尖峰集團金馬水泥廠1000t/d生產線設計實踐及體會

  1 前言

   浙江尖峰集團金馬水泥廠位于浙江省金華市大竹鄉(xiāng)境內。工廠始建于1993年,總規(guī)模為水泥40萬噸/年,分二期實施。1996年工廠第一條日產水泥熟料600噸的SP窯生產線投入運營,并形成20萬噸普通硅酸鹽水泥的能力。但是,由于一期工程投資超過1.6億,單位產品成本高,經(jīng)濟效益不理想,在此情況下,二期工程是用8000萬元,上一條600t/d SP窯生產線,還是稍增加一點投資上一條1000t/d NSP新型干法水泥生產線,在集團公司內部引起了爭論,經(jīng)過廣泛調查研究,對投資及經(jīng)濟效益的分析,最終,決定在原預留的擴建位置上建一條1000t/d熟料的NSP窯生產線,使工廠的最終規(guī)模達到56萬噸,成為浙江省內規(guī)模最大的新型干法水泥廠,通過擴建第二條干法生產線,將金馬水泥廠的水泥生產成本降下來,并使工廠的技術水平上一個臺階。
  1998年9月,浙江尖峰集團金馬水泥廠對擴建1000t/d新型干法水泥生產線的設計進行了招標,我院有幸中標,并立即針對工廠現(xiàn)況,開展研究工作,并于10月完成擴建工程的可行性研究工作。11月完成該工程的初步設計。12月開始該工程的施工圖設計。1998年12月28日擴建工程破土動工,經(jīng)過建設、設計、施工、安裝、監(jiān)理等單位的共同努力,實際投資約8500萬元。于1999年10月1日一次點火成功,燒出了質量合格的熟料,并很快投入正常運行,水泥熟料產量保持在1100t/d左右運行,并在1999年11月、12月及2000年年初的銷售中發(fā)揮了效益,為金馬水泥廠經(jīng)濟效益的提高發(fā)揮了作用。實現(xiàn)了1000t/d干法生產線當年開工、當年達標國內新水平。
 

  2 主機設備配置及運營情況
  (1) 原料磨
  金馬水泥廠采用石灰石、粘土、硫酸渣配料,配合料綜合水份<3.84%。600t/d生產線采用φ3.5×6mm風掃式球磨機作為原料粉磨主機。1000t/d生產線是繼續(xù)選用風掃磨,還是選擇立磨、中卸磨、尾卸磨?為了慎重起見,我院對原料進行了易磨性加工試驗,試驗結果,金馬水泥廠石灰石邦德功指數(shù)為8.64kwh/t,生料為8.31kwh/t,易磨性等級為A+,易磨性較好。此外,廠院成立聯(lián)合調查組對國內1000t/d干法生產線立磨使用情況進行了調研,根據(jù)調查結果、原料加工試驗結論及工廠一線風掃磨使用情況,決定新的生產線仍采用風掃磨,規(guī)格為φ3.8×7.2m,裝機容量1400kw,設計產量4900孔篩篩余12%時80t/h,粉磨電耗設計為19kwh/t。原料磨投入生產后,其產量超過85t/h,單位產量電耗好于設計指標。
  (2) 煤磨
  工廠采用煙煤作為煅燒用煤,原煤經(jīng)過簡易均化后送入煤磨粉磨,原煤水份<10%,粒度<25mm。根據(jù)原煤的粒度,含水量及一線煤磨使用情況,1000t/d 新型干法水泥熟料生產線煤粉制備采用我院φ2.4×(4+2)m風掃式球磨作為主機,該磨機設計裝機容量為240KW,產量為4900孔篩篩余10~12%,出磨煤粉水份<1%時10t/h。目前,該磨機產量一直保持在11t/h以上運行,其它指標都好于設計指標。
  (3) 燒成系統(tǒng)
  根據(jù)金馬水泥廠原料、燃料全部外購的情況,燒成系統(tǒng)配置如下:
a 窯尾預熱器及離線型分解爐:
C1:2-φ3100mm; C2:1-φ4500mm; C3:1-φ4500mm;
C4:1-φ4950mm;C5:1-φ4950mm; 分解爐:φ3300mm
b 窯尾高溫風機:
W6-2×29-7 NO21.5,流量220000m3/h,負壓8000Pa,工作溫度300℃,瞬時450,裝機容量710kW。
c 增濕塔:φ5.8×26m,處理風量177000~195000m3/h
d 回轉窯:φ3.2×50m,斜度4%,裝機容量160kW,轉速0.36~3.57r/min
生產能力1000t/d熟料。
e 熟料冷卻機:LBT24135水平推動篦式冷卻機,入料溫度1400℃,出料溫度65℃+環(huán)境溫度,篦床有效面積29.16m2,生產能力1000t/d。
f 窯尾電收塵器:24/10/3×7/0.4魯奇收塵器,處理風量210000m3/h
g 窯頭電收塵器:18/7.5/3×9/0.4魯奇收塵器,處理風量16000 m3/h
上述主機組成的燒成系統(tǒng),投產后熱耗、產量都優(yōu)于設計指標(1000t/d、3428KJ/kg.cl)系統(tǒng)運轉率超過90%。
  (4) 水泥粉磨系統(tǒng)
  一般來說與1000t/d熟料生產線配套的水泥磨能力要求在55t/d左右,金馬水泥廠所在地屬于電力輸入地區(qū),電價較高,峰谷電價差較大。此外,該地區(qū)水泥銷售淡旺季非常明顯,旺季水泥供不應求,水泥粉磨能力不足。鑒于上述情況,本工程水泥粉磨能力確定為70t/h以上,系統(tǒng)采取圈流形式,并配有O-SEPA高效選粉機和帶有復膜濾料的氣箱脈沖袋式除塵器,該系統(tǒng)能滿足粉磨42萬噸/年以上水泥的能力,該磨機在99年底水泥銷售旺季中發(fā)揮了重要作用。
  (5) 水泥包裝及散裝
  新線水泥袋裝和散裝比例為60﹕40,根據(jù)這一比例,水泥包裝配置了一臺固定式四咀包裝機,包裝能力60t/d;水泥散裝配置了二套散裝設施,每套能力為100t/h,散裝設備能滿足1000t/d新型干法生產線生產的水泥100%散裝出廠的要求。

  3 設計特點
  (1) 工藝流程簡捷、流暢,緊湊。整條1000t/d 干法生產線采用三磨一燒方案,三磨為一條φ3.8×7.2m原料磨,一條φ2.4×6m煤磨,一條φ3.8×13m水泥磨,一燒為φ3.2×50m帶五級旋風預熱器,離線分解爐的燒成系統(tǒng)。整個新線占地3公頃。
  (2) 原料磨采用風掃磨,簡化了粉磨流程,系統(tǒng)中運動部件的減少,使得故障率降低,系統(tǒng)穩(wěn)定性提高,運轉率高于其它型式的磨機系統(tǒng)。實踐證明,該系統(tǒng)不僅故障率低,運轉率高,維修工作量小,運行可靠,電耗由于金馬水泥廠原料好磨,也較低,每噸生料電耗,系統(tǒng)為16KWh以下。與立磨粉磨方案相當。此外,由于系統(tǒng)簡單,投資也低。
  (3) 燒成系統(tǒng)適應性強。針對金馬水泥廠原料、燃料全部外購,特別煤采購點較多的現(xiàn)狀,燒成系統(tǒng)分解爐采取離線式,離線式分解爐由于燃燒用氣體含氧量高于在線式,不僅有利于燃料的燃燒,而且,分解爐體積可以小一些,可降低部分投資。
  (4) 窯尾廢氣突破傳統(tǒng)的先進高溫風機,后進增濕塔的方式,采取先進增濕塔,后進風機的方式,這樣不僅節(jié)約了大量風管投資,而且,緊湊了布置,有利于改善高溫風機的工作條件(進風機氣體含塵濃度的降低和溫度的下降使風機葉輪磨損減少),延長高溫風機的使用壽命,降低了系統(tǒng)運營成本。
  (5) 水泥粉磨由O-SEPA選粉機,復膜濾料氣箱脈沖除塵器,水泥磨等設備組成,不僅粉磨選粉效率高,粉塵排放濃度低,系統(tǒng)阻力小,而且,系統(tǒng)能力大,產量達70t/h以上,能適應工廠地區(qū)銷售旺季要求粉磨能力大和盡量利用低谷電,降低產品成本的要求。
  (6) 生產設施盡量露天化布置,以降低工程造價。工藝設計中凡能露天布置的設備和設施露天布置,這不僅使流程簡單,而且為土建專業(yè)節(jié)省了大量圍護材料和框架方面的投資。例如,皮帶機走廊,生料均化庫不設屋蓋,煤磨車間,原料磨車間等不設圍護。
  (7) 重視環(huán)保,節(jié)約資源。新的生產線揚塵點都設置了高效電除塵或袋式除塵器。煤磨及水泥磨采用專用除塵器,特別是水泥磨采用復膜濾料袋式除塵器,該種收塵器具有收塵效果好,阻力小,壽命長等特點,經(jīng)除塵后的氣體含塵濃度<50mg/Nm3,大多在20~40mg/N m3,這不僅減少水泥損失,節(jié)約了資源而且由于濾料阻力小,水泥生產電耗有一定程度的下降。
  (8) 自動化程度高,1000t/d新型干法生產線采用PLC控制方式,該系統(tǒng)具有投資合理、實用、先進、可靠等特點??蓪崿F(xiàn)集散控制功能,操作人員僅需在中央控制室就能實現(xiàn)對生產的控制和指揮。
  (9) 節(jié)能降耗,生產線物料全部采用機械輸送,以降低輸送電耗。生產用冷卻水循環(huán)利用率90%以上。原料烘干,原煤烘干利用窯頭和窯尾廢氣,每年可節(jié)煤4000噸以上。
  (10) 投資低,本工程在設計中堅決貫徹實用、先進、節(jié)約投資的原則,各專業(yè)在保證可靠先進的前提下,優(yōu)化方案,為節(jié)約投資創(chuàng)造條件。在廠院的大力配合下,本工程總投資約8500萬元,單位水泥投資202元/t,這在目前已建成的1000t/d 新型干法生產線中是最低的。
  (11) 建設工期短
  本工程從1998年12月28日開工,經(jīng)過建設單位、設計院、施工單位、安裝單位、監(jiān)理單位的通力合作,僅用10個月的時間完成了本工程的建設,創(chuàng)造了同類型工廠建設速度的記錄。
  (12) 達標達產快
  本工程于1999年10月1日點火,很快就達到了1000t/d的熟料產量,經(jīng)過幾個月的試生產,目前已達產,產量一直維持在1100t/d熟料左右運行,熱耗低于3428KJ/kg.cl。原料磨、煤磨、水泥磨能力均好于設計指標。

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