東江金磊水泥有限公司2500t/d生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與調(diào)試（一）
2007-01-25 00:00
1、概述
東江金磊水泥有限責(zé)任公司，是湖南省三大水泥骨干企業(yè)之一，擁有三條Φ3.5×145m濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線和三條Φ3.0×10m塔式機(jī)立窯生產(chǎn)線，年產(chǎn)水泥100萬(wàn)噸。公司于2002年通過(guò)了ISO9002質(zhì)量體系認(rèn)證，獲得了產(chǎn)品進(jìn)出口自主經(jīng)營(yíng)權(quán)。2003年10月，公司決策層從自身的發(fā)展需要出發(fā)，堅(jiān)決貫徹國(guó)家“控制總量、調(diào)整結(jié)構(gòu)、提高質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境”的建材工業(yè)發(fā)展方針，決定在廠區(qū)內(nèi)擴(kuò)建一條2500t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線。
合肥水泥研究設(shè)計(jì)院承擔(dān)了該項(xiàng)目的可行性報(bào)告編寫、工程設(shè)計(jì)及生產(chǎn)線主機(jī)設(shè)備供貨和調(diào)試達(dá)標(biāo)工作等。項(xiàng)目正式開(kāi)工于2004年3月，2004年12月28日燒成系統(tǒng)點(diǎn)火烘窯。2005年1月18日系統(tǒng)達(dá)標(biāo)。
該項(xiàng)目的順利投產(chǎn)為金磊公司創(chuàng)造了更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)了“生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)效益提高，環(huán)境保護(hù)良好”的目標(biāo)，為公司實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。
本文就該生產(chǎn)線的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)、設(shè)備配置與生產(chǎn)調(diào)試情況作一簡(jiǎn)要介紹。
2、主要設(shè)計(jì)原則
金磊公司雖然技術(shù)力量較強(qiáng)，但對(duì)大型干法水泥生產(chǎn)工藝及裝備了解不多。因此設(shè)計(jì)前制定了以下的設(shè)計(jì)原則。
以“技術(shù)先進(jìn)、生產(chǎn)可靠、節(jié)省投資、提高效益”為前提，既要技術(shù)先進(jìn)可靠，還要最大限度地節(jié)約投資，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
充分考慮公司現(xiàn)在的生產(chǎn)及場(chǎng)地特點(diǎn)，因地制宜，確保生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的靈活性，為今后進(jìn)一步發(fā)展留有余地。
充分利用當(dāng)?shù)氐脑疾牧希?、水泥配料使用粉煤灰，熟料燒成使用無(wú)煙煤。
立足國(guó)內(nèi)成熟、先進(jìn)的技術(shù)和裝備，最大限度地控制項(xiàng)目投資。
合理選用工藝設(shè)備及流程，盡量減少物料的轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)和落差，減少粉塵的飛揚(yáng)，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所有的塵源點(diǎn)設(shè)置高效收塵器，使本項(xiàng)目的各項(xiàng)排放指標(biāo)達(dá)到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
選用節(jié)能設(shè)備，合理使用調(diào)節(jié)手段，盡量減少系統(tǒng)漏風(fēng)，加強(qiáng)保溫隔熱，采取必要措施提高效率，將能耗指標(biāo)控制在國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。
采用先進(jìn)、可靠的集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，以達(dá)到生產(chǎn)控制的高效、節(jié)能、穩(wěn)定和優(yōu)化控制的目的，并最大程度地減少操作崗位定員。
3、主要工藝流程及設(shè)備配置
石灰石破碎及預(yù)均化
石灰石自卸汽車運(yùn)進(jìn)廠區(qū)后，卸入石灰石破碎機(jī)前的卸料倉(cāng)內(nèi)，經(jīng)板式喂料機(jī)喂入一臺(tái)單段錘式破碎機(jī)，當(dāng)進(jìn)料粒度≤1000mm，出料粒度≤50mm時(shí)，生產(chǎn)能力800t/h。
破碎后的石灰石，經(jīng)由帶式輸送機(jī)送入Φ80m石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)。堆場(chǎng)儲(chǔ)量24000噸。
原料配料及輸送
配料站設(shè)一座Φ8×18m庫(kù)用于儲(chǔ)存石灰石，三個(gè)Φ8×18m配料庫(kù), 分別儲(chǔ)存砂巖、硫酸渣、干粉煤灰。石灰石、砂巖、硫酸渣、干粉煤灰分別由庫(kù)底調(diào)速電子皮帶秤、轉(zhuǎn)子秤按設(shè)定配比卸出,經(jīng)帶式輸送機(jī)送至生料磨。由多元素?zé)晒夥治鰞x和微機(jī)組成的生料質(zhì)量控制系統(tǒng),可自動(dòng)分析出磨生料成份,并據(jù)分析結(jié)果和目標(biāo)值自動(dòng)調(diào)節(jié)電子皮帶秤、轉(zhuǎn)子秤轉(zhuǎn)速控制各原料的下料量,確保出磨生料成份合格。
生料粉磨
按比例配合后的原料經(jīng)帶式輸送機(jī)送入生料磨內(nèi)粉磨，生料磨為集烘干和粉磨于一體的HRM3400立磨，生產(chǎn)能力為180t/h。烘干熱源來(lái)自窯尾高溫風(fēng)機(jī)排出的高溫廢氣, 氣體溫度250℃。出磨廢氣經(jīng)高效旋風(fēng)收塵器分離后，成品由機(jī)械輸送設(shè)備送入均化庫(kù)。廢氣由系統(tǒng)排風(fēng)機(jī)送入窯磨廢氣處理系統(tǒng)。
窯、磨廢氣處理
窯尾預(yù)熱器的廢氣，經(jīng)增濕塔降溫后經(jīng)高溫風(fēng)機(jī)排出，一部分送至原料磨作烘干熱源，其余部分與原料磨排出的廢氣匯合，進(jìn)入電收塵器凈化，由排風(fēng)機(jī)排入大氣
在系統(tǒng)布置上，窯磨廢氣處理系統(tǒng)與生料磨和預(yù)熱器塔架呈環(huán)狀矩形布置，排廢氣的鋼煙囪依附在預(yù)熱器塔架上，不但布置緊湊、占地少，而且廢氣管道短，節(jié)省投資。
生料均化庫(kù)及窯尾喂料
設(shè)置一座Φ18×50m多股流連續(xù)式均化庫(kù)儲(chǔ)存、均化生料。均化庫(kù)的儲(chǔ)量8750噸。由斗式提升機(jī)送至均化庫(kù)頂?shù)纳铣史派錉疃帱c(diǎn)下料入庫(kù)分層堆放,由充氣槽卸入均化庫(kù)內(nèi)經(jīng)氣力攪拌均勻合格后,經(jīng)由氣動(dòng)回轉(zhuǎn)閥、流量控制閥卸出生料庫(kù)進(jìn)入計(jì)量小倉(cāng),生料經(jīng)計(jì)量小倉(cāng)下的調(diào)速皮帶秤計(jì)量后,由斜槽、提升機(jī)喂入預(yù)熱器系統(tǒng)。
熟料燒成系統(tǒng)
系統(tǒng)是按無(wú)煙煤作燃料設(shè)計(jì)，采用在線式大容積的分解爐，直徑6m，高度26m，帶鵝頸管，有利于燃料在爐內(nèi)的充分燃燒，同時(shí)增加了物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，提高了入窯生料分解率；窯頭噴煤管采用采用丹麥?zhǔn)访芩构镜腄UOFLEX型第三代水泥窯用燃燒器，可通過(guò)改變內(nèi)外風(fēng)速度和風(fēng)量比例，靈活調(diào)整火焰形狀和燃燒強(qiáng)度，具有一次風(fēng)量少，火焰形狀好，燃料燃燒充分等特點(diǎn)。
熟料燒成系統(tǒng)采用φ4.0×60m回轉(zhuǎn)窯，單系列五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器。窯頭、分解爐燃煤比例為4∶6。窯尾在分解爐底部設(shè)有二個(gè)燃燒器，分解爐用三次風(fēng)從窯頭罩上抽取。
熟料冷卻、儲(chǔ)存及輸送
熟料冷卻機(jī)采用帶控制流篦板的第三代空氣梁冷卻機(jī)，篦床有效面積64m2，主要特點(diǎn)如下：?jiǎn)挝焕鋮s風(fēng)量小，冷卻效果好。篦板溫度低，運(yùn)行良好；控制流篦板的高阻力特性增強(qiáng)了冷卻機(jī)系統(tǒng)抗料層波動(dòng)的穩(wěn)定性；控制流篦板的高穿透性，對(duì)料層進(jìn)行深層次的氣固熱交換，有效的消除了“紅河”現(xiàn)象；與大窯頭罩配合使用，可有效的提高二、三次風(fēng)溫，提高冷卻機(jī)的熱效率，降低熟料熱耗。
入冷卻機(jī)熟料溫度為1365℃，出冷卻機(jī)熟料溫度為65℃+環(huán)境溫度，整個(gè)冷卻機(jī)系統(tǒng)的熱效率達(dá)到75%。冷卻機(jī)出口設(shè)有熟料破碎機(jī)，出破碎機(jī)的熟料經(jīng)鏈斗輸送機(jī)送入一座熟料圓庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存。 出篦冷機(jī)的高溫氣體分為三部分。第一部分作為二次風(fēng)和三次風(fēng)由窯頭罩進(jìn)入燒成系統(tǒng)；第二部分作為煤磨烘干的熱源；其余部分廢氣經(jīng)電收塵器凈化處理后排入大氣。出冷卻機(jī)的熟料由鏈斗輸送機(jī)送入一座Φ32×23m熟料庫(kù)中儲(chǔ)存。總儲(chǔ)量30000噸。庫(kù)側(cè)設(shè)有熟料散裝系統(tǒng)。
煤粉制備及計(jì)量系統(tǒng)
煤磨選用一臺(tái)φ3×9m風(fēng)掃式鋼球磨,當(dāng)入磨水分≤8%,出磨水分≤1%,產(chǎn)品細(xì)度為0.08mm方孔篩篩余≤2～4%時(shí),磨機(jī)能力為18t/h。原煤經(jīng)原煤倉(cāng)底圓盤給料機(jī)計(jì)量后, 進(jìn)入磨內(nèi)粉磨,隨氣流出磨的合格煤粉由動(dòng)態(tài)選粉機(jī)和煤磨專用防爆袋收塵器收集。各煤粉倉(cāng)下設(shè)有環(huán)狀天平秤,對(duì)煤粉進(jìn)行計(jì)量,計(jì)量后的煤粉用羅茨風(fēng)機(jī)直接送入窯頭多通道噴煤管入窯煅燒,送入窯尾分解爐燃燒的煤粉則采用螺旋泵輸送（由羅茨風(fēng)機(jī)供氣）。烘干用熱風(fēng)來(lái)自窯頭篦冷機(jī)廢氣。
水泥粉磨及輸送
水泥磨選用2套Φ3.2×13m開(kāi)路磨與輥壓機(jī)組成的閉路球磨系統(tǒng)，產(chǎn)量為2×65t/h。
來(lái)自水泥配料站的混合料經(jīng)過(guò)皮帶輸送機(jī)送至輥壓機(jī)的穩(wěn)料倉(cāng)中，與打散分級(jí)機(jī)選出的粗顆粒一起均勻地進(jìn)入輥壓機(jī)擠壓成料餅，由提升機(jī)送入打散分級(jí)機(jī)分選，大于3mm的粗顆粒（未擠壓好的料和邊緣漏料），返回到輥壓機(jī)的穩(wěn)料倉(cāng)中等待重新擠壓；小于3mm的細(xì)顆粒經(jīng)過(guò)擠壓后，結(jié)構(gòu)受到了破壞，物料的易磨性得到了改善，再送入開(kāi)流水泥磨粉磨成符合成品要求的水泥。
自動(dòng)控制系統(tǒng)
整條生產(chǎn)線采用siemens公司的集散型ＤＣＳ控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度較高。
4、調(diào)試及生產(chǎn)達(dá)標(biāo)情況
生產(chǎn)調(diào)試是生產(chǎn)線建設(shè)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是將設(shè)計(jì)、土建、安裝工作等轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)的一個(gè)重要過(guò)程，生產(chǎn)線在短時(shí)間內(nèi)達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)可為業(yè)主創(chuàng)造最佳的經(jīng)濟(jì)效益。調(diào)試工作是一個(gè)系統(tǒng)工程，牽涉到業(yè)主、設(shè)計(jì)、安裝及裝備廠家等相關(guān)單位。
4.1調(diào)試的組織
進(jìn)入調(diào)試階段后即成立了由業(yè)主、主要設(shè)計(jì)者、生產(chǎn)調(diào)試人員和安裝單位的技術(shù)人員組成的調(diào)試小組。每天處理各類問(wèn)題：人員的組織和調(diào)配；原燃材料和備品備件的供應(yīng)；圖紙?jiān)O(shè)計(jì)修改；處理試車過(guò)程中出現(xiàn)的機(jī)電問(wèn)題等。
4.2調(diào)試過(guò)程
調(diào)試資料準(zhǔn)備與人員培訓(xùn)
設(shè)計(jì)院料編制了各車間的生產(chǎn)調(diào)試說(shuō)明書；并與業(yè)主一道共同編制了全廠設(shè)備潤(rùn)滑表、各崗位安全操作規(guī)程、各崗位操作記錄表格、備品備件計(jì)劃、及調(diào)試大綱和試車方案。組織舉行了多次培訓(xùn)，內(nèi)容包括工藝、電氣、機(jī)械專業(yè)知識(shí)，授課人員由各方面專業(yè)人員組成，加快了業(yè)主對(duì)干法窯的掌握。
單機(jī)試車
單機(jī)試車是對(duì)機(jī)電設(shè)備制造、安裝質(zhì)量的初次檢驗(yàn)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)收。進(jìn)行單機(jī)試車時(shí)，對(duì)設(shè)備的空載電流(注意與額定電流的比較)、溫升、振動(dòng)、聲音等進(jìn)行了檢查、觀察和記錄。一是檢測(cè)裝備質(zhì)量和安裝質(zhì)量是否合格；二是為設(shè)備帶負(fù)荷試車時(shí)對(duì)比用。
電器打點(diǎn)及無(wú)負(fù)荷聯(lián)動(dòng)是單機(jī)設(shè)備考核之后，負(fù)荷試車之前的一個(gè)重要階段，是對(duì)施工接線的一次全面檢查，是對(duì)電器自動(dòng)化設(shè)計(jì)及集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱DCS)應(yīng)用軟件的一次全面檢查及考核。其主要目的是使工廠的設(shè)備、裝置、設(shè)施能夠按預(yù)定的程序運(yùn)行。中控與現(xiàn)場(chǎng)人員密切配合按組起、組停；組起、連鎖停；組起、緊停進(jìn)行試驗(yàn)，直至達(dá)到要求為止。
負(fù)荷試車
負(fù)荷試車是在無(wú)負(fù)荷聯(lián)動(dòng)之后生產(chǎn)調(diào)試的最后一道環(huán)節(jié)。該階段工作的主要目的是從石灰石破碎開(kāi)始有計(jì)劃、有步驟地打通整條生產(chǎn)線，在各工序連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，使各主要生產(chǎn)車間分別達(dá)到規(guī)定的性能考核指標(biāo)，進(jìn)而完成達(dá)標(biāo)考核。
立磨的調(diào)試從12月初開(kāi)始進(jìn)行。期間遇到過(guò)二件事：
（1）循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)口閥門因風(fēng)葉與軸出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，導(dǎo)致中控顯示開(kāi)度與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況不符，磨內(nèi)拉風(fēng)不夠，所以每次投料不久就因料層過(guò)厚震動(dòng)較大，反復(fù)多次，最終得以解決，磨機(jī)停停開(kāi)開(kāi)，臺(tái)產(chǎn)保持在110t/h左右，累計(jì)磨制了2800余噸生料。
（2）在高溫風(fēng)機(jī)液力偶合器更換期間，立磨一直處于不正常狀態(tài)，落輥3-5min之后，就開(kāi)始振動(dòng)，連續(xù)數(shù)天，經(jīng)過(guò)分析，也嘗試了幾種可能的辦法：取消擋料圈，調(diào)整輥隙，清理管道，磨內(nèi)噴水等；第三天立磨系統(tǒng)才運(yùn)行正常。
這次調(diào)試，有下列幾個(gè)因素值得總結(jié)：
1)氣溫較低時(shí)，空氣密度大，介質(zhì)較重，風(fēng)機(jī)負(fù)荷大，同等電流情況下磨內(nèi)拉風(fēng)不夠，烘干能力差，物料排不出去，使料層厚度增加產(chǎn)生振動(dòng)；
2)入磨物料中粉煤灰太干，顆粒間凝聚力小，不易形成穩(wěn)定料層，導(dǎo)致設(shè)備振動(dòng)；
3)落輥時(shí)間掌握不準(zhǔn)確，不是太遲就是太早；
4)風(fēng)、料、輥壓之間的平衡因缺乏經(jīng)驗(yàn)很難把握，導(dǎo)致振動(dòng)；通過(guò)幾天的不斷摸索、嘗試，基本掌握了立磨的操作和規(guī)律，使立磨在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量達(dá)到了230t/h的水平，且能做到長(zhǎng)時(shí)間的平穩(wěn)運(yùn)行。
12月中旬開(kāi)始初次點(diǎn)火烘窯，整個(gè)烘窯過(guò)程共歷時(shí)五天，過(guò)程也比較順利。后因高溫風(fēng)機(jī)的液力偶合器故障而中斷;第二次點(diǎn)火，調(diào)整了操作方法，結(jié)果使升溫時(shí)間明顯縮短，但最終由于分解爐燃煤輸送管道施工布置不合理，使兩根煤管阻力失衡堵塞而再次中斷；第三次點(diǎn)火投料后，因C4下料管堵塞停窯。隨后對(duì)入爐撒料箱進(jìn)行了徹底的整改，解決了堵料積料的問(wèn)題，另各級(jí)翻板閥也徹底地進(jìn)行了檢查，確保了翻板閥在熱態(tài)始終保持良好的靈活性。從12月28日點(diǎn)火后
全線一直比較正常。入窯生料喂料量已穩(wěn)定在180～210t/h。
對(duì)于窯操作，根據(jù)實(shí)際情況，采取邊操作、邊總結(jié)、邊提高的方式進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)積累，針對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的每一個(gè)問(wèn)題，認(rèn)真地分析，不斷地調(diào)整操作參數(shù)，總結(jié)規(guī)律，優(yōu)化操作方案?，F(xiàn)在中控操作員能很輕松地解決常見(jiàn)的問(wèn)題。
4.3生產(chǎn)達(dá)標(biāo)情況
調(diào)試初期先使用煙煤生產(chǎn)，進(jìn)而采用煙煤與無(wú)煙煤混合搭配使用。調(diào)試期間實(shí)際進(jìn)廠各原燃材料分析結(jié)果見(jiàn)表2和表3。
調(diào)試期采用石灰石、砂巖、硫酸渣、粉煤灰四組份配料，熟料率值確定為：KH=0．88~0．90；SM=2．5~2．7；IM=1．5~1．7。
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