий уровень шума (≤80 дБ)
• Сокращение выбросов пыли за счет интегрированной системы фильтрации
• Меньшее потребление тепловой энергии благодаря эффективным возможностям сушки

Экологическая эффективность RP:

• Как правило, более высокий уровень шума требует дополнительного снижения его интенсивности.
• Необходима уборка пыли в нескольких точках цепи.
• Отсутствует возможность прямого высыхания; влажные материалы требуют отдельной обработки для высушивания.

Мельницы серии LM оснащены системой полностью герметичной работы в условиях отрицательного давления, что обеспечивает уровень выбросов пыли ниже 20 мг/м³ и соответствует международным экологическим стандартам.

Аргументы в пользу наших технологических решений

На основе всестороннего анализа инвестиционных и операционных затрат нашеВертикальный валичный мельниц серии LMПредлагается убедительное решение для современных цементных заводов. Интегрированные функции дробления, измельчения и сортировки системы обеспечивают значительные преимущества как с точки зрения капитальных затрат, так и операционных расходов.

Для проектов, требующих возможностей сверхтонкого измельчения, нашаМельница SCM Ultrafine MillОбеспечивает исключительную производительность при степени детализации изделия, достигающей 325–2500 сит (D97≤5 мкм). Эта система характеризуется высокой эффективностью и экономией энергии: ее производственная мощность в два раза превосходит мощность пылесосных мельниц, при этом энергопотребление снижено на 30%. Система высокоточной сортировки гарантирует отсутствие примеси крупного порошка в готовом продукте, обеспечивая его однородность.

Заключение

Выбор между вертикальными валковыми мельницами и системами роликовых прессов зависит от множества факторов, включая специфические требования проекта, характеристики материалов, спецификации продукции и ограничения, связанные с инвестициями. Хотя системы роликовых прессов демонстрируют высокую энергоэффективность в определенных случаях применения, вертикальные валковые мельницы предлагают более комплексное решение, снижающее общие затраты на весь жизненный цикл в большинстве случаев измельчения цемента.

Технологии помола нашей компании, в частности вертикальные валковые мельницы серии LM и ультратонкие мельницы серии SCM, отражают передний уровень развития технологий помола. Эти устройства доказали свою эффективность в снижении инвестиционных и эксплуатационных затрат при одновременном сохранении высокого качества продукции и экологических стандартов.

Решение должно основываться на тщательном технико-экономическом анализе с учетом специфических условий каждого проекта, однако для большинства современных цементных заводов системы вертикальных валковых мельниц обеспечивают наиболее выгодное сочетание производительности, затрат и операционной гибкости.