автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка методики оценки энергетической эффективности процесса измельчения в шаровых барабанных мельницах

На

ВЕДРИЦКИЙ ВИТАЛИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ В ШАРОВЫХ БАРАБАННЫХ МЕЛЬНИЦАХ

Специальность: 05.02.13. -Машины, агрегаты и процессы (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород - 2005

Работа выполнена на кафедре механического оборудования предприятий промышленности строительных материалов Белгородского государственного технологического университета имени В.Г. Шухова

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор,

В.С. Богданов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор кандидат технических наук, профессор

А.А. Погонин

А.С. Ильин

Ведущая организация ОАО «ОРГПРОЕКТЦЕМЕНТ», г. Москва

Защита состоится «17» июня 2005 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.04 в Белгородском государственном технологическом университете имени В.Г. Шухова (308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, главный корпус, ауд. 242)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Белгородского государственного технологического университета имени В.Г. Шухова

Автореферат разослан« » мая 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доце

М.Ю. Ельцов

jm^i-

Mt^WL

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Работа цементных заводов в рыночных условиях показала, что для их дальнейшего успешного функционирования необходимо решение принципиально новых научно-технических задач, которые традиционным путем решены быть не могут. Эти новые задачи обозначены, в частности, в работах проф. М.А. Вердияна и проф. B.C. Богданова.

Заключаются они в следующем:

1. С точки зрения организации выпуска различных цементов - это новая дня цемзаводов задача перехода от серийного выпуска и отгрузки цемента одного типа и класса прочности для различных изделий потребителей к единичному или адресному выпуску для отдельно взятого изделия. Другими словами, речь идет о выпуске цемента по индивидуальному заказу.

2. С точки зрения организации типовых технологических процессов -это переход от непрерывных процессов к циклическим, реализующим оперативное регулирование времени пребывания материала в агрегате.

3. С точки зрения контроля технологических параметров производства - это переход на единый энергетический контроль их значений, т.е. эксергии этих параметров и особенно для цемента.

4. С точки зрения используемой научной и инженерной идеологии -это переход на системный и эксергетический анализы.

Итак, сущность данной работы состоит в том, что научно -обоснованные методы интенсификации помольного оборудования должны базироваться в настоящее время на современном системном подходе при реализации новых технологических решений. Использование системного и эксергетического анализа в технологии цемента изменяет традиционные методы оценки энергетической эффективности и способы организации типовых технологических процессов, оборудования и схем цементного производства. Наиболее полно это проявляется при технологическом переделе измельчения цемента. В частности, сочетание здесь эксергетического анализа (ЭА) и мельниц дискретно-непрерывного действия (МДНД) с использованием лазерного гранулометра дает ощутимые результаты, позволяющие вывести проблему оптимальной организации работы этого передела на принципиально новый уровень, который предусматривает:

1) определение для каждого типа и класса прочности выпускаемых цементов энергетической эффективности работы для отдельно взятой мельницы и всего цеха «Помол» по критерию энергетических затрат мельницы (ЭЗМ);

2) оперативное управление работой шаровых барабанных мельниц (ШБМ) по критерию ЭЗМ;

ь

• I КА

3) ежесменный контроль и оценку качества работы цеха «Помол» и отдельных мельниц по эксергетическим характеристикам выпускаемых цементов.

Таким образом, рассмотрение методической, расчетно-экспериментальной и прикладной части исследуемой проблемы, в которой впервые в технологии измельчения цемента используются эксергетический коэффициент полезного действия (КПД) и критерий ЭЗМ в качестве комплексных критериев эффективности работы мельниц, представляет актуальную задачу диссертации.

Цель диссертационной работы.

Разработка методики расчета энергетической эффективности ШБМ и повышение эффективности их работы на основе эксергетического КПД и критерия ЭЗМ.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи исследований:

1. Описание процессов измельчения, конструктивно-технологических параметров отечественных и зарубежных мельниц и методов оценки их энергетической эффективности.

2. Разработка теоретических основ определения эксергии цемента Ежи и концентрации эксергии цемента

3. Разработка математической модели пилотной цементной мельницы 1,0x4,0 м по критерию ЭЗМ.

4. Расчет эксергетического КПД для типовых цементных мельниц: 2,6x13,0; 3,0x14,0; 3,2x15,0 и 4,0x13,5 м.

5. Исследование и внедрение нового способа комплексной оценки энергетической эффективности работы цементных мельниц.

Научная новизна. 6 работе с позиций системного анализа развивается эксергетический подход к задачам расчета и формирования КПД и критерия ЭЗМ цементных мельниц:

Предложены новые критерии оценки качества цемента: эксергия цемента Е^, и концентрация эксергии цемента Ящы^ср. учитывающие его химико-минералогический и дисперсный составы.

Предложены новые характеристики оценки энергетической эффективности шаровых барабанных мельниц - эксергетический КПД, учитывающий взаимосвязь эксергии, отводимой из системы цемента Ежи, и подведенной эксергии Ет!а и критерий ЭЗМ, представляющий собой отношение удельного расхода электроэнергии мельниц (Э) на получение одной тонны готового продукта к величине эксергии Е или концентрации эксергии £/</ср этого продукта.

Разработана математическая модель пилотной цементной мельницы 1,0x4,0 м по критерию ЭЗМ. Методами экспериментально - статистических исследований получена система полиномов второго порядка, отражающая влияние независимых переменных, таких как состав мелющих тел; степень заполнения первой и второй камер мельницы; удельная поверхность готового

цемента; разряжение в мельнице на производительность - У) (кг/ч) и удельный расход электроэнергии - У3 (кВтч/т) мельницы; остаток на сите №008 - У2 (%); зерновой состав цемента, оцениваемый содержанием зерен крупностью от 5 до 30 мкм - У4(%); активность цемента на сжатие через 28 суток - У5 (кг/см2); эксергия цемента - У6, У7 (кДж/кг) и на критерий эксергетических затрат ЭЗМ мельницы - У8.

Автор защищает:

методику определения эксергии цемента Ежм и концентрации эксерпш цемента EmJdcp-,

математическую модель пилотной цементной мельницы 1,0x4,0 м, связывающую параметры качества цемента и работы мельницы, а также критерий ЭЗМ с режимными параметрами, как-то: состав мелющих тел, степень заполнения первой и второй камер мельницы, удельная поверхность цемента и разряжение в мельнице;

инженерную методику определения эксергетического КПД и критерия ЭЗМ мельниц;

методику расчета эксергетического КПД и критерия ЭЗМ для типовых цементных мельниц-2,6x13,0; 3,0x14,0; 3,2x15,0 и 4,0x13,5 м.

методику определения численных значений критерия ЭЗМ для промышленной МДНД 3,2x15,0 м ОАО «Осколцемент» при различных способах подачи материала в мельницу.

Практическая ценность результатов работы:

Разработана принципиально новая технологическая схема подачи материала в мельницу двумя клинкерными потоками с коэффициентом пульсации Кщ=1 иКп2=1,33.

Разработана методика определения критериев КПД и ЭЗМ, учитывающая значения эксергии получаемого цемента и энергетические затраты работы мельниц.

По разработанной методике расчета энергетической эффективности ШБМ определены численные значения эксергетического КПД для типовых цементных мельниц: 2,6x13,0; 3,0x14,0; 3,2x15,0 и 4,0x13,5 м. КПД по отношению к затратам на образование новой поверхности составляет для указанных мельниц следующие значения: 2,6x13,0 м - 14,83%; 3,0x14,0 м -12,39%; 3,2x15,0 м - 11,57%; 4,0x13,5 м - 7,68%.

На критерий ЭЗМ и технологию измельчения для достижения ЭЗМщш получен патент РФ № 2004113623 от 07 декабря 2004 года.

Внедрение результатов работы. Внедрение результатов работы выполнено на цементном заводе ОАО «Осколцемент» на МДНД 3,2x15 м.

Результаты работы включены в учебные пособия: М.А. Вердиян, Д.А. Бобров, Н.П. Несмеянов и др. «Эксергетический анализ процессов химической технологии (на примере технологии цемента)». - М., 2004. - 91 с; М.А. Вердиян, B.C. Богданов, Н.П. Несмеянов и др. «Эксергетический

анализ в задачах одновременного повышения эффективности работы мельниц и стабилизации качества цемента». - Белгород, 2005г. - 96 с.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на международном конгрессе, проведенном в БГТУ им. В.Г. Шухова: «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии». - Белгород, 2003; на семинарах кафедры механического оборудования БГТУ им. В Г. Шухова, на технических советах ОАО «Осколцемент» в 2004,2005 гг.

Публикации. По результатам работы опубликовано 7 печатных работ, включая патент РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по главам, основных результатов и общих выводов. Работа включает 139 стр, 22 таблицы, 11 рисунков, библиографический список из 148 наименований.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, излагается ее цель, указана научная новизна, практическая ценность и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен подробный анализ отечественных и зарубежных ШБМ, дано описание процессов измельчения на основе гидродинамики и кинетики измельчения, а также методов оценки энергетической эффективности ШБМ.

Показано, что для оценки энергетической эффективности ШБМ традиционно используется обобщенный критерий - удельный расход электроэнергии (Э), затраченный на получение одной тонны готового продукта (кВтч/т). Величина (Э) зависит от физико-химических (Ф.Х.) и физико-механических (Ф.М.) свойств исходной размалываемой шихты Х\, конструктивно-технологических параметров используемых цементных мельниц Х2 и дисперсности цемента Х3, оцениваемой по остатку на контрольном сите 1^оо») и удельной поверхности (5).

Отсюда

э = (О

При конкретных испытаниях мельницы, когда Х|~сопз1 и Х2~сопэ1

Э=К{(Х1)-К2(Х2П(Х3). (2)

Реализация зависимости (2) приводит к известному результату: с повышением дисперсности цемента, когда а 51", удельные энергозатраты увеличиваются, что в общем верно, но только в рамках частной оценки Х3 по величине Ли Б. При этом результаты зачастую получаются противоречивыми и несравнимыми даже для мельниц одной геометрии. Попытки использовать модифицированные критерии Э/Дом или Э/5 дают искаженные результаты, так как не учитываются полная характеристика Аз, т.е. зерновой состав цемента, а точнее, распределение частиц цемента по их размеру (РЧР), химико-минералогический состав исходной размалываемой шихты, а также

геометрические и рабочие параметры мельниц, что не позволяет в итоге решить задачу сравнительной оценки и оперативного управления работой мельниц по прямому энерготехнологическому параметру. Таким образом, традиционный контроль дисперсности по Л и 5 в принципе не может решить задачу определения истинной энергетической эффективности работы мельниц, тем более в условиях случайного характера действующих возмущений, привносимых колебаниями свойств клинкера и условий измельчения. Для решения этого вопроса следует использовать другие, новые подходы.

Использование в последние годы в технологии цемента эксергетического метода анализа, мельниц дискретно-непрерывного действия (МДНД) и лазерного гранулометра открыло новые возможности по решению целого ряда актуальных для цемзаводов научно-технических задач, традиционным путем не решаемых. Одной их них и является разработка критерия энергетических затрат мельниц, учитывающего одновременно все параметры Х1ч Хъ Х3. Главный вопрос, который возникает при этом, можно ли обеспечить оперативное управление процессом измельчения по этому критерию, так как с такой точки зрения обычная цементная мельница относится к классу трудноуправляемых объектов, причем использующих при этом косвенные, а не прямые регулируемые параметры.

В настоящей работе рассматриваются вопросы, связанные с разработкой нового критерия энергетической эффективности работы мельниц, и результаты его расчета в зависимости от конструктивно-технологических параметров мельниц различных типоразмеров. В ходе исследований возникла необходимость решения ряда новых методических и технологических вопросов, вызванных применением эксергетического анализа в процессах измельчения твердых тел и отраженных в главах 2-4 диссертации.

Вторая глава посвящена теоретическим основам определения эксергетических характеристик работы ШБМ.

Рассматриваемое понятие эксергии цемента как дисперсной системы (ДС) вытекает из классического определения эксергии как меры работоспособности потока вещества или энергии. Эксергия цемента - это комплексная энергетическая характеристика качества порошка цемента, учитывающая его химико-минералогический и дисперсный составы. Концентрация эксергии цемента - это отношение эксергии цемента к среднему диаметру частиц. Величины Е^ и Е^й^ следует всегда рассматривать совместно. Чем больше Еиш и Етм/Атем лучше при прочих равных условиях будут проявляться строительно-технические свойства (СТС) цемента и потребительские качества в ходе его дальнейшего использования. Это значит, что чем больше при этом Е^/с/^, тем выше марка цемента. Даже при одной марке, чем выше £цсм и £цем/^[р, тем лучше его СТС и тем меньше будут материальные и энергетические затраты при использовании такого цемента. Эксергия цемента характеризует

энергетические свойства портландцемента, потенциальные возможности, заложенные в нем при получении в конкретных условиях, которые всегда постоянно меняются даже на одном цемзаводе. Поэтому надо понимать, что двух одинаковых эксергий цемента не бывает, это объясняет и описывает, почему имеет место практически бесконечный мир цементных дисперсных порошков.

В соответствии с определением эксергии цемента, ее величина определяется из выражений:

£ад = £рш + £(РЧЭ); (3)

£(РЧЭ) -> РЧР; (4)

Ер.ш-=ат-Егл+ад/а6-Е№б.+ат-Ет; (5)

£р.ш Ef ш.т«, (6)

где £рш - эксергия исходной размалываемой шихты, определяемая ее химико-минералогическим составом и физико-механическими свойствами, «и» вдоь аг - соответственно доли в шихте клинкера, добавок и гипса. При получении бездобавочного цемента принимаем Ер ш.= где - эксергия клинкера, определяемая нами пока только по его химико-минералогическому составу. ЦРЧЭ) - распределение частиц по эксергии или эксергия «зернового состава», количественно определяемая из кривой распределения частиц цемента по их размеру (РЧР).

Из определения эксергии цемента следует:

Ецем~КцемЕкд,' (7)

=/(М,-М4). (8)

где М1-М4 - моменты кривой распределения частиц по их эксергии £(РЧЭ); Кцем - комплексный параметр, количественно характеризующий моменты £(РЧЭ), он безразмерен, меняется для различных цементов и условий их измельчения.

По расчетам и экспериментальным данным по РЧР цементов рабочий интервал (К) составляет примерно (6-10) единиц, причем, значения (К) регулируются при формировании требуемой эксергии цемента в МДНД.

Отсюда, Еиси=(6..Л0)Екя- (9)

Из анализа уравнений следует, что вклад £(РЧЭ) по отношению к Е^ в общую эксергию цемента может составлять 85-90%. Это значит, что ДС со своим конкретным РЧР является очень чувствительной, причем настолько, что неизбежные и постоянные изменения, которые происходят в ходе измельчения цемента даже в одной и той же мельнице, объективно приводят (и в случае Em - const) к изменению распределения частиц по их времени пребывания (РВП), по их размерам (РЧР) и эксергии (РЧЭ). Это обосновывает практическую невозможность получения двух одинаковых цементных порошков. Как нет двух одинаково работающих мельниц, так нет и двух одинаковых цементов с постоянной эксергией. Вот почему даже в рамках одного типа и класса прочности цемента имеет место различие в его СТС, и поэтому необходимо обязательное сравнение и по £цем и по концентрации - критерию £цем/с/ср для каждой отдельно взятой мельницы.

Разработана методика определения эксергетического коэффициента полезного действия Т| процесса измельчения цемента, предназначенная для сравнения и оценки эффективности различных технологических систем измельчения ТСИ.

Эксергетический КПД определяется на основе эксергетического баланса подсистемы измельчения «клинкер-цемент». Отношение эксергии, отводимой из системы цемента Етш к подведенной эксергии Е^ю представляет собой коэффициент полезного действия - эксергетический КПД, который характеризует степень приближения данного процесса к идеальному. В идеальном процессе П=1,0, в реальном Г|<1,0. Основное применение эксергетического баланса заключается в сравнительном анализе однотипных измельчителей и различных альтернативных вариантов проектируемых технологических систем измельчения на их основе. Его преимущество заключается в том, что в предлагаемой методике учитываются все физико-химические и механические свойства исходных компонентов размалываемой шихты, а также конкретные геометрические и конструктивно-технологические параметры мельницы, в которой реализован процесс измельчения.

Уравнение эксергетического баланса записывается в виде

Ер щ~4~£подв~-^цем~'~£виутр пот"*" ^внеппмют» (1.0)

где £Внутр лот, Евнсшн пот - соответственно внутренние и внешние потери эксергии.

Отсюда 4=-^-, (11)

ПЫЛ

или 7 = . (12)

Эксергия £подв, подводимая к материалу для осуществления процесса измельчения, определяется из выражения, отражающего интенсивность воздействия мелющих тел:

£ПОд»-= Имт- т« -^- адр.эа)-9,81, Дж . (13)

Яш

Так как Етт»Ег ш, то для шаровых мельниц достаточно использовать уравнение (11).

В уравнении (13) произведение я„т.тм- - это частота

воздействий, соответственно, мелющих тел на 1 кг материала в ходе его продвижения по мельнице;

"м.т и п„ - частота вращения, соответственно, мелющих тел и мельницы, об/мин; пЫТ= 1,8 «и;

тм - время пребывания материала в мельнице, мин; <7М т - загрузка мельницы мелющими телами, кг;

<7Ш - вес средневзвешенного диаметра эквивалентного шара (1Ш относительно шаровой и цильпебсной загрузки, кг;

~ это амплитуда воздействий мелющих тел, выраженная через кинетическую энергию шара диаметром 4а;

£(с1ш) = кгм;

Д, - диаметр мельницы, м.

Экспериментальные исследования показывают, что материал в процессе измельчения способен усвоить лишь 14% от £подв. Из них 10% идет на механоактивацию материала и 4% - на образование новой поверхности. Причем по истечении определенного времени (>т„) происходит релаксация накопленной материалом энергии и 10% теряются безвозвратно. Поэтому целесообразно определять эксергетический КПД процесса измельчения по отношению

Е

- ко всей подводимой эксергии: /7, =——-100%; (14)

- к затратам на механоактивацию: rj1 = ^ ^— 100%; (15)

Е

- к затратам на образование новой поверхности: г/г =-—--100% .(16)

0,04 • Е^

Ясно, что величина КПД меняется в зависимости от этих параметров, и поэтому КПД становится главным «рабочим» энерготехнологическим параметром управления всем процессом измельчения.

Таким образом, впервые представляется возможным по величине эксергетического КПД оперативно оценивать эффективность процессов измельчения различных материалов в мельницах различных типоразмеров. Целесообразно также использовать при этом для разных мельниц, когда Епод, - var, и для одной мельницы, когда £падв ~ const, новый критерий энергетических затрат в мельнице ЭЗМ:

Э3м,= 3,б|; (17) Э3м2=3,6-—(18)

Е Eld,„

Предлагаемый критерий (17) безразмерен и равен отношению удельного расхода электроэнергии мельниц (Э) на получение одной тонны готового продукта к величине эксергии Е или концентрации эксергии E/d^ этого продукта. В значениях этих эксергетических характеристик проявляются все текущие изменения в свойствах размалываемого материала и условиях измельчения. Время определения параметров формул (17) - (18) составляет <0,5 ч, что позволяет осуществить оперативное управление мельницей по этим параметрам. В формулах (17) - (18) число 3,6 учитывает соотношение размерностей Э и Е, и всегда следует стремиться к получению ЭЗМтт, что справедливо для всего класса измельчителей.

Были рассчитаны эксергетические КПД процесса измельчения т|1_т1з (табл.1) и критерий ЭЗМ для различных цементных мельниц 3,2x15,0 м -обычной мельницы открытого цикла и МДНД. Установлено, что эксергетический КПД процесса измельчения с учетом конкретных свойств исходной размалываемой шихты и конкретных параметров работы мельницы 3,2x15,0 м различен и эффективность мельниц МДНД очевидна. Величина ЭЗМ, для мельницы № 5 составила 18,5-10"*, а для МДНД - 12,6-Ю'3; ЭЗМ2 для мельницы № 5 составила 55,310"2, а для МДНД-32,16-10'2.

Таблица 1

Эксергетический КПД мельницы 3,2x15м

№ п/ п По отношению 3,2x15 м(№ 5) МДНД 3,2x15 м (№ 4)

уравнения (14) — (18) Л> % уравнения (14) - (18) л. %

1 Ко всей подводимой эксергии 7896 100»' 0,489 9600 0,66 Л|

1612627 1612627 -0,9

2 К затратам на механоактивацию материала 7896 100»' 4,89 Л2 9600 100" 6,6 Лг

0,1 1612627 0,1 1612627 0.9

3 К затратам на образование новой поверхности 7896 100" 12,24 Лз 9600 W 16,53 Лз

0,04-1612627 0,04-1612627 0,9

4 Критерий энергетических затрат мельницы ЭЗМ, ЭЗМ, = 3,6-Е 18,5 Ю"3 ЭЗМ, = 3,6 — Е 12,6-103

5 Критерий энергетических затрат мельницы ЭЗМ2 ЭЗМ2=3,6 э <7» 55,3-10"2 1* 3 -У5К4, = 3,6-- t 32,1610"2

Были выполнены расчеты эксергетического КПД для типовых цементных мельниц, выявлены его значения при изменении степени загрузки мельниц мелющими телами и времени пребывания материала.

Объекты исследования - типовые цементные мельницы открытого цикла размером: 2,6x13,0; 3,0x14,0; 3,2x15,0 и 4,0x13,5 м, работающие при непрерывной подаче в них материала. Принятые рабочие параметры (табл.2) этих мельниц близки к паспортным значениям. При расчете принимали, что в мельницах измельчается клинкер с постоянным значением эксергии ¿^const при получении бездобавочного портландцемента с £цеш const. Для

удобства расчетов и рассуждений это вполне допустимо и обоснованно. Исходные данные и результаты расчета приведены в табл.2.

В результате проведенных исследований выявлено влияние геометрических характеристик мельниц на энергетическую эффективность процесса измельчения. Увеличение Дм с 2,6 до 4,0 м приводит к снижению степени эффективности измельчения, о чем свидетельствуют значения г||- г|3, уменьшающиеся с ростом Д„.

Таблица 2

КПД для различных мельниц

№ п/п Параметры Размерность 2,6x13,0 м 3,0x14,0 м 3,2x15,0 м 4,0x13,5 м

1 Пи об/мин 19,5 17,6 17,0 16,2

2 Тн мин 22 19 15 12

3 кг 80,000 110,000 140,000 220,000

4 Чш(50мм) кг 0,51 0,51 0,51 0,51

5 ЕШ кгм 1,120 1,25 1,380 1,735

6 Етиа кДж/кг 1330873 1591989 1705762 2569151

7 кДж/кг 1200 1200 1200 1200

8 ^иеи б/р 6,58 6,58 6,58 6,58

9 Ежи кДж/кг 7896 7896 7896 7896

10 Л1 % 0,593 0,495 0,462 0,307

11 Г\2 % 5,93 4,95 4,62 3,07

12 Лз % 14,83 12,39 11,57 7,68

Был проведен этап исследований, где определялась чувствительность эксергетического КПД для мельниц при изменении загрузки представленный, например, для мельницы 2,6x13,0 м (рис.1) и времени пребывания материала. При увеличении этих параметров эксергетический КПД уменьшается. Так, например, для мельницы 2,6x13,0 м при увеличении С7МТ с 80 до 90 т эксергетический КПД уменьшался на 1,65%- с 14,83% до 13,18% (абсол).

Такие же результаты получены и при увеличении времени пребывания материала в мельнице. Так, например, для этой же мельницы при увеличении т„ на 2 мин КПД мельницы уменьшался на 1,23% - с 14,83% до 13,60%

(абсол). И соответственно при уменьшении этих 2-х параметров КПД увеличивался. Например, для мельницы 3,0x14,0 м при одновременном уменьшении Оит и тм на 10 т и 2 мин соответственно эксергетический КПД возрастал на 2,85% - с 12,39% до 15,24% (абсол).

В третьей главе была разработана математическая модель пилотной цементной мельницы 1,0x4,0 м по критерию ЭЗМ. Цель исследования -определение влияния режимных параметров мельниц на критерий ЭЗМ. В качестве независимых переменных использовались А'] - состав мелющих тел;

степень заполнения первой (Х2) и второй (Л'э) камер мельницы; Х4 -удельная поверхность готового цемента; Л'у-разрежение в мельнице. Кодирование переменных дано в табл. 3

Таблица 3

Кодирование переменных

Уровень факторов и интервалы Исследуемые ¡акторы

Хьмм х2 Х3 х4, см2/г х5 мм вод. столба

Состав шаров Средневзвешенный диаметр

Нижняя граница диапазона 40 40 0,28 0,28 2100 2

Нижний уровень -1 40,50 45 0,32 0,32 2500 4

Нулевой уровень 0 40, 50, 60, 50 0,36 0,36 2900 6

Верхний уровень +1 40, 50,60, 70 55 0,4 0,4 3300 8

Верхняя граница диапазона варьирования +2 40, 50, 60, 70, 80 60 0,44 0,44 3700 10

Интервалы варьирования разряд 5 0,04 0,04 400 2

Методами экспериментально - статистических исследований получена система полиномов второго порядка, отражающая влияние независимых переменных на производительность - У1 (кг/ч) и удельный расход электроэнергии - У3 (кВтч/т) мельницы; остаток на сите №008 - У2 (%); зерновой состав цемента, оцениваемый содержанием зерен крупностью от 5 до 30 мкм - У4(%); активность цемента на сжатие через 28 суток - У5 (кг/см2); зксергию цемента - У6, У? (кДж/кг) и на критерий эксергетических затрат ЭЗМ мельницы - У8. В работе выполнен расчет моделей при различных значениях дисперсности Х4. При этом общее число исследуемых уравнений равно 23.

Уравнение регрессии пилотной мельницы 1,0x4,0 м для УГУ8:

¥^504-8,26Хг23,258Х2+14,9Х3-202,74Х4-33,67Х5-0,29Х,2+9,8Х22--42,9Х32+34,46Х42+11,4Х52-9,41Х1Х2+22,1Х1Х3-11,5Х,Х4-8,6Х1Х5- (19) -13,8X2X3-13,45X2X4-9,28X2X5+15,85X3X4-0,57X3X5+33,33X4X5;

У2=6,63-0,18Х,-0,ЗХ2-0,21X3-2X4-0,002X5-0,4Х,2-0,091Х22--ОД4Хз2+0,5Х42+0^5Х52+0,25Х1Х2+0,36Х,Хз-0,44Х1Х4+0,024Х1Х5- (20) -0,08X2X3-0,533X2X4+0,221X2X50,29X3X4+0,35X3X5+0,01X4X5;

У3=71,141-1,902Х,+5,147Х2-0,609Х3+30,21X4-1,029Х;-5,94Х,2-

-8,453Х22+12,046Хз2+10,521Х42-8532Х52-1,634Х1Х2-0,474Х1Хз--11,182ХЛ-5,16Х1Х5-7,69Х2Хз-2,898Х2Х4-0,149Х2Х5-2,837Х3Х4--0,013X3X5-5,63X4X5;

У4=52,53-0,154Х,+1,43Х2+0,948Хз-1,96Х4-1,382Х5+0,508Х,2--0,704Х22-0,554Х32-1,016Х42-1,57Х32-0,3 8Х,Х2-1, 13Х,Х3-2,371X^4--3,45Х,Х5-3,301X2X3+1,49X2X4-0,33X2X5+0,506X3X4-1,49X3X5+ +0,111X4X5;

¥5=520,226+19,39X1+20,44Х2+2,754Хз+20,69X4-17,44X5-3,896Х12--3,521Х22-2,521Хз2-16,65Х4г-13,521Х52-3,925Х1Х2-6Д43Х1Хз--28Д6Х1Х4-24,993Х,Х5-13,869X2X3-5^97X3X4-2,452X2X5+ +6,797ХзХ4+4,702ХзХ5-26,119Х4Х5;

У«=8754,8928-25,77Х1+238,673Х2+158,012Х3+326,987X4-230,334Х5+ +84,74Х|2-117,384Х22-92,384Х32- 169,509Х42-261,134Х52-63,276Х,Х2--188,042Х1Хз-395,316Х,Х4-575,233Х,Х5-505,123Х2Х3+248,15Х2Х4--55,165Х2Х5+84,459ХзХ4-249,724ХзХ5+18,501Х4Х5;

(21)

(22)

(23)

(24)

Ут=9004,444-32,608Х,+257,242Х2+155.871Хз+435,772Х4-234,082Х5+ +63,799Х,2-147,238Х22-48,528Хз2-131,102Х42-290,583Х52-69,19Х,Х2--189,746Х1Хз-435,551Х1Х4-593,79Х1Х5-577,873Х2Хз+258,597Х2Х4--55,685X2X5+74,222X3X4-249,803X3X5+1,698Х4Х5;

У»(-10"э) = 28,795-0,966Х,+1,203Х2-0,841Хз+10,132X4-0,017Х5--2,766Х12-3,03Х22+4,51Хз2+3,263Х42-2,453Х52-0,341Х1Х2+0,35Х1Хз--4,222 Х,Х4-1,67Х,Х5-1,748 ХгХ3+0,296 Х2Х4+0,254Х2Х5-1,485Х3Х4+ +0,843X3X5-2,973X4X5.

Приведенные уравнения (19) - (26) свидетельствуют о том, что критерий ЭЗМ зависит от конструктивно-технологических параметров мельниц и его следует использовать при оперативном управлении процессом измельчения. Критерий ЭЗМ выступает здесь в качестве прямого и комплексного энерготехнологического управляемого параметра, так как

(25)

(26)

является обобщенным параметром для У7. Время определения критерия ЭЗМ составляет < 0,5 ч.

В четвертой главе приводятся результаты расчетных и экспериментальных исследований по определению эксергетических характеристик цемента и критерия ЭЗМ, полученных при измельчении цемента ПЦ500Д0 на МДНД 3,2x15м ОАО «Осколцемент».

Исследования были выполнены на 2-х режимах работы МДНД (табл. 4), отличающихся способом подачи клинкера в мельницу: непрерывный (Р1) режим подачи материала с одного питателя с коэффициентом пульсации Кп1 = 1,0 и циклический (Р2) режим подачи с двух питателей двух клинкерных потоков с соотношением 0,5x0,5 и коэффициентом пульсации для первого потока Кп1 = 1,0 и второго потока Кп2 = 1,33.

Таблица 4

Эксергетические характеристики цементов ПЦ500 ДО

Режим работы О) % О чР * ■Л 5 ЭЗМ 43 <* Аз средн. пробы | 9 5 О. О 00 N < 1 1

Р1-1 47,28 1359,92 28,76 24,8 7,085 8516,17 34339 0301 313 49,1 31,4 1,155 493 ±1,11

Р1-2 47,4? 1367,06 28,59 23,6 7,158 8603,9 364,57 0,282 31.4 51,8

Р1-3 4732 1356,05 28,66 23.9 7,157 86027 359.94 0Д86 293 49,8

РМ 47.47 1356,62 28,58 24,0 7,088 8519,8 354,99 0,289 31,8 49,5

Средн. 47,385 135991 28,64 24,07 7,122 8560,6 355,72 0Д895 31,0 50,05

Р2-5 48,64 1355,35 27,86 20,3 7,694 9124,6 449,47 0,223 31,2 50,6 31,5 0,84 50,6 ±0,825

Р2-6 47,59 1351.58 28,40 20,3 7,657 9080,4 4473 0,225 31Д 49,6

Р2-7 47,23 1349,74 28,58 20Д 7,580 8989,1 445,0 0,231 32,2 50,1

Р2-8 47,42 1349,17 28,45 19,6 7,742 9181.2 468,4 0,218 313 51,4

Р2-9 47,69 1349,45 28,30 20,1 7,817 9270,2 461,2 0,220 33,0 51,0

Р2-10 47,17 1347,84 28,57 20,2 7,573 8980,8 444,59 0Д31 31,0 51,5

Средн. 47,62 135052 28,36 20,11 7,677 91043 452,66 0,224 31,68 50,7

На лазерном гранулометре были получены для всех отобранных проб (№1-10) цемента распределения частиц по размеру (РЧР) и эксергии

(РЧЭ) представленные, например, для пробы Р2-8 на рис. 2. На рис. 3 приведена блок-схема определения критерия ЭЗМ для цементных мельниц. Для расчета ЭЗМ необходимо дискретно-непрерывное определение численных значений N; Q; условного «химико-минералогического» состава цемента и его эксергетических характеристик: РЧР, Две EvJdcp

ДпаД0.09.04 Пм-гл вреллшск*« частиц - (ШЮ, в. 109) По»-» прелоклскп распорите» ■ (1333,0 ООО) Паасжоте пакт: ШЛО Ултряч^-гоо W Врва дасагргароваша - 60 s Кгафф пропускали» ■= 80

Ola

%IN MINDER

1 о.»-«з*

2 0,24-0.29

3 0.2»-0.35

4 0Л-0.42

5 0,0-MO

6 о.зо-в;бо ,7 om-t.n t 0.72-0.SS » 0.86-1.04

1» Ш-Ш It 124-Ш

12 US-I.7S

в

14 US-259

13 159-1.1 J 1С 3.11-3.73 17 17J-4.4*

15 4.41*537 1» 5,37-6.45 30 « 43-7.73 11 7.»-»JO 22 «30-IU 33 1L2-13.4 » 13,4 <-16.1 25 МЛ-И-3 Ж 19.3-13.2

27 »Д-27»

28 Ш-Ш » 33.4-40-2 30 442-48.2 « 48:2-57.» П 57,»-<9.5

33 69.5-ГЫ

34 t3.4-100 №0-120 129-Ш 144-171 I7J-2M

.... ' , » V . ' '-1 "J*V ' * .. . * V

- . . - « i - i

' 1

.'•¿¿.-.v. . 1

•-...-. V**t ' ' 1

, - 'ff г>., : »v. • . -> "О /-w . I

t f fi -'•v •

............. „• .л". ........,Г",.Г. .-г.;' 1. .,;......1

Г

-г-

(<U>

(0.4) (0.4) (0.4) (0.5) (0.6) (0 7) (0.8) (1) а»

(13) (15) (17) (г D (2.5) (2.7) (2-4) (2.3) (2 4) (2«) (3.9) (4.3) «)

(4.3)

(5)

(5.4) (S.4) (5.7) (il) («.2) (5.« (3) (3.9) (18) а?) о.» (0.6) (0.3) (0.1) (0 1)

(0.3) (0.7)

а.1)

(1-5) (2) (2.6) (32)

(4)

(5) (6-2) (7.5) (»>

(10.7) 13

(12.8) 14 (13.3) 15 (18 1) 16 (20.5) 17 (228) 18 (25.2) 1» (28) 20 01.9) 21 (36 2) 22

(40.2) 23 (44.5) 24 (49.5) 25 (54.» 26

(50.3) 27 (66.1) 28 (72.2) 29

(78.4) 30 (14.2) 31

(89.2) 32 (93.1) 33 (95 9) 34

(97.7) 35 (98 9) 36

(99.3) 37

(99.8) 38 (100) 3» (100) 40

1.04 2 4J0 л» 13Л 1».« 27.5 43.6 72.0 300

r.% i 41» 20 30 40 J0\ «0 7J «0 100

Табддеда шесопойлиячаспщ (P, 5tX сошИА1»уюппги ламтеим значенное размере» частиц

i 4.1 21.» 'J3ii (ИЛ 79.6 86.6 92,3 99 100

Аш 0J0 I 5 10 3» 50 63 80 150 300 ]

В таблицах прмвмтазяачеям ксмнхдмеЛ, сдортросмтфтюразмер» иошвеупшшдо

Ш2»302мю1

034-

Span-J.586

Uniformity • 1.156

Рис.2 РЧР для пробы Р2-8

-сг

1-е

ш

Двигатель

Делитель ы/Я Лазерный гранулометр

1

э,

гвт-ч/г

ЭЗМ заданное

РЧР,

<4,

СЛ СгБ С,А СИГ

£(РЧЭ)

Э3м,-3,6 Э1Ет ИЛ1 ЭЗМгЗ.б-Э/Е^,

Рис.3 Блок-схема системы управления мельницей по критерию ЭЗМ

В табл 4 сведены все характеристики процесса: производительность О (т/час), потребляемая мощность N (кВт) и удельный расход электроэнергии мельниц Э (кВт ч/т) средний размер частиц цемента (мкм); комплексный параметр, учитывающий моменты РЧР и РЧЭ - К (б/р); эксергия цемента £цем (кДж/кг) и ее концентрация, Етч/с1^ (кДж/кгмкм); критерий ЭЗМ; активность цемента в 3 и 28 суточном возрасте, А3, А28 (МПа); среднеквадратичное отклонение (СКО) активности цемента А3 и А28 (МПа).

По сравнению с непрерывным режимом Р1 все без исключения параметры (№1-15) в циклическом режиме Р2 имеют наилучшие значения, а именно:

¿«(2) < 4р(1); ЭЗМ(2) < ЭЗМ(1);

К{2)Ж(\)- А3(2)>А3(1);

£«(2)> £**(!); А^2У>АМ;

£,иы/^ср(2)> £«„/^(1); СКО(А3,й)2 < СКО(Аз^)1.

Из приведенных данных следует, что для достижения заданного качества цемента необходимо, чтобы критерий ЭЗМ для данных условий измельчения на конкретной МДНД находился в диапазоне 0,218-0,231, который можно считать заданным при управлении процессом формирования требуемой эксергии цемента.

При этом удельный расход электроэнергии мельницы составил 27,8628,58 кВтч/т, а средняя производительность - 47,62 т/ч Расчетный экономический эффект составляет 187,6 тыс. руб. Средне- квадратичное отклонение активности цемента для Р2=0,825, что меньше, чем для Р1.

Таким образом, представляется возможным оценивать эффективность работы как для отдельно взятой мельницы, для группы мельниц, выпускающих одну и ту же партию цемента, так и для всего цеха «Помол».

Основные результаты и выводы

1. Показано, что для оценки энергетической эффективности ШБМ традиционно используется обобщенный критерий - удельный расход электроэнергии (Э), затраченный на получение 1 т готового продукта (кВт-ч/т). Попытки использовать для цементных мельниц модифицированные критерии Э/Яш или Э/5 дают искаженные результаты, так как не учитываются полная характеристика дисперсности цемента, а точнее, распределение частиц цемента по их размеру (РЧР); химико-минералогический состав исходной размалываемой шихты, а также геометрические и рабочие параметры мельниц, что не позволяет в итоге решить задачу сравнительной оценки и оперативного управления работой мельниц по прямому энерготехнологическому параметру.

2. Предложены новые критерии оценки качества цемента: эксергия цемента Ет и концентрация эксергии цемента Ецем/с/ср, учитывающая его химико-минералогический и дисперсный составы.

3.Предложены новые характеристики оценки энергетической эффективности шаровых барабанных мельниц - эксергетический КПД, учитывающий взаимосвязь эксергии, отводимой из системы цемента Етк, и подведенной эксергии Ежю и критерий ЭЗМ, представляющий собой отношение удельного расхода электроэнергии мельниц (Э) на получение одной тонны готового продукта к величине эксергии Е или концентрации эксергии £/</ср этого продукта.

4. Разработана методика определения эксергетического коэффициента полезного действия Г| процесса измельчения цемента, предназначенного для сравнения и оценки эффективности различных технологических систем измельчения. Эксергетический КПД определяется на основе эксергетического баланса подсистемы измельчения «клинкер-цемент». Его преимущество заключается в том, что в предлагаемой методике учитываются все физико-химические и механические свойства исходных компонентов размалываемой шихты, конкретные геометрические и конструктивно-технологические параметры мельницы, в которой реализован процесс измельчения, а также РЧР цемента.

5. Были рассчитаны эксергетические КПД процесса измельчения Лг-Лз (табл.1) и критерий ЭЗМ для различных мельниц 3,2x15,0 м - обычной мельницы открытого цикла и МДНД. Установлено, что эксергетический КПД процесса измельчения с учетом конкретных свойств исходной размалываемой шихты и конкретных параметров работы мельницы 3,2x15,0 м различен и эффективность мельниц МДНД очевидна.

6. Разработана математическая модель пилотной мельницы 1,0x4,0 м по критерию ЭЗМ. Методами экспериментально - статистических

исследований получена система полиномов второго порядка, отражающая влияние независимых переменных; как-то: состав мелющих тел; степень заполнения первой и второй камер мельницы; удельная поверхность готового цемента; разряжение в мельнице на производительность, У! (кг/ч) и удельный расход электроэнергии, У3 (кВт ч/т) мельницы; остаток на сите №008, У2 (%); зерновой состав цемента, оцениваемый содержанием зерен крупностью от 5 до 30 мкм, У4 (%); активность цемента на сжатие через 28 суток, У5 (кг/см2); эксергия цемента, У6, У7 (кДж/кг) и на критерий эксергетических затрат ЭЗМ мельницы, У8.

Приведенные уравнения (17) - (26) свидетельствует о том, что критерий ЭЗМ1 зависит от конструктивно-технологических параметров мельниц и его следует использовать при оперативном управлении процессом измельчения. Критерий ЭЗМ выступает здесь в качестве прямого и комплексного энерготехнологического управляемого параметра, так как является обобщенным параметром У1- У7.

7. Определены численные значения эксергетического КПД для типовых цементных мельниц: 2,6x13,0; 3,0x14,0; 3,2x15,0 и 4,0x13,5 м и получены его значения при изменении степени загрузки мелющими телами и времени пребывания материала в мельнице. В результате проведенных исследований установлено влияние геометрических характеристик мельниц на энергетическую эффективность процесса измельчения. Увеличение диаметра мельниц (Д„) с 2,6 до 4,0 м приводит к снижению степени эффективности измельчения, о чем свидетельствуют значения ц, - т|3, уменьшающиеся с ростом Д«. Коэффициент полезного действия по отношению к затратам на образование новой поверхности составляет для мельниц: 2,6х13,0м-14,83%; 3,0х14,0м-12,39%; 3,2x15,0м-11,57%; 4,0x13,5м-7,68%.

8. Получены результаты расчетных и экспериментальных исследований по определению эксергетических характеристик цемента и критерия ЭЗМ при измельчении цемента ПЦ500ДО на МДНД 3,2x15,0 м ОАО «Осколцемент» и при различных способах подачи материала в мельницу.

9. Показано, что для достижения заданного качества цемента необходимо, чтобы критерий ЭЗМ для данных условий измельчения на конкретной МДНД находился в диапазоне 0,218-0,231, который можно считать заданным при управлении процессом формирования требуемой эксергии цемента. При этом удельный расход электроэнергии мельницы равен 27,86-28,58 кВтч/т, а средняя производительность - 47,62 т/ч Предполагаемый экономический эффект составляет 187,6 тыс. руб. Среднеквадратичное отклонение активности цемента для Р2=0,825, что меньше, чем для Р1.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

1. Вердиян М.А., Текучева Е.В., Тынников И.М., Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Попова Т.Н., Слободенюк Ю.Р. Стабилизация качества цемента на основе дискретно-непрерывных процессов измельчения// Вестник БелГТУ им. В.Г. Шухова. 2003 №5, с 56-62.

2. Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Харин А.И. Интенсификация процесса измельчения клинкера в трубных шаровых мельницах// Вестник БелГТУ им. В.Г. Шухова. 2003 №6, с 330-333.

3. Вердиян М.А., Вердиян А.М., Текучева Е.В., Тынников И.М., Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Расчет и формирование эксергии цемента в мельницах дискретно-непрерывного действия// Цемент и его применение, часть! 2003 №5, с 40-43.

4. Вердиян М.А., Вердиян A.M., Текучева Е.В., Тынников И.М., Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Расчет и формирование эксергии цемента в мельницах дискретно-непрерывного действия// Цемент и его применение, часть2.2003№6, с 37-40.

5. Вердиян М.А., Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Новый критерий оценки энергетической эффективности работы различных мельниц. Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века, часть 1, методические основы. 2004 № 7,. с. 44-46.

6. Вердиян М.А., Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Новый критерий оценки энергетической эффективности работы различных мельниц. Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века, часть 2, расчеты и эксперименты// 2004. № 8, с. 50-51.

7. Вердиян М.А., Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В., Вердиян A.M., Лукманов Р.Т., Перунов С.И. Способ регулирования процесса получения цемента заданного класса прочности в мельницах дискретно-непрерывного действия. Решение о выдаче патента на изобретение № 2004113623 от 07 декабря 2004.

Подписано в печать 04.05.05 Формат 60x84/16

Усл. п.л. 1,25 Тираж 100 Заказ №

Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете

имени В.Г. Шухова

308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46

I

J Í

I i

f I

I

I I

1

! t

г*

У.

1

I

I

i

)

I I

I

РНБ Русский фонд

2007-4 8300

Введение

ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ, КОНСТРУКТИВНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ МЕЛЬНИЦ

1.1. Особенности снижения энергозатрат при помоле цемента в барабанных шаровых мельницах

1.2. Современные отечественные и зарубежные БШМ открытого и замкнутого циклов

1.3. Процесс одностадийного и двухстадийного измельчения цемента.

1.4. Традиционные методы расчета агрегатов одно- и двухстадийного измельчения цемента

1.5. Новые методы расчета агрегатов одно- и двухстадийного измельчения цемента

1.6. Импульсная технология измельчения цемента

1.7. Постановка задачи и направление исследований

1.8. Выводы

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ' ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТЫ БШМ

2.1. Теоретические основы определения эксергии цемента Ецем и концентрации эксергии цемента "ш

2.1.1. Определение эксергии цемента и ее концентрации

2.1.2. Расчет и формирование эксергии цемента

2.2. Расчет эксергетического коэффициента полезного действия (КПД) и критерия энергетических затрат мельниц (ЭЗМ)

2.2.1. Расчет эксергетического КПД

2.2.2. Определение критерия ЭЗМ

2.3. Расчет и исследование эксергетического КПД для типовых цементных мельниц 2,6x13,0; 3,0x14,0; 3,2x15,0 и 4,0x13,5 м

2.3.1. Расчет эксергетического КПД для типовых цементных мельниц

2.3.2. Исследование КПД при изменении степени загрузки мелющими телами и времени пребывания материала

2.4. Выводы

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПИЛОТНОЙ МЕЛЬНИЦЫ 1,0X4,0 м ПО КРИТЕРИЮ ЭЗМ

3.1. Выбор объекта исследований

3.2. Математическая модель пилотной мельницы ■

3.3. Выводы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ НОВОГО СПОСОБА КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

РАБОТЫ ЦЕМЕНТНЫХ МЕЛЬНИЦ

4.1. Экспериментальные исследования на цементной мельнице

3,2x15,0 м АО «Осколцемент»

4.2. Методика определения критерия ЭЗМ

4.3. Способ регулирования процесса получения цемента заданного класса прочности в мельнице дискретно-непрерывного действия

4.4. Расчет экономической эффективности МДНД 3,2x15 м

4.5. Выводы 122 Основные результаты и выводы 123 Литература 127 Приложения

Работа цементных заводов в рыночных условиях показала, что для их дальнейшего успешного функционирования необходимо решение принципиально новых научно-технических задач, которые традиционным путем решены быть не могут. Эти новые задачи обозначены, в частности, в работах проф. М.А. Вердияна и проф. B.C. Богданова.

Заключаются они в следующем:

1. С точки зрения организации выпуска различных цементов, - это новая для цемзаводов задача перехода от серийного выпуска и отгрузки цемента одного типа и класса прочности для различных изделий потребителей к единичному или адресному выпуску для отдельно взятого изделия. Другими словами, речь идет о выпуске цемента по индивидуальному заказу.

2. С точки зрения организации типовых технологических процессов, -это переход от непрерывных процессов к циклическим, реализующим оперативное регулирование времени пребывания материала в агрегате.

3. С точки зрения контроля технологических параметров производства, - это переход на единый энергетический контроль их значений, т.е. эксергии этих параметров и особенно для цемента.

4. С точки зрения используемой научной и инженерной идеологии, — это переход на системный и эксергетический анализы.

Итак, сущность данной работы состоит в том, что научно обоснованные методы интенсификации помольного оборудования должны базироваться в настоящее время на современном системном подходе при реализации новых технологических решений. Использование системного и эксергетического анализа в технологии цемента изменяет традиционные методы оценки энергетической эффективности и способы организации типовых технологических процессов, оборудования и схем цементного производства. Наиболее полно это проявляется на технологическом переделе измельчения цемента. В частности, сочетание здесь эксергетического анализа (ЭА) и мельниц дискретно-непрерывного действия (МДНД) с использованием лазерного гранулометра дает ощутимые результаты, позволяющие вывести проблему оптимальной организации работы этого передела на принципиально новый уровень, который предусматривает:

1) определение для каждого типа и класса прочности выпускаемых цементов энергетической эффективности работы для отдельно взятой мельницы и всего цеха «Помол» по критерию энергетических затрат мельницы (ЭЗМ);

2) оперативное управление работой шаровых барабанных мельниц (ШБМ) по критерию ЭЗМ;

3) ежесменный контроль и оценку качества работы цеха «Помол» и отдельных мельниц по эксергетическим характеристикам выпускаемых цементов.

Таким образом, рассмотрение методической, расчетно-экспериментальной и прикладной части исследуемой проблемы, в которой впервые в технологии измельчения цемента используются эксергетический КПД и критерий ЭЗМ в качестве комплексных критериев эффективности работы мельниц, представляет актуальную задачу диссертации.

Цель диссертационной работы.

Разработка методики оценки энергетической эффективности шаровых барабанных мельниц на основе эксергетического анализа процесса измельчения.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи исследований:

1. Описание процессов измельчения, конструктивно-технологических параметров отечественных и зарубежных мельниц и методов оценки их энергетической эффективности.

2. Разработка теоретических основ определения эксергии цемента Ецем и концентрации эксергии цемента EneJdcp.

3. Разработка математической модели пилотной цементной мельницы 1,0x4,0 м по критерию ЭЗМ.

4. Расчет эксергетического КПД для типовых цементных мельниц: 2,6x13,0; 3,0x14,0; 3,2x15,0 и 4,0x13,5 м.

5. Исследование и внедрение нового способа комплексной оценки энергетической эффективности работы цементных мельниц.

Научная новизна.

В работе с позиций системного анализа развивается эксергетический подход к задачам расчета и формирования КПД и критерия ЭЗМ цементных мельниц:

- Предложены новые критерии оценки качества цемента: эксергия цемента Ети и концентрация эксергии цемента EntJdcv, учитывающая его химико-минералогический и дисперсный составы.

- Предложены новые характеристики оценки энергетической эффективности шаровых барабанных мельниц - эксергетический КПД, учитывающий взаимосвязь эксергии, отводимой из системы цемента Епем, и подведенной эксергии Еподв и критерий ЭЗМ, представляющий собой отношение удельного расхода электроэнергий мельниц (Э) на получение одной тонны готового продукта к величине эксергии Е или концентрации эксергии E/dcp этого продукта.

- Разработана математическая модель пилотной цементной мельницы 1,0x4,0 м по критерию ЭЗМ. Методами экспериментально статистических исследований получена система полиномов второго порядка, отражающая влияние независимых переменных, таких как состав мелющих тел; степень заполнения первой и второй камер мельницы; удельная поверхность готового цемента; разряжение в мельнице на производительность - Y\ (кг/ч) и удельный расход электроэнергии - Уз (кВт-ч/т) мельницы; остаток на сите №008 - У2 (%); зерновой состав цемента, оцениваемый содержанием зерен крупностью от 5 до 30 мкм - У4(%); активность цемента на сжатие через 28 суток - У5 (кг/см2); эксергия цемента - У6, У 7 (кДж/кг) и на критерий эксергетических затрат ЭЗМ мельницы - У8.

Автор защищает:

- методику определения эксергии цемента Еием и концентрации эксергии цемента EneJdcp',

- математическую модель пилотной цементной мельницы 1,0x4,0 м, связывающую параметры качества цемента и работы мельницы, а также критерий ЭЗМ с режимными параметрами, как-то: состав мелющих тел, степень заполнения первой и второй камер мельницы, удельную поверхность цемента и разряжение в мельнице;

- инженерную методику определения эксергетического КПД и критерия ЭЗМ мельниц;

- методику расчета эксергетического КПД и критерия ЭЗМ для типовых цементных мельниц-2,6x13,0; 3,0x14,0; 3,2x15,0 и 4,0x13,5 м.

- методику определения численных значений критерия ЭЗМ для промышленной МДНД 3,2x15,0 м ОАО «Осколцемент» при различных способах подачи материала в мельницу.

Практическая ценность результатов работы:

Разработана принципиально новая технологическая схема подачи материала в мельницу двумя клинкерными потоками с коэффициентом пульсации Kni=l и Кп2=1,33.

Разработана методика определения критериев КПД и ЭЗМ, учитывающая значения эксергии получаемого цемента и энергетические затраты работы мельниц.

По разработанной методике расчета энергетической эффективности ШБМ определены численные значения эксергетического КПД для типовых цементных мельниц: 2,6x13,0; 3,0x14,0; 3,2x15,0 и 4,0x13,5 м. КПД по отношению к затратам на образование новой поверхности составляет для мельниц следующие значения: 2,6x13,0 м - 14,83%; 3,0x14,0 м - 12,39%; 3,2x15,0 м - 11,57%; 4,0x13,5 м - 7,68%.

На критерий ЭЗМ и технологию измельчения для достижения 33Mmjn получен патент РФ № 2004113623 от 07 декабря 2004 года.

Внедрение результатов работы выполнено на цементном заводе ОАО «Осколцемент» на МДНД 3,2x15 м.

Результаты работы включены в учебные пособия: М.А. Вердиян, Д.А. Бобров и др. «Эксергетический анализ процессов химической технологии (на примере технологии цемента)». - М., 2004. - 91с; М.А. Вердиян, B.C. Богданов и др. «Эксергетический анализ в задачах одновременного повышения эффективности работы мельниц и стабилизации качества цемента» - Белгород, 2005 г., 96 с.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на международном конгрессе, проведенном в БГТУ им. В.Г. Шухова: «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии». - Белгород, 2003; на семинарах кафедры механического оборудования БГТУ им. В.Г. Шухова, на технических советах ОАО «Осколцемент» в 2004, 2005 гг.

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 7 печатных работ, включая патент РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по главам, основных результатов и общих выводов. Работа включает 139 стр, в том числе, 22 таблицы, 9 рисунков, библиографический список из 148 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Показано, что для оценки энергетической ШБМ традиционно используется обобщенный критерий - удельный расход электроэнергии (Э), затраченный на получение 1 т готового продукта (кВт-ч/т). Попытки использовать для цементных мельниц модифицированные критерии Э/Roos или ЭIS дают искаженные результаты, так как не учитывается полная характеристика дисперсности цемента, а точнее, распределение частиц цемента по их размеру (РЧР); химико-минералогический состав исходной размалываемой шихты, а также геометрические и рабочие параметры мельниц, что не позволяет в итоге решить задачу сравнительной оценки и оперативного управления работой мельниц по прямому энерготехнологическому параметру.

2. Предложены новые энергетические критерии оценки качества цемента: его эксергия Ецем и концентрация эксергии цемента EucJdcp Понятие эксергии цемента вытекает из классического определения эксергии как меры работоспособности потока вещества или энергии. Эксергия цемента — это комплексная энергетическая характеристика качества порошка цемента, учитывающая его химико-минералогический и дисперсный составы. Концентрация эксергии цемента — это отношение эксергии цемента к среднему диаметру частиц.

3. Разработана методика определения эксергетического коэффициента полезного действия г| процесса измельчения цемента, предназначенного для сравнения и оценки эффективности различных технологических систем измельчения. Эксергетический КПД определяется на основе эксергетического баланса подсистемы измельчения «клинкер-цемент». Его преимущество заключается в том, что в предлагаемой методике учитываются все физико-химические и механические свойства исходных компонентов размалываемой шихты, конкретные геометрические и конструктивнотехнологические параметры мельницы, в которой реализован процесс измельчения, а также РЧР цемента.

4. Для сравниваемых мельниц, когда подводимая эксергия изменяется, и для одной мельницы, когда она постоянна, предложен новый критерий энергетических затрат в мельнице ЭЗМ. Предлагаемый критерий безразмерен (2.51) и равен отношению удельного расхода электроэнергии мельниц (Э) на получение одной тонны готового продукта к величине эксергии Е или концентрации эксергии E/dcp этого продукта. В значениях этих эксергетических характеристик проявляются все текущие изменения в свойствах размалываемого материала и условиях измельчения. Время определения параметров формул (2.48)-{2.52) составляет <0,5 ч, что позволяет осуществить оперативное управление мельницей по этим параметрам.

5. Были рассчитаны эксергетические КПД процесса измельчения г\\-г[з (табл. 3.1) и критерий ЭЗМ для различных мельниц 3,2x15,0 м. обычной мельницы открытого цикла и МДНД. Установлено, что эксергетический КПД процесса измельчения с учетом конкретных свойств исходной размалываемой шихты и конкретных параметров работы мельницы 3,2x15,0 м различен и эффективность мельниц МДНД очевидна. Величина ЭЗМ1 для мельницы открытого цикла составила 18,5-10"3, а для МДНД

•7 л

12,6-10" . ЭЗМ2 для мельницы открытого цикла составила 55,3-10', а для МДНД - 32,16• 10"2.

6. Разработана математическая модель пилотной мельницы 1,0x4,0 м по критерию ЭЗМ. Методами экспериментально статистических исследований получена система полиномов второго порядка, отражающая влияние независимых переменных; как-то: состав мелющих тел; степень заполнения первой и второй камер мельницы; удельная поверхность готового цемента; разряжение в мельнице на производительность, Уj(кг/час) и удельный расход электроэнергии, У3 (кВт-ч/т) мельницы; остаток на сите №008, У2 (%); зерновой состав цемента, оцениваемый содержанием зерен крупностью от 5 до 30 мкм, У4(%); активность цемента на сжатие через 28 сут, У5 (кг/см ); эксергия цемента, У6 (кДж/кг) и на критерий эксергетических затрат ЭЗМ мельницы, У8.

Приведенные уравнения (3.1) - (3.38) свидетельствуют о том, что критерий ЭЗМ] зависит от конструктивно-технологических параметров мельниц и его следует использовать при оперативном управлении процессом измельчения. Критерий ЭЗМ выступает здесь в качестве прямого и комплексного энерготехнологического управляемого параметра, так как является обобщенным параметром У1-У7.

7. Определены численные значения эксергетического КПД для типовых цементных мельниц 2,6x13,0; 3,0x14,0; 3,2x15,0 и 4,0x13,5 м и получены его значения при изменении степени загрузки мелющими телами и времени пребывания материала в мельнице. В результате проведенных исследований установлено влияние геометрических характеристик мельниц на энергетическую эффективность процесса измельчения. Увеличение диаметра мельниц Дм с 2,6 до 4,0 м приводит к снижению степени эффективности измельчения, о чем свидетельствуют значения rji- г|з, уменьшающиеся с ростом Дм. КПД по отношению к затратам на образование новой поверхности составляет для мельниц: 2,6x13,0 м-14,83%; 3,0x14,0 м-12,39%; 3,2x15,0м-11,57%; 4,0х13,5м-7,68%.

8. Получены результаты расчетных и экспериментальных исследований по определению эксергетических характеристик цемента и критерия ЭЗМ2 при измельчении цемента ПЦ500Д0 на МДНД 3,2x15,0 м. ОАО«Осколцемент» и при различных способах подачи материала в мельницу.

9.Показано, что для достижения заданного качества цемента необходимо, чтобы критерий ЭЗМ для данных условий измельчения на конкретной МДНД находился в диапазоне 0,218-0,231, который можно считать заданным при управлении процессом формирования требуемой эксергии цемента. При этом удельный расход электроэнергии мельницы составил 27,86-28,58 кВт-ч/т, что меньше Э (Р-1) на 0,9 кВт-ч/т, а средняя производительность- 47,62 т/ч. Среднее квадратичное отклонение активности цемента для Р2=0,825, что меньше, чем для Р-1. Р

127

1. Левенсон Л., Цигельный П. Дробильно-сортировочные машины и устройства//М.- Госстройиздат.- 1952.- 408с.

2. Ромадин В.П. Пылеприготовление // М.- Госстройиздат.- 1953.- 520 с.

3. Олевский В. Конструкция, расчеты и эксплуатация дробилок // М.- ГНТИпо черной и цветной металлургии.- 1958.- 342 с.

4. Булавин И., Силенок С. Машины для производства строительных материалов // М.- Машгиз.- 1959.- 371 с.

5. Сапожников М. Механическое оборудование производства строительныхматериалов и изделий // М.- Машгиз.- 1962.- 310 с.

6. Силенок С., Гризак Ю., Лысенко В., Нефедов Д. Механическое оборудование для производства вяжущих строительных материалов // М.-Машиностроение.- 1969.- 320 с.

7. Мартынов В., Сергеев В. Строительные машины //М.- "Высшая школа".1970.-360 с.

8. Сапожников М. Механическое оборудование предприятий строительныхматериалов, изделий и конструкций // М.- Высшая школа.- 1971.- 420 с.

9. Олевский В. Размольное оборудование обогатительных фабрик // М.-Госгортехиздат.- 1963.- 517 с.

10. Кармазин В., Денисенко А., Серго Е. Безшаровое измельчение руд // М.-Недра.- 1968.- 184 с.11 .Таггарт А. Справочник по обогащению полезных ископаемых, т.1 //М.-ГНТ горно-геолого-нефтяное издательство.- 1933.- 514 с.

11. Перри Д. Справочник инженера-химика, т.И //М.- ГНТИ химической литературы.- 1947.- 659 с.

12. Справочник "Строительные машины" под редакцией В.А.Баумана, т.П // М.- Машиностроение,- 1977.- 496 с.

13. Справочник по проектированию цементных заводов. Под редакцией С.И.Данюшевского // Стройиздат.- Л.- 1969,- 763 с.

14. Проектирование цементных заводов. Под редакцией П.В.Зозули и Б.В.Никифорова//С-П.- Синтез.- 1995.-445 с.

15. Дуда В. Цемент: электрооборудование, автоматизация, хранение, ранспортирование // М.- Стройиздат.- 1987.- 373 с.

16. Дуда В. Цемент: оборудование и процессы производства // М.-Стройиздат.- 1981.-373 с.

17. Плановский А., Рамм В., Каган С. Процессы и аппараты химической технологии // М.- Госхимиздат.- 1955.-437 с.

18. Касаткин А. Основные процессы и аппараты химической технологии // М.-ГХИ.- I960.- 832 с.

19. Батунер JL, Позин М. Математические методы в химической технике // М.- Госхимиздат.- I960.- 641 с.

20. Андреев С., Товаров В., Перов В. Закономерности измельчения исчисление характеристик гранулометрического состава // М,-Металлургиздат.- 1959.- 493 с.

21. Андреев С. Законы дробления // Горный журнал.- 1962.- №7.- с.с.3-11.

22. Андреев С., Зверевич В., Перов В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых // М.- Недра.- 1966.- 523 с.

23. Гийо Р. Проблема измельчения материалов и ее развитие // М.-Стройиздат.- 1964.- 213 с.

24. Ходаков Г.С. Физика измельчения // М.- Недра.- 1972.- 262 с.

25. Урьев Н.Б. Физико-химическая механика в технологии дисперсных систем // М.- Знание.- 1975.- 64 с.

26. Вердиян М.А., Кафаров В.В. Процессы измельчения твердых тел

27. Процессы и аппараты химической технологии, том 5 // М.- 1977.- С.С.5-89.

28. Вердиян М.А., Третьяков В.Н., Богданов B.C., Федин Ю.М., Тынников Ю.М. Эффективность дискретно-непрерывных процессов измельчения твердых тел // Цемент.- 1995.- №4.- с.с. 19-21.

29. Вердиян М.А.,Хлусов В.Б.,Адаменко О.П.,Третьяков В.Н. Новые принципы организации процессов приготовления и обжига комбинированной сырьевой смеси // Цемент.- 1995.- №2.- с.с.20-23.

30. Авдеев В.Е. Состояние и перспективы производства цемента и развитие международных связей цементной промышленности России // Цемент. -спец.выпуск.- 1996.- с.с.3-6.

31. Барбашев Г.К., Уманский Ю.В. Ускорить создание и внедрение отечественного оборудования для комбинированного способа производства цемента // Цемент.- 1996.- №2.- с.с.7.

32. Грикевич JI.H. Перспективы технического перевооружения цементной промышленности // Цемент.- 1988.- №2.- с.с.2-4.

33. Руль Н.А., Дале Г.И. Технико-экономическая оценка направлений модернизации и технического перевооружения цементных мельниц // Труды НИИЦемента.- вып.90.- 1986.- с.с.140-156.

34. Круппа П.И., Ильин Л.И., Быкасов C.JI. Перспективы развития дробильно-размольного оборудования // Труды Механобра.- 1991.- СП.- с.с.4-12.

35. Круппа П.И., Межибурский Ю.Х., Алексеев В.А., Попов Г.И. Мельница шаровая МШЦ 5500x6500м с рабочим объемом 143м3 // Труды Механобра.-1991.- С-П.- с.с.41-45.

36. Каталог Волгоцеммаша по БШМ 4x13.5м

37. Каталог фирмы Pragoinvest. Циркуляционные установки для размола. 180 56 Прага.

38. Каталог Д 912.3 фирмы Fried Krupp Maschinen und Stahlban Rheinheusen. Mehrkammer Rohrmuhle.

39. Каталог 2-200e фирмы Гумбольдт-Ведаг, 7-86 S. TN 82272232.

40. Каталог фирмы Кавасаки. Grinding Mill. № IE 4827 N, 1972.

41. Каталог фирмы Фуллер-Трейлор, США, М2 1М 1/82.

42. Каталог фирмы SKET/ZAG, Со, Desau, Германия.

43. Проспект фирмы Kawasaki Heavy Industries, LTD Kobe, Japan. Renovation of Cement Plant. May, 1984.

44. Каталог фирмы Kawasaki, Япония. Grinding System for Cement Plant. N3F1 195 July, 84.

45. Каталог фирмы MJAG Rohrmuhlen. N.l.71.2.

46. Пироцкий B.3., Хвостенков И.С. Совершенствование мелющей загрузки эффективный путь повышения экономичности помола // Труды НИИЦемента.- вып.90.- 1986.- с.с.77-80.

47. Ковалев Н.Г., Щенников А.Н. Совершенствование бронефутеровок с переменным коэффициентом сцепления из прокатных элементов (БРОПЭКС)//Труды НИИЦемента.- вып.90,- 1986.- с.с.107-114.

48. Змарада А.А., Котлярова С.В., Нечитайло Ю.А. Угловая бронефутеровка для цильпебсных камер трубных мельниц // Труды НИИЦемента.-вып.90.- 1986.- с.с. 126-134.

49. Пироцкий В.З., Щенников А.Н. Влияние параметров бронефутеровки БРОПЭКС на энергетический режим работы мельницы // Труды НИИЦемента.- вып.90.- 1986.- с.с.115-125.

50. Лебедев А.О., Щенников А.Н., Дудин Р.С. Эффективность процесса измельчения в мельницах с наклонными диафрагмами // Труды НИИЦемента.- вып.90.- 1986.- с.с.97-106. '

51. Редько Ю.Г., Шевченко И.Н., Козка В.П. Опыт освоения мельниц с наклонными межкамерными перегородками // Цемент.- 1988.- №2.-с.с.10-12.

52. Богданов B.C., Воробьев Н.Д., Богданов Н.С., Платонов B.C., Шевченко И.Н. Синтез и анализ уравнения кинетики измельчения материалов в условиях поперечно-продольного движения мелющих тел // Цемент. -1996.-№2.- с.с.13-15.

53. Богуславский И.З., Дацковский Л.Х., Коссаковский Р.Ю., Кузнецов И.С., Панин К.А. Безредукторный электроприводвысокопроизводительных мельниц // Труды Механобра.- 1991.- С-П.-с.с.130-141.

54. Пироцкий В.З. Совершенствование технологии измельчения портландцементного клинкера: оценка эффективности помольных систем // Труды НИИЦемента.- вып.90.- 1986.- с.с.3-23.

55. Пироцкий В.З., Нилова Г.М. Экспериментальные исследования схем измельчения и свойств цементов с добавками // Труды НИИЦемента.-вып.90.- 1986.- с.с.60-68.

56. Кафаров В.В., Вердиян М.А. и др. Методы оптимизации и алгоритмы расчета технологических систем измельчения. Приложение к временным методическим указаниям, вып.2// М.- НИИЦемент.- 1979.- 108 с.

57. Кафаров В.В., Вердиян М.А., Кандыбей Е.А., Анисимов А.В. Расчет технологической системы измельчения и ее элементов // Цемент.-1982.-№4.- с.с.15-18.

58. Кафаров В.В., Вердиян М.А., Зверькова В.А. Классификация технологических схем измельчения для задач их анализа и синтеза // Труды НИИЦемента.- вып.ЗЗ.- 1976.- с.с.9-29.

59. Вердиян М.А., Кафаров В.В. и др. Анализ технологических схем измельчения // Цемент.- 1975.- №4.- с.с.7.

60. Пироцкий В.З., Мацуев А.С., Демин А.В., Коротеева З.М. Разработка и внедрение технологии измельчения клинкера и добавок с использованием интенсификаторов помола JICTM-1 // Труды НИИЦемента.- вып.90.- 1988.- с.с.81-96.

61. Вердиян М.А., Третьяков В.Н., Богданов B.C., Фадин Ю.М., Тынников И.М. Эффективность дискретно-непрерыйных процессов измельчения твердых тел // Цемент.- 1995.- №4.- с.с. 19-21.

62. Пироцкий В.З., Коньков Г.Ф., Мацуев Н.С. Разработка и исследование классифицирующей бронефутеровки с переменным коэффициентом сцепления // Труды НИИЦемента.- вып.35.- 1976.-с.с.86-95.

63. Пироцкий В.З. Основы расчета процесса измельчения в замкнутом цикле // Труды НИИЦемента.- вып.26.- 1972.- с.с.56-61.

64. Вердиян М.А., Серебренникова Л.И., Пироцкий В.З. Моделирование процесса тонкого измельчения цемента // Труды НИИЦемента.-вып.26.- 1972.- с.с.3-15.

65. Кафаров В.В., Дорохов И.Н. Системный анализ процессов химической технологии // М.- Наука.- 1976.- 273 с.

66. Кафаров В.В., Вердиян М.А. Кибернетический метод изучения процессов измельчения в цементной промышленности // Труды НИИЦемента.- вып.ЗЗ.- 1976.- с.с.3-9.

67. Кафаров В.В., Дорохов Л.Н. Системный анализ процессов химической технологии. Статистические методы идентификации процессов химической технологии // М.- Наука.- 1982.- 344 с.

68. Вердиян М.А., Кафаров В.В., Пироцкий В.З., Епишкина А. и др. Математическое описание и алгоритмы расчета мельниц цементной промышленности. Выпуск 1 // М.- НИИЦемент.- 1978.- 94 с.

69. Вердиян М.А., Кафаров В.В. Новые принципы анализа и расчетов процессов и аппаратов измельчения // Цемент.- 1982.- №10.-с.с.6-9.

70. Кафаров В.В., Вердиян М.А., Епишкина А., Шестопалов В., Лесихина А.И. Математические модели структуры потока материала в мельницах // Цемент.- 1977.- №6.- с.с.12-13.

71. Кафаров В.В., Вердиян М.А. Исследование движения материала в трубных мельницах // Цемент.- 1974.- №2.- с.с.16-18.

72. Вердиян М.А.,Дубовик А.И.,Буткова Г.В.,Серебренникова Л.И. Время пребывания и продольное перемешивание материала в цементных мельницах // Труды НИИЦемента.- вып.26.- 1972.-с.с. 16-28.

73. Дубов В.А., Князьев А.С., Чулков В.В. Пресс-валковые измельчители объединения "Волгоцеммаш" // Труды Механобра.- 1991.- С-П.- с.с.13-16.

74. Мизонов В.Е., Михеев Г.Г., Ушаков С.С., Песнохорова О.А. Моделирование и оптимизация процессов валкового измельчения // Труды Механобра.- 1991.- С-П.- с.с.22-26.

75. Blanck М. Energiedatenanalyse eine Voraussetzung fur die rationelle Elektrizitotsverwendung // Z-K-G.- 1989.- N6.- S.288- 290.

76. Blanck M. Neue Wege im Energiemenagement zur steigerung der Energieproductiovitat im Betrieb // Z-K-G.- 1991.- N11.- S.565-570.

77. Fujimoto S. Reduczing spezific power usape in zement plants // Werld Cement.- 1993.- N7.- p.2-35.

78. Schneuer A., Elerbrock H. Moglichkeiten der Energiesporrung bei der Zementherstellung//Z-K-G.- 1992.-N5.- S.222-230.

79. Ellerbrock H., Mathiak H. Zerkleinerungstechnik und Energiewirtschaft // VDZ Kongress.- 1933.- Bauverlag.- GmbH.-Wisbaden und Berlin.-1991.-s.s.630-647.

80. Barreiro C., Fereira В., Abreu C., Blanck M. Energy Management for rational electricity use // 32 nd IEEE Cement Industry Technical Conference.- May 1990.- p.207-236.

81. Kemman W. Mahl- und Sichtvorgange einer Rohrmuhle // Aufbereitungatechnik.- 1973.-N10.- S.664-669.

82. Anantharaman R. Energiesparrung bei Mahlsystemen // VDZ Kongress.-1993.- Bauverlag.- GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1994.- s.678.

83. Ellenbrock H., Schiller B. Energieaufwand zum Mahlen von Zement // Z-K-G.- 1982.- N2.- S.57-63.

84. Kuhlmann K. Verbesserung der Energieausnutzung zum Mahlen von Zement // Z-K-G.- 1988.- N2.- S.57-63.

85. Kuhlmann K. Verbesserung der Energieausnutzung zum Mahlen von Zement //Schriftenreihe der Zementindustrie.- H.44.- VDZ e.Y.- Dusseldorf.- 1985.

86. Schonert K. Energetische Aspekte des Zerkleinerns sproder Stoffe // Z-K-G.-1979.-N1.-S.1-9.

87. Ellenbrock H. Energieausnutzung beim Mahlen von Zement // Z- K-G.- 1979.-N1.- S.75-82.

88. Schiller В., Ellenbrock H. Mahlbarkeit von Zement-Bestandteilen und Energiebedarf von Zementmuhlen // VDZ Kongress.- 1993.- Bauverlag.-GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1994.- s.730-735.

89. Rutzmann H. Neuentwicklungen xon Krupp-Polysius fur die Zementindustrie//Z-K-G.- 1993.-N4-5.- S.179-180.

90. Gudat G., Albers I. Ubertragungstrenwande der neuen Generation in Rohrmuhlen fur der Zementmahlung // Z-K-G.- 1992.- N1.- S.26-31.

91. Nhomart F. "Airteel"- eine neue Trennwand zur Regelung der Mahlgutfullung in Kugelmuhlen // VDZ Kongress.- 1993.- Bauverlag.-GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1994.- s.747-750.

92. Hamdani R., Zarif Z. 20 Jears Operating Experience with gearless drives // 32 nd IEEE Cement Industry Technical Conference.-May 1990.-p.57-80.

93. Thomas P. Develapment of mill drives for the Zement Induatry // 33 nd IEEE Cement Industry Technical Conference.- May 1991.- p. 171 -189.

94. Ranze W. Drehzahlvarioble Antriebe in der Zementinduatrie // Z-K-G.- 1984.-N11.- S.593-598.

95. Ellerbrock H. Gutbett Walzenmuhlen// Z-K-G.- 1994.-N2.-S.75-82.

96. Ellerbrock H. Gutbett Walzenmuhlen // VDZ Kongress.- 1993 .- Bauverlag.-GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1994.- s.s.648-659.

97. Lohnherr L. Steigerung der Mahleffizienz durch verbesserte Kinematik der Rollenmuhle // VDZ Kongress.- 1993.- Bauverlag.- GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1994.- s.s.713-716.

98. Patzelt N. Verschleisschutzalternativen fur die Beanspruchungsflachen von Gutbatt Walzenmuhlen // VDZ Kongress.- 1993.- Bauverlag.- GmbH.-Wisbaden und Berlin.- 1994.- s.s.

99. Folsberg I., Rasmausen O. Sichtersusteme fur Fertigmahlung und Halbvertigmahlung auf der Rollpresse // VDZ Kongress.- 1993.-Bauverlag.- GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1994.- s.s.701- 705.

100. Wahl W. Verbesserung des Verschleisschutzes der Mahlwalzen von Walzenschussel-muhlen // Z-K-G.- 1977.- N11.- S.201-210.

101. Brundiek H. Die Loesche-Muhle fur die Zerkleinerung von Zementklinker und Zumahlstoffen in der Praxis // VDZ Kongress.- 1993.- Bauverlag.-GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1994.- s.s.689- 696.

102. Buzzi S. BHG-Muhlen ein neues Muhlverfahren // VDZ Kongress.-1993.- Bauverlag.- GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1994.-s.s.697-700.

103. Onuma E., Ito M. Sichter in Mahlkreislaufen // VDZ Kongress.- 1993.-Bauverlag.- GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1994.-s.s.660-672.

104. Herrmann C. Increased Cement grinding effiriency by using high effiriency separetors// IEEE Cement Industry Technical Conference.- 1985.-p.27-37.

105. Quittkat W. Der Strahlwindsichter, ein leistungsfahiger, raumsporen der Sichter, fur Feinsttrennung// Z-K-G.- 1973.-N7.-S.326-330.

106. Hukki R. Zweistufige Windsichtung im geschlossenen Mahlkreislauf// Z-K-G.- 1977.-N5.- S.199-205.

107. Khobloch O., Muller M., EickholtH. Entwicklungsstand von Streuteller und Kanelradsichtern // Z-K-G.- 1978.-N8.-S.413-417.

108. Furukawa Т., Onuma E., Misaka T. A new large-scale air classifier O-SEPA-Its principle and operating characteristics // Proc.Int.Symp. on Powder Technology.- 1981.- Kyoto.- p.750-757.

109. Cleemann I. Evaluation of the high effirient air separators // Z-K-G.- 1986.-N6.- S.295-304.

110. Klumpar I., Sawerse R., Currier F., Slavsky S. Air clsaaifier with optimum design and operation // Z-K-G.- 1986.- N6.- S.305-311.

111. Schmidt D. Hochleistungs-Sichter SEPOL-Erfahrungen und Batriebsergebnisse im Zementwerk Hardegsen // Z-K-G.- 1988.- N10.-S.506-510.

112. Binder U. Der O&K Querstrohmsichter-Entwicklung und Betriebsergebnisse // Z-K-G.- 1988.- N5.- S.237-242.

113. Knoflicek M. Betriebserfahrungen mit O-SEPA Windsichtern in Nordamerika// Z-K-G.- 1986.-N6.- S.335-336.

114. Folsberg I. A new generation of high effency separatos for mills and roller presses//Z-K-G.- 1991.-N1.- S.37-41.

115. Disaglomeration and Classification with high-effiriency separator // Ciments, Betons, Platres, Chaux.- 1990.- N782.- p.59.

116. Tamashige Т., Kondon A. Leistungssteigerung durch mehrstufige Feinguttrennung mit MKT-Sichtern // Z-K-G.- 1986.- N6.- S.343-344.

117. Allenberg B. Energiesparpotentiale durch optimierte Regelung der Schuttgutflusse an Kugelmuhlun und Gutbett- Walzenmuhlen // VDZ Kongress.- 1993.- Bauverlag.- GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1994.-s.s.673-677.

118. Riedhammer M. Laborautomation // VDZ , Kongress.- 1993.-Bauverlag.-GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1994.- s.s.175-185.

119. Hepper R. Wissenbasierte Prozesfuhrung von Mahlanlogen // Z-K-G.-1994.-N4.- S.212-218.

120. Pierpontde C., Werbrouck V., Breusegen von V., Chen L., Bastin G., Wertz W. Industrielle Anwendeng einer multivarieblen linearquadratischen

121. Steuerung fur Zementmuhlen I I VDZ Kongress.- 1993.- Bauverlag.- GmbH.-Wisbaden und Berlin.- 1994.- s.s.230- 233.

122. Sillen H. Zerkleinerungstechnik // VDZ Kongress.- 1977.- Bauverlag.-GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1978.- s.s. 141-143.

123. Okano J., Imaizumi T. Die Kugelmuhlu nicht als "Schwarzer Kasten" betrachtet // VDZ Kongress.- 1977.- Bauverlag.- GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1978.- s.s.191-194.

124. Sudoh G., Tanaka M., Sawada M. Bestimmung der gunstigsten Mahlkorpergrose und der Mahlbarkeit von Zementklinker bei der Mahlung in Kugelmuhlen// VDZ Kongress.- 1977.- Bauverlag.-GmbH.-Wisbaden und Berlin.- 1978.- s.s.219-222.

125. Kos В., Mayerbock G. Wege zur Standzeitverbesserung von Rohrmuhlenauskleidung // VDZ Kongress.- 1977.- Bauverlag.- GmbH.-Wisbaden und Berlin.- 1978.- s.s.213-218.

126. Olivero L., Caire F., Pintor G., Blanchi P. Betriebliche Anpassung von Zementmuhlen mit variabler Drehzahl // VDZ Kongress.- 1977.-Bauverlag.- GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1978.- s.s.201-204.

127. Rock H. Die Abschiedeleistung von Windsichtern und ihr Einflus auf das Mahlergebniss bei der Kreislaufvermahlung // VDZ Kongress.- 1977.-Bauverlag.- GmbH.- Wisbaden und Berlin.- 1978.-s.s.167-174.

128. М.А.Вердиян, Д.А.Бобров, О.Е.Адаменко и др. Эксергетический анализ при снижении энергозатрат в технологии цемента (части 1-4). Цемент, N5/6,1995, с 35-44.

129. М.А.Вердиян, Д.А.Бобров, А.МВердиян, Е.В.Текучева, И.М.Тынников. Автоматизированная система оптимизации сырьевых шихт на основе эксергетического анализа технологии цемента. Цемент и его применение, №3,2002

130. М.А.Вердиян, И.М.Тынников, Е.В.Текучева, А.В.Рубежанский. Снижение энергозатрат при циклической организации процессовобжига и помола клинкера. Цемент и его применение, 1999, № 3, с 43-50.

131. М.А.Вердиян. Новые принципы анализа и расчета процессов измельчения твердых тел в технологии цемента. Автореферат диссертации докт.тех.наук. М, МХТИ, 1983, 50 с.

132. М.А.Вердиян, В.Н.Третьяков и др. Эффективность дискретно-непрерывных процессов измельчения твердых тел. Цемент, 1995, №4,с 19-21

133. М.А.Вердиян, В.С.Богданов и др. Нужен ли замкнутый цикл для цементных мельниц дискретно-непрерывного действия. Цемент и его применение 1998, № 1, с 27-29.

134. В.В.Кафаров, М.А.Вердиян и др. Импульсная технология производства цемента. Цемент, 1988, № 8, с 8-15.

135. Г.С.Крыхтин. О скорости продвижения материала в трубных мельницах. Научные сообщения НИИцемента, Стройиздат, № 20/51, 1965.

136. С.П.Бобков. Механическая активация твердых тел с целью интенсификации гетерогенных процессов. Диссертация докт.техн.наук. М., МИХМ, 1992.

137. М.А.Вердиян, В.В.Кафаров и др. Математическое описание и алгоритмы расчета мельниц цементной промышленности. Москва, 1978, 93 с.

138. Вердиян М.А., Текучева Е.В., Тынников И.М., Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Попова Т.Н., Слободенюк Ю.Р. Стабилизация качества цемента на основе дискретно-непрерывных процессов измельчения. Вестник БелГТУ им. Шухова, №5, 2003 с 56-62.

139. Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Харин А.И. Интенсификация процесса измельчения клинкера в трубных шаровых мельницах. Вестник БелГТУ им. Шухова, №6, 2003 с 330-333.

140. Вердиян М.А., Вердиян A.M., Текучева Е.В., Тынников И.М., Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Расчет и формирование эксергии цемента в мельницах дискретно-непрерывного действия. Цемент и его применение, часть 1, №5, 2003 с 40-43.

141. Вердиян М.А., Вердиян A.M., Текучева Е.В., Тынников И.М., Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Расчет и формирование эксергии цемента в мельницах дискретно-непрерывного действия. Цемент и его применение, часть2, №6, 2003 с 37-40.

142. Вердиян М.А., Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Новый критерий оценки энергетической эффективности работы различных мельниц. Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века, часть 1 методические основы, № 7,2004. с. 44-46.

143. Вердиян М.А., Несмеянов Н.П., Ведрицкий В.В. Новый критерий оценки энергетической эффективности работы различных мельниц. Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века, часть2, расчеты и эксперименты № 7,2004. с. 50-51.

144. Сборник статей профессора Вердияна М. А. Опубликованных в журнале «Цемент и его применение» с 1969 по 2004г, Белгород 2005, 328с.

145. Учебное пособие «Эксергетический анализ процессов химической технологии (на примере технологии цемента)», Москва. 2004г., 91с;

146. Богданов B.C., Несмеянов Н.П., и д.р. Механическое оборудование предприятий строительных материалов (оборудование для помола материала), Белгород 1998, 180 с.