我公司目前共有2条2000t/d完整的水泥生产线和1条2500t/d的熟料生产线,12MW余热发电站机组1套,在建同型机组1套。公司年生产水泥170万t,熟料210万t(7000t/d),商品熟料90万t,年发电量为1.6亿kWh,是东北及内蒙古地区最大的水泥生产以及熟料发散基地。通过多年的生产实践看,1~3号生产线的设计建设总体来说是成功的,但还是有些问题值得在今后新线设计时以予考虑。
1 生产线基本情况及主机配置
1.1 基本情况
1号窑2000t/d生产线于1993年6月建成投产(2号窑规格同1号窑,于1999年8月投产)。当时该生产线集中采用了国内外19项最先进技术(国外15项,国内4项),建设速度快(33个月),达标达产快,并在投产的第12个月实现月达产,1994年熟料完成设计能力的81%。
3号窑生产线完全按照2500t/d能力来考虑的。从2000年6月28日开工至2001年6月28日竣工,仅用了1年的时间(有效工期为9个月),实现窑一次点火成功。10余天实现了窑达标,第2个月实现达产,截止到2002年6月27日累计生产熟料76万t,窑年综合运转率达91%,超过了设计能力,实现了当年投产即达产的目标。
1.2 3条生产线主机设备见表1
表1 3条生产线主机设备 设备名称 参数项目 一线 二线 三线
破碎机 规格、型号 TLPC20.22单段锤式破碎机 一段:颚式破碎机 二段:锤式破碎机
能力/(t/h) 500~550 500
石灰石预均化堆场 规格、型号 CHO-BH-DF/80Φ80m YG500/80Φ80m
储存量/t 34 505 34 100
能力/(t/h) 堆料机:750 堆料机:600
取料机:40~400 取料机:400
粘土破碎 规格、型号 双辊式破碎机 CJ2 1 250×1000
能力/(t/h) 100 60~90
中卸烘干生料磨 规格、型号 Φ4.6×(7.5+3.5) Φ4.6×(8.5+3.5) Φ4.6×(8.5+3.5)
能力/(t/h) 150 160 175
选粉机 规格、型号 Φ4.8m旋风式 TLS2 800组合式 TLS2 800组合式
能力/(t/h) 50~165 160 160~180
主排风机 风量/(m3/h) 300 000 265 000 265 000
回转窑 规格/m Φ4×60 Φ4×60 Φ4×60
能力/(t/h) 2 000 2 000 2 500
转速/(r/min) 0.6~3.2 0.35~3.5 0.396~3.96
预热器 规格/mm C1:4-Φ3 070
C2:2-Φ4 800
C3:2-Φ4 800
C4:2-Φ5 100
C5:2-Φ5 100 C1:4-Φ3 070
C2:2-Φ4 800
C3:2-Φ4 800
C4:2-Φ4 800
C5:2-Φ5 100 C1:2-Φ4 700
C2:2-Φ4 700
C3:2-Φ4 900
C4:2-Φ4 900
C5:2-Φ5 400
分解炉 规格、型号 TC-DD型Φ4 800mm TC-DD型Φ4 800mm TC-DD型Φ5 600mm
窑尾高温风机 型号 3050DL BB24 3050DI BB24 3050DI BB24
处理风量/(m3/h) 367 000 367 000 450 000
篦冷机 型号 609s-819s/809s-1019s TC-1062 TC-1164
能力/(t/h) 2 000 2 200 2 500
煤磨 规格/m 2.8×(5+3) 2.8×(5+3) 2.8×(5+3)
能力/(t/h) 16~17 16~17 18~20
水泥磨 规格/m Φ4.2×11 Φ4.2×11
能力/(t/h) 110 120
辊压机 规格、型号 RPV 100-63 RPV 100-63
能力/(t/h) 105~145 105~145
选粉机 型号 O-Sepa N-1500 O-Sepa N-2500
能力/(t/h) 60~90 90~150
气箱脉冲袋除尘器 型号 PPDC 128-10 LPF 8/16/2/×7
处理风量/(m3/h) 112 100 144 000
水泥包装机 型号 BHVW8 8RS-FE
设计能力/(t/h) 90~120 100
煤圆形均化堆场 型号 VG 100/60
储量/t 10 260
能力/(t/h) 堆料机:300;取料机:100
其中破碎机、石灰石预均化堆场和粘土破碎可满足1号和2号生产线同时使用;煤均化堆场供3条生产线使用。
1.3 设计中的成功开发与应用
1)Φ4.6m×(3.5+7.5)m中卸烘干生料磨台时产量为150t/h以上,主要优点是单机能力较大,特别适应易磨系数较高的原料粉磨,故障率低、修理费低、易损件国内易配。
2)生料入窑、入库采用提升机:提升机选天津-椿本提升机,与原供料方案(气力输送)相比较,生料入库节约电耗可达1kWh/t,约1年半可收回新设备投资改造资金,且故障率低,有利于环保达标;生料入窑一项熟料热耗约可降低21kJ/kg左右,熟料电耗可降低3~4kWh/t,回转窑年运转率可提高1~1.5个百分点,再加上降低的修理费,若是老厂改造的话,1年左右即可收回全部投资。
3)DD型预分解炉是日本水泥公司和神户制钢所的技术,有双重燃烧和脱硫的作用。国内在技术消化应用后,基本没有脱硫作用。其入窑物料表观分解率可完全达到95%以上;不易在炉内结皮而堵塞烟气上升烟道。
2 新生产线设计时应充分考虑的问题
2.1 原燃料均化采用的形式
当使用粘性较大的原料配料时,最好是先预配料后进矩形均化堆场,因为选用矩形均化堆场的长处在于根据原料化学成分和布料量,可以重新补布所缺物料的量,从而稳定入磨混合料的质量,同时可减少粘性物料单独使用而造成的堵溜子情况。矩形均化堆场的物料端锥有质量波动和取料时容易供不上磨机产量,偶尔造成断料现象。为此,可采取人工强制取另一堆的操作方法,使两头端锥的物料永久储存,避免重复性堆此料。但矩形均化堆场占地面积大,布料皮带安装要求精度高等,圆形均化适合化学成分相对稳定的物料,其均化指数低。但其优点是:
①不存在端锥造成对生产的影响;
②占地面积小,布置相对灵活。
2.2 生料均化的选择
出磨生料的各指标合格率(尤其是主要指标)低于80%时,建议考虑入间歇式均化库后再入储库,以便提高入窑生料合格率。尽管这样一次性投资和电耗略高,但对日后熟料产质量提高有极大的好处,所带来的效益远大于增加电耗和投资所提高的费用。
2.3 商品熟料计量问题
几年来,对外进行商品熟料销售时,频繁出现不是多装就是少装,多装部分,机车牵回卸掉,少装的车皮重新再次装入(估算计量)。造成装车效率很低,每年需要缴纳铁路延时费高达几十万元。尽管如此,也不能完全达到客户要求。因此在设计时一定要考虑散装火车运熟料问题,库下设置动态或静止式轨道衡,满足装车精确计量的需要,提高作业效率,减少不必要的支出。
2.4 烟室(或DD炉出口处)配置气体分析仪
装设气体分析仪后,可直接测量各成分气体的含量,从而判断出窑内喂煤、燃烧状况,对指导前后喂煤量的调节,减少还原气氛形成,降低NOx浓度,节省能源、减轻环境污染、稳定正常操作、提高熟料产质量等有着重要意义。
2.5 SP余热锅炉的设计
SP炉对中卸烘干磨的产量影响甚大。故在使用此炉时,要论证所选用的生料磨形式是否适应余热利用后的废气温度,要优先考虑满足生料磨的正常运转。
考虑窑尾余热的热能回收问题时,若在中卸烘干磨前设置接口,则SP炉最好完全成为省煤器和除氧前预热,不必设成水、汽2段。一是解决生产实际中可操作性强的问题;二是缓解SP炉与中卸烘干磨争热能的问题;三是可减少因上述原因而造成的SP炉时停、时投对锅炉除盐水的二次污染,从而影响大系统除盐水的水质稳定问题。同时注意窑头AQC炉水、汽的出口与补燃炉除氧器接口处的水位能够切实得到控制,防止意外事故发生,影响生产。
2.6 质量检测控制仪器
2000t/d级以上生产线,虽然均化设施较全,但也要加强质量检测监控力度和频次,包括数据来源的准确性、及时性。因此要注重检测仪器的购用,以满足不同配料方案对检测数据的不同要求