2000t/d燒無煙煤水泥生產(chǎn)線若干問題分析

　　2、主機設(shè)備

　　2.1、石灰石破碎及輸送

　　石灰石礦山與廠區(qū)直距11 km，海拔高差450 m。破碎系統(tǒng)選用上海重型機器廠生產(chǎn)的TKLPC20.22B單段錘式破碎機及沈陽礦山機械廠生產(chǎn)的2 m×10 m重型板式喂料機，允許進料粒度1 100×1 100×800 mm，出料粒度＜75 mm，產(chǎn)量達600 t/h。破碎后的礦石由B800×10 079.059 m膠帶輸送機(分五段)送至廠區(qū)預均化堆場，中途設(shè)有兩個Φ12 m庫容為3 000 t的中轉(zhuǎn)圓庫，控制系統(tǒng)采用S曲線軟起動技術(shù)，起(制)動加減速度≤0.05 m/s2。

　　2.2、生產(chǎn)制備系統(tǒng)

　　喂料用4臺申克秤，生料粉磨采用RP15.0／140-160型輥壓機終粉磨系統(tǒng)，入料綜合水份≤7%，設(shè)計產(chǎn)量為180 t/h，生料經(jīng)Φ1 500 mm×6 500 mm氣力提升機泵送入Φ17 m×42 m的依堡多料流式生料均化庫。

　　2.3、煤粉制備系統(tǒng)

　　選用Φ3 m×5．5 m＋1 m風掃磨，經(jīng)LSS3 200選粉機及Φ2 600 mm旋風選粉機后煤粉細度分別控制在5%～6%R0.08和1.5%R0.08，分別供窯頭及分解爐用，喂料采用申克公司的克里奧利斯計量秤。

　　2.4、熟料煅燒系統(tǒng)

　　設(shè)有PR6742五級旋風預熱器、Pyroclon管道式分解爐、Pyrorapid回轉(zhuǎn)窯(Φ4 m×47 m)和窯頭煤粉Pyrojet燃燒器(HPJ190K三通道噴煤管)。窯頭和分解爐均100%使用龍巖本地無煙煤，熱值27747 kJ/kg，揮發(fā)份3.2%。熟料冷卻采用
PSC2-042.07T傾斜篦冷機。

　　2.5、水泥粉磨系統(tǒng)

　　采用RPV15.0／140-120型輥壓機和國產(chǎn)Φ3.8 m×11 m中心傳動雙倉球磨機組成的半終粉磨系統(tǒng)，喂料用三臺申克秤，粉磨能力125 t/h。

　　2.6、其他設(shè)備

　　水泥包裝設(shè)有兩臺湖北水泥機械廠生產(chǎn)的哈佛技術(shù)6嘴包裝機；窯頭BE110-4B型電收塵器、窯尾BE140／2-3電收塵器和煤磨BEA23-2電收塵器均為龍巖龍凈集團公司生產(chǎn)；石灰石和粉砂巖的堆取料機由沈陽礦山機械廠提供。

　　3、若干問題分析

　　3.1、石灰石破碎及輸送

　　破碎機選用TKLPC20.22B單段錘式破碎機，設(shè)計能力為600 t/h，錘頭是5排×10個＝50個。試生產(chǎn)時臺時產(chǎn)量一度達不到300 t/h，出料粒度＞75 mm的大塊很多，但其中＜2.5 mm的粉狀物料又占了35%，而且Mn13Cr2錘頭壽命僅13000 t，破碎費用高、運轉(zhuǎn)率低、勞動強度大。經(jīng)分析：產(chǎn)量達不到設(shè)計能力的原因是料倉底部的進料口太小、邊側(cè)鋼軌擋料引進板喂機物料填充不滿，加上板喂機寬度為2 000 mm(應(yīng)為2 200 mm)，且最高轉(zhuǎn)速僅870r/min。將板喂機傳動電機YCT355-6B(45 kW)改為YCT355-4A(55 kW)、最大轉(zhuǎn)速由870 r/min改為1 320 r/min，并將破碎機篦縫由40 mm改為55mm、在下工作腔后部的安全門與給料輥間加焊43 kg鋼軌后，產(chǎn)量達到了600 t/h，出料粒度也達到了要求，詳見表1石灰石破碎粒度篩分對比。

表1　石灰石破碎粒度篩分對比

　　通過試用Mn13Cr2、Mn13Cr2NiTiMoRe、30CrMoV9等多種錘頭，并采用鄭州機械研究所的TDL－65耐磨焊條后，堆焊后錘頭壽命達到10萬t，雖有大幅度提高，但與國內(nèi)其他廠家使用同類破碎機的錘頭壽命相比，仍不理想。影響錘頭壽命的因素有巖石硬度及進出料粒度、錘頭材質(zhì)、巖石含水量及含泥量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及傳動方式、錘頭排列方式等等，根據(jù)近兩年的實踐比較及試驗證明，在不改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及傳動方式的情況下，影響錘頭壽命的最主要因素是錘頭材質(zhì)及排列方式、礦石的爆破方式。采用毫秒微差爆破的礦石因應(yīng)力作用內(nèi)部會產(chǎn)生微裂紋，易碎性大大提高；6排×7個的錘頭排列比5排×10個排列的效果好得多，同樣材質(zhì)的一套新錘頭，在采用新錘頭與磨損過的錘頭交錯排列后，壽命可比使用全套新錘頭提高一倍，詳見表2錘頭使用情況對比。當然，礦石的金屬磨耗指數(shù)、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及傳動方式也是重要因素。 

表2　錘頭使用情況對比

　　破碎后的碎石需經(jīng)E點—D點—C圓庫—B點—A圓庫—0點五段膠帶輸送機及兩臺短膠帶和堆料機后才進入預均化堆場，而且長膠帶的輸送能力600 t/h，短膠帶僅為300 t/h(設(shè)計上考慮在0點分成兩部分同時供應(yīng)兩條生產(chǎn)線)。實際生產(chǎn)中礦山破碎機到廠區(qū)預均化堆料機的諸多環(huán)節(jié)常因設(shè)備故障造成破碎、輸送、堆料三個環(huán)節(jié)不協(xié)調(diào)，經(jīng)常使破碎及輸送不得不夜間加班才能滿足廠區(qū)生產(chǎn)要求。若將C庫和A庫的容量提高到10 000 t則可避免這一問題。今后上第二條生產(chǎn)線時，應(yīng)將0點至堆料機的輸送能力改成與長膠帶能力一致?，F(xiàn)在長膠帶系統(tǒng)中僅遂道內(nèi)有照明，而其余部分沒有照明，并且除各轉(zhuǎn)運站外各段長膠帶區(qū)內(nèi)沒設(shè)維修電源，也在不同程度上影響了正常生產(chǎn)，今后必須補充完善。

　　3.2、原料均化及生料制備

　　石灰石及粉砂巖和預均化堆場為矩形，采用國產(chǎn)天橋皮帶堆科機和橋式刮板取料機。設(shè)計堆放石灰石2×20000 t，粉砂巖2×8700 t。因工藝設(shè)計失誤，只能堆放石灰石2×17000 t。設(shè)計布料400層，均化效果為8，但石灰石堆場實際均化效果只有2.5，主要是因為進料成分較均勻(標差1.231)、采用瞬間取樣方式、取樣頻次小等原因所致。

　　設(shè)計在石灰石破碎機下短膠帶輸送機、粉砂巖破碎機下板喂機及石灰石堆場前的膠帶機上分別裝一臺核子秤，國產(chǎn)核子秤的計量精度差，通過一年的實踐，只好在兩個礦山破碎機前設(shè)置電子地中衡取代核子秤作為礦山生產(chǎn)的計量設(shè)備。

　　由于石灰石堆場位于海拔390 m、而年降雨量1 700 mm的亞熱帶海洋性氣候地區(qū)，通過多次爭論，改變了初步設(shè)計中提出的石灰石采用戶外型預均化堆場的方案，改用戶內(nèi)型，生產(chǎn)實踐證明這一決策是正確的，既保證了進輥壓機的物料綜合水分≤7%，又避免了堆料時的粉塵飛揚，同時也方便了設(shè)備檢修。

　　生料輥壓機終粉磨系統(tǒng)在中國水泥行業(yè)是首次使用，其產(chǎn)量已達180 t/h(細度R0.08為11.74%)。計算電耗的設(shè)備包括輥壓機、打散機和選粉機，保證電耗為12 kWh/t，焊接輥面的壽命為200萬t生料產(chǎn)量。這種用陶瓷套堆焊成的圓柱型輥面實際生產(chǎn)中只粉磨了10萬t生料就需堆焊，在設(shè)備安裝時，國外公司主動另外發(fā)來一套輥面，將原裝輥面換下，但換上的輥面一般磨制15萬t生料即要局部堆焊。這種結(jié)構(gòu)的輥面是否合理還需經(jīng)過長時間的實踐檢驗。輥面壽命將是影響系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率的關(guān)鍵問題。

　　3.3、熟料燒成系統(tǒng)

　　開發(fā)的短窯長徑比已達10左右，如新疆水泥廠燒煙煤的短窯規(guī)格為Φ4 m×43 m。三德公司在中國水泥行業(yè)首次使用無煙煤煅燒技術(shù)，考慮到龍巖無煙煤的揮發(fā)份僅3%～4%，技術(shù)談判時我們堅持要求國外公司延長窯的長度，國外公司最終同意窯規(guī)格為Φ4 m×47 m。至1998年11月底共生產(chǎn)熟料26萬t，平均標號達到66.4 MPa，fCaO為0.872%。所使用的無煙煤平均揮發(fā)份3.24%、熱值為27 747 kJ/kg。實踐證明，無煙煤在窯外分解窯上完全可以煅燒出合格熟料，窯系統(tǒng)的主要操作參數(shù)及技術(shù)經(jīng)濟指標見表3。 

表3　窯系統(tǒng)主要操作參數(shù)及技術(shù)經(jīng)濟指標

　　但是，窯系統(tǒng)的窯尾風機的電機功率太小，僅730kW，與國內(nèi)同規(guī)模廠的1 250 kW相差520kW，在生料喂料量達到125t/h情況下運行較長時間，則經(jīng)常出現(xiàn)跳停，不得不限制喂料量，使窯產(chǎn)量保持在1900t/d左右。在技術(shù)談判時我們要求窯產(chǎn)量要達到2200t/d，多次提出窯尾風機功率太小，但國外公司專家堅持認為730 kW已經(jīng)足夠，實踐證明不能保證產(chǎn)量，今后必須改造。

　　受水泥銷售市場影響，窯系統(tǒng)無法連續(xù)生產(chǎn)，試產(chǎn)初期煤粉細度太粗引起預熱器多次堵塞，開窯停窯頻繁，加上操作經(jīng)驗及熟練程度等原因的影響，至1998年11月高溫帶的耐火磚換了三次，窯頭護鐵換了一次，而噴煤管的澆注料一般20天需要更換一次。因此，窯外分解窯全部使用無煙煤作燃料的操作和維護需要較長時間的摸索和總結(jié)。

　　3.4、原煤儲存及煤粉制備

　　工廠用無煙煤供應(yīng)點距廠區(qū)6km，汽車運輸進廠。設(shè)計選用國產(chǎn)HSZ-150環(huán)錘式破碎機，破碎后的碎煤送入27.5 m×89 m吊車庫，儲量10 000 t。試產(chǎn)時由于煤炭破碎車間的粉塵大，選用的MDC56-3防爆防靜電高效袋收塵器使用效果差，決定把煤炭破碎工作移至煤礦，煤炭價格每噸增加3元，這一方案起到了減少粉塵污染、節(jié)省基建投資、降低綜合電耗、提高勞動生產(chǎn)率的多種作用，對水泥工廠建設(shè)起到了示范作用，值得推廣。

　　鑒于可研階段對原煤質(zhì)量的調(diào)查，附近立窯廠使用同一煤礦的無煙煤的年平均灰分14.69%，標差1.252，熱值24895kJ/kg、標差609.2，認為煤質(zhì)穩(wěn)定，不設(shè)預均化堆場，經(jīng)過一年多的生產(chǎn)證明，所供無煙煤的平均灰分13.70%、標準偏差1.156，熱值27 747 kJ/kg，標差531.1，與預計的情況相符。但是隨著當?shù)毓I(yè)用煤量不斷增加，供應(yīng)趨于緊張，今后很難由一個煤礦供應(yīng)，需要多點進煤，將給生產(chǎn)帶來不便，因此原煤不設(shè)預均化堆場是不可取的，擴建二線時必須考慮。

　　在引進設(shè)備招標時，丹麥公司根據(jù)ISO5074標準方法測定龍巖無煙煤的易磨性指數(shù)為116.0 mg/kg，德國公司只作了無煙煤碾碎性試驗，認為“無煙煤易于碾碎，令人吃驚的是其揮發(fā)份含量極低但灰份含量很高，這就要求碾得很細以確保其充分燃燒”。為了檢驗該公司的無煙煤煅燒技術(shù)，我們在送給對方的煤樣中特地摻入很多煤矸石，使其測得的灰分高達39.08%，而低位熱值只有20 055 kJ/kg。試產(chǎn)以來的實踐證明，無煙煤的磨蝕性極大，使得煤磨風機的葉片及機殼磨損極快，僅運行了1 050 h就換掉了原裝風機葉片，與同樣風機在其他項目上葉片壽命可達10年的情況相差甚遠，這是該公司和業(yè)主均沒有事先引起重視的重大問題。

　　該公司要求煤粉輸送管道的彎頭處需帶輝綠巖或陶瓷內(nèi)襯，但業(yè)主為了節(jié)省20萬元人民幣，在訂貨時取消了耐磨內(nèi)襯，僅使用普通的無縫鋼管，結(jié)果僅運行了約2 000 h，煤粉管道的轉(zhuǎn)彎處即陸續(xù)出現(xiàn)漏粉，只好用澆注料和鋼板保護，但防不勝防，在1998年11月8日大窯點火開始噴煤時，又出現(xiàn)多處漏粉，被迫停止噴煤焊補管道達7.5 h，致使剛掛好的窯皮脫落，并粘帶耐火磚造成紅窯，又停窯更換高溫帶耐火磚長達21 m，損失極大，教訓慘重。

　　由于無煙煤的磨蝕性極大，風機葉片、機殼及煤粉管道的耐磨問題有待抓緊研究解決，以提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率，減少經(jīng)濟損失。

　　3.5、水泥的粉磨及發(fā)放

　　水泥粉磨采用進口輥壓機＋國產(chǎn)球磨機的半終粉磨系統(tǒng)，同樣存在輥壓機輥面壽命問題，雖然在安裝就位后尚未試車即換上新輥面，但也僅運行不到1 000 h即開始堆焊，設(shè)備的運轉(zhuǎn)率受到很大影響。

　　設(shè)計了6個水泥圓庫，儲量6×5000 t，既有火車、汽車散裝，又有袋裝。但卻沒有大袋包裝設(shè)施，滿足不了很多用戶的要求，失去了不少市場，有待完善。

　　由于水泥市場多變，用戶對水泥的品種及性能要求多樣。設(shè)計時只考慮摻加5%的石灰石作混合材(申克秤喂料能力僅15 t/h)，只生產(chǎn)硅酸鹽水泥及普通水泥，為適應(yīng)各種用戶的要求，不得不把混合材的申克秤換成65 t/h。考慮到收購立窯熟料的可能，水泥粉磨系統(tǒng)的設(shè)計能力是年產(chǎn)80萬t，但只設(shè)三組份配料，最好設(shè)置四組分配料。同時從水泥品種及用戶的要求考慮，水泥圓庫若設(shè)計成10×3000 t則將大大方便生產(chǎn)經(jīng)營管理，提高市場占有率和競爭能力。為了便于生產(chǎn)管理，以滿足不同用戶的需要，現(xiàn)在只好提前建設(shè)屬于二期工程的三個水泥圓庫(儲量同為5 000 t)。

　　3.6、原材料烘干問題

　　龍巖的年降雨量大，降雨天數(shù)多，配料使用的鐵礦粉含水量大，雨季時月平均高達15.1%，經(jīng)常造成生料配料倉粘堵，致使人工捅料工作量大。而距工廠2 km處的龍巖鋼鐵廠每年有15萬t的高爐水淬礦渣可供水泥廠作混合材，但水分高達15%～20%，在水泥粉磨工段使用后同樣存在料倉粘堵、下料不暢問題。為了解決以上問題，只好委托附近立窯水泥廠的回轉(zhuǎn)式烘干機代烘干后(水分＜5%)運進工廠。這一問題說明在工藝設(shè)計時應(yīng)充分考慮工廠的生產(chǎn)條件及附近可供利用的原材料。從長遠看有必要考慮利用窯系統(tǒng)的廢氣作熱源增建烘干車間或易地另建烘干車間，以方便生產(chǎn)管理。

　　3.7、電收塵器運行情況

　　窯頭、窯尾及煤磨的三臺電收塵器均選用龍巖空氣凈化設(shè)備廠的產(chǎn)品，經(jīng)龍巖市環(huán)境監(jiān)測站1998年9月進行竣工驗收監(jiān)測，結(jié)果表明三臺電收塵器的除塵效率高，排放濃度大大低于國家排放標準150 mg/Nm3，各方均表示滿意。監(jiān)測結(jié)果見表4。 

表4　電收塵器監(jiān)測結(jié)果

　　4、結(jié)束語 

　　龍巖三德水泥公司2 000 t/h水泥生產(chǎn)線進口設(shè)備盡管尚未進行72 h性能考核，但在全國水泥行業(yè)中首次使用100%無煙煤作窯外分解窯的燃料，首次選用生料輥壓機終粉磨，首次采用長膠帶輸送機的“S”曲線軟起動技術(shù)，對南方數(shù)省缺少煙煤地區(qū)充分利用當?shù)責o煙煤資源，節(jié)省用煤成本［正常生產(chǎn)時每年用煤成本降低9萬t×（360－130）元／t＝2 070萬元］，降低電耗，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，并且減少北煤南運的壓力，推動全行業(yè)技術(shù)進步，具有很大的社會效益和推廣價值。但是對石灰石破碎機的錘頭耐磨性、輥壓機的輥面壽命、煤磨風機的葉片磨損以及無煙煤煅燒的操作經(jīng)驗等問題均有待繼續(xù)研究解決。

　　來源：新世紀水泥導報