麥塞博水泥廠位于埃塞俄比亞北部Mekelle市，廠區(qū)海拔約2km，占地面積257950m2。由丹麥FLS公司提供全套設(shè)備，土耳其ENKA公司安裝，于1999年2月完工。該生產(chǎn)線總投資1.3億美元，設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)60萬t熟料，熟料熱耗3050kJ/kg，水泥綜合電耗115kWh/t，以重油為燃料。 

中國建材總公司(簡稱CBMC)與埃方簽署了為期2年的合同，期限由1999年12月18日至2001年12月18日。中方主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)線調(diào)試和組織生產(chǎn)、生產(chǎn)管理、設(shè)備維修和生產(chǎn)培訓(xùn)。CBMC與我公司達(dá)成協(xié)議由我公司派出生產(chǎn)維修技術(shù)人員和崗位人員，共同完成合同中規(guī)定任務(wù)。1999年11月中旬中方人員開始陸續(xù)抵達(dá)現(xiàn)場，逐步展開各項(xiàng)工作。通過調(diào)試我們感覺到該生產(chǎn)線工藝布局緊湊，生產(chǎn)流程順暢，設(shè)備選型合理且質(zhì)量過硬，機(jī)電自動(dòng)化裝備水平較高，但某些設(shè)備存在一些缺陷，有時(shí)影響到全線的運(yùn)轉(zhuǎn)率。 

1　生產(chǎn)線的工藝配置及特點(diǎn) 

　　 
1.1　礦山及原料均化系統(tǒng) 
　　

工廠選用皮帶走廊運(yùn)輸原料，皮帶走廊的長度約2km。礦山錘式破碎機(jī)的型號(hào)為EV-200×200-1。在調(diào)試過程當(dāng)中，錘頭的使用壽命在10個(gè)月左右，只有在破碎砂巖時(shí)磨損較嚴(yán)重。 
　　

原料的均化采用矩形堆場，配有SU-7.732-560/22.158型布料機(jī)，布料能力560m3/h，2臺(tái)LHO-BC-OC-300/35取料機(jī)，取料能力為300m3/h。石灰石的旱季儲(chǔ)量為:2×17900t，雨季的儲(chǔ)量為:2×10200t；頁巖的旱季儲(chǔ)量為:2×8100t，雨季時(shí)由于頁巖的水分含量較大，所以在此之前多儲(chǔ)備一些頁巖，儲(chǔ)量為:(8100+24500)t；另外，堆場內(nèi)還可以儲(chǔ)備3600t砂巖，3600t鐵石，3200t石膏。 

1.2　生料粉磨系統(tǒng) 
　　

原料主要來自于廠區(qū)周圍的礦山及河床，運(yùn)輸方便，易磨性較好。生料磨規(guī)格為Φ5.0m×8.25m+2.2m，帶有2.2m的烘干倉。磨體齒輪傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率2900kW，裝球量176t，球體直徑為20～90mm，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為172t/h，實(shí)際已達(dá)到180t/h，可處理入磨物料水分達(dá)4%，出磨物料的水分<0.5%，成品細(xì)度<14%。系統(tǒng)配有Sepax-475mm-124型選粉機(jī)并帶有2個(gè)Φ5.0m旋風(fēng)筒。系統(tǒng)風(fēng)機(jī)功率為1190kW。 
　　

系統(tǒng)的一些特點(diǎn): 
　　

1)窯尾的廢氣可作為生料制備的熱源，由于工藝布局緊湊，高溫風(fēng)機(jī)的位置距離生料磨入料口很近，來自窯尾的高溫廢氣幾乎沒有太大的熱量損失就能被利用。預(yù)熱器出口與生料磨進(jìn)口之間的溫度差在20℃左右。 
　　

2)出磨斜槽內(nèi)部有一個(gè)可調(diào)溢流閘板(見圖1)，它主要起到鎖風(fēng)的作用。溢流閘板由3塊鐵板構(gòu)成，在鐵板a的底部有一排鋸齒形小孔，可以將沉積下來的碎小研磨體和一些極難研磨的物料排出。鐵板b和c通過螺栓連接在一起，c板的位置可以作上下調(diào)整，合理的固定鐵板c的位置可以起到很好的鎖風(fēng)作用。 
　　 




　　圖1　可調(diào)溢流閘板 

　　

出磨物料經(jīng)過溢流閘板、斗式提升機(jī)送至選粉機(jī)前的另一個(gè)斜槽，該斜槽中間被一縮口分開，縮口下方是一分格輪，每隔一定時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)1次。出磨物料輸送到這里時(shí)，較重的碎小研磨體和一些難磨物料落入縮口而被排出。隨同排出的細(xì)粉經(jīng)一振動(dòng)篩篩分后重新回到出磨斜槽，較重較硬的大顆粒被外排，對(duì)保護(hù)高速旋轉(zhuǎn)的選粉機(jī)轉(zhuǎn)子非常重要，同時(shí)也有利于提高粉磨效率。 

1.3　生料均化系統(tǒng) 
　　

該生產(chǎn)線采用儲(chǔ)存量為10000t的CF型均化庫。直徑16m，高43m。庫底有7個(gè)下料點(diǎn)，每個(gè)下料點(diǎn)周圍有6個(gè)充氣區(qū)，均化系數(shù)可達(dá)12，具有電耗低、氣體消耗量低的優(yōu)點(diǎn)。均化電耗0.2kWh/t。均化庫的卸料系統(tǒng)由過程控制單元自動(dòng)調(diào)節(jié)。 

1.4　熟料燒成系統(tǒng) 
　　

窯尾采用的是LP型單系列低壓損五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器和ILC低氮型分解爐。C1、C2直徑均為5400mm，C3、C4、C5直徑均為5700mm。分解爐設(shè)計(jì)在窯尾的上升煙道上，分為2部分:上部是在線部分，規(guī)格為Φ6.6m×18m，底部是方形的低氮部分，規(guī)格為3.0m×3.0m。煙氣在在線部分能滯留大約3.4s，而在低氮部分只能滯留0.2s；回轉(zhuǎn)窯的規(guī)格為:Φ3.75m×57m，斜度為:4%，主傳動(dòng)功率為250kW；窯頭采用富勒克萊克斯型篦式冷卻機(jī)，技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行可靠?；剞D(zhuǎn)窯燃燒器是新型的Swirlax燃燒器，型號(hào)為:SOG-219-330-8，燃燒器油槍型號(hào)為:TFSM-65KM。分解爐油槍的型號(hào)為:OEC-4B。 
　　

1)預(yù)熱器的旋風(fēng)筒主要是以高的傳熱效率、低的壓力損失、高的分離效率和小的外形尺寸為標(biāo)準(zhǔn)，使旋風(fēng)筒布置合理、方便，有效地減少了預(yù)熱塔面積，保證了較大的維修空間。為了能夠降低壓力損失，在設(shè)計(jì)上采取了較大的旋風(fēng)筒氣流的進(jìn)口和出口，為氣流提供了較大的回旋空間。另外也考慮到了內(nèi)筒的因素。外形結(jié)構(gòu)見圖2。 

　　 




　　圖2　預(yù)熱器結(jié)構(gòu) 

　　

該生產(chǎn)線C1～C5的分離效率分別為:93%、88%、85%、82%和78%，壓力損失要比普通的旋風(fēng)筒降低40%～50%，整個(gè)系統(tǒng)熱量交換進(jìn)行得比較完全。投料正常時(shí)，預(yù)熱器出口溫度在280～290℃左右，充分地利用了熱源。再加上較高的入窯物料的分解率和冷卻機(jī)較高的熱回收效率，這些都是達(dá)到高產(chǎn)低耗的有利條件。 
　　

2)從窯頭罩過來的800℃左右的熱風(fēng)以切線進(jìn)入分解爐，由于分解爐較大的容積以及底部縮口產(chǎn)生的噴騰作用，加之合理的氣體渦流，使得窯尾煙氣與進(jìn)入到分解爐內(nèi)的生料粉和燃料得到充分的混合，同時(shí)也延長了生料粉在分解爐內(nèi)的停留時(shí)間，使熱交換進(jìn)行得更加完全，生料的分解率達(dá)到90%～95%。另外，生料從分解爐下錐體的上部和上升煙道中喂入，這不僅有利于提高分解率，而且還可以有效地控制窯尾上升煙道的溫度，防止結(jié)皮現(xiàn)象的發(fā)生。這種分解爐非常適合使用低質(zhì)油，有效降低了分解爐內(nèi)的NOx含量。 
　　

3)回轉(zhuǎn)窯主燃燒器便于調(diào)節(jié)，一次風(fēng)消耗量要比傳統(tǒng)的燃燒器低許多，提高了窯內(nèi)的傳熱效率。通過調(diào)整軸向風(fēng)和徑向風(fēng)手動(dòng)分配閥門可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火焰形狀的調(diào)整。另外，燃燒器的噴嘴區(qū)域是可以伸縮的內(nèi)、外套筒，通過調(diào)節(jié)改變噴嘴噴射的有效面積，從而改變軸向風(fēng)和徑向風(fēng)的風(fēng)速，同樣能夠調(diào)整火焰。 
　　

燃燒器內(nèi)部的油槍包括:頭部、管道、軸和聯(lián)軸器。頭部內(nèi)有火嘴、燃油擴(kuò)散器和頂針等。通過調(diào)節(jié)燃油擴(kuò)散器的位置可以調(diào)整燃油的擴(kuò)散程度，擴(kuò)散程度愈大，火焰越短越粗；反之，火焰越長越細(xì)。在生產(chǎn)中，燃油流量是通過頂針來控制的。頂針可以前后移動(dòng)，通過控制頂針和油槍噴嘴的相對(duì)位置來實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油流量的調(diào)節(jié)。油槍的工作油壓為2.5×103kPa，在這樣的壓力下，燃油得到了很好的霧化。 
　　

分解爐有4根油槍，安裝在分解爐錐體下方大約500mm處。每根油槍的旁邊都有1個(gè)清灰孔，通過它可以看到火焰的底部，火嘴上的積灰也可以及時(shí)地被清除掉。燃油和壓縮空氣在油槍內(nèi)混合，混合物噴出油嘴的同時(shí)被霧化。霧化用壓縮空氣的工作壓力為6×102kPa。生產(chǎn)過程中，燃油流量是由燃油站的電動(dòng)閥門來控制的。 
　　

4)冷卻機(jī)共分為2個(gè)區(qū)段:一段為控制流量區(qū)(CFG)，篦床寬度3m，有效長度5850mm，在長度方向上分為2個(gè)室，采用了空氣梁技術(shù)；二段為低漏料區(qū)(RFT)，篦床寬度3m，有效長度8250mm，在長度方向上分為3個(gè)室，冷卻風(fēng)直接被鼓入風(fēng)室冷卻篦板和熟料。CFG區(qū)供風(fēng)系統(tǒng)見圖3。 
　　 




　　圖3　CFG區(qū)供風(fēng)系統(tǒng)示意 

　　

CFG區(qū)的冷卻方式是分區(qū)域冷卻的，1室在寬度方向上可分為左(L)、中(C)和右(R)3個(gè)區(qū)，分別由1L、1C、1R風(fēng)機(jī)冷卻。2室在寬度方向上分為左(L)和右(R)2個(gè)區(qū)由2L、2R風(fēng)機(jī)冷卻。在每個(gè)冷卻區(qū)域上，熟料的分布并不相同，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整各個(gè)區(qū)域的冷卻風(fēng)壓和風(fēng)量，可使熟料的冷卻效果達(dá)到最佳(見表1和表2)。風(fēng)壓和風(fēng)量的調(diào)整可以通過調(diào)節(jié)為單個(gè)區(qū)域提供冷卻風(fēng)的管道上的閥門來完成。1室和2室的風(fēng)室內(nèi)壓力是由1臺(tái)密封風(fēng)機(jī)(1S)控制的。密封風(fēng)機(jī)的氣流從活動(dòng)篦板和固定篦板的縫隙以及篦床的密封部分吹出，所以落入篦板下面風(fēng)室內(nèi)的熟料非常有限，而且密封氣流十分有力地沖入篦板表面與另一篦板前沿之間的空隙，否則，熟料粉將在這個(gè)區(qū)域沉積下來，使兩者之間的縫隙變寬，造成篦板前沿的損傷。  




注：風(fēng)機(jī)編號(hào)中1~5代表1~5室。 
　　

通過CFG區(qū)的氣流強(qiáng)勁有力，使得熟料分布到篦床的整個(gè)寬度上，這不僅防止了熟料粘結(jié)在一起，還起到了調(diào)整氣流的作用，使得熟料處于一種沸騰狀態(tài)，熱量的回收達(dá)到70%以上。同時(shí)也有效地阻止了熟料在篦板間隙中沉積下來而造成篦板的損傷，延長了篦板的使用壽命。CFG篦板特有的倒“T”字形的篦縫，能夠捕獲因突然停機(jī)而落下的細(xì)小顆粒，而且在下次開機(jī)時(shí)，這些顆粒能被氣流自動(dòng)清除。在RFT區(qū)，所有的冷卻空氣由篦板下方通過篦板的狹縫鼓入熟料層，通過調(diào)整冷卻風(fēng)比例和篦床料厚，可使出冷卻機(jī)熟料溫度達(dá)到期望值。經(jīng)過冷卻后的熟料，溫度為環(huán)境溫度+80℃。 
　　

篦冷機(jī)各部分由一定數(shù)量的風(fēng)機(jī)提供冷卻風(fēng)量，這樣能很好地控制各部分風(fēng)量，使冷卻熟料消耗的空氣量相應(yīng)的減少。可以根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整，以求得合理的參數(shù)控制。 

1.5　水泥粉磨系統(tǒng) 
　　

水泥粉磨選用1臺(tái)Φ4.6m×12.5m的雙倉磨，中心傳動(dòng)，傳動(dòng)功率3500kW，設(shè)計(jì)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量120t/h，磨內(nèi)設(shè)計(jì)裝球量222.9t，其中一倉77.1t，二倉145.8t，填充率27.3%，球體直徑由15～90mm。但實(shí)際操作中填充率為23%，裝球量為80%左右，磨機(jī)的功率已接近滿負(fù)荷，磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量在110～120t/h左右。由于實(shí)際情況與設(shè)計(jì)上的差別，磨機(jī)的運(yùn)行狀況勢必達(dá)不到其應(yīng)有的水平。該系統(tǒng)配備有Sepax-375mm-222型選粉機(jī)，并帶有4個(gè)旋風(fēng)除塵器，旋風(fēng)筒直徑2750mm，系統(tǒng)風(fēng)機(jī)HF5S223TSR型，風(fēng)量2175m3/min，功率375kW。該系統(tǒng)采用了磨內(nèi)噴水裝置。 
　　

雖然與生料磨選粉機(jī)型號(hào)相同，但是生料磨選粉機(jī)底部是連接在磨出口上升管道之上，而水泥磨選粉機(jī)底部是一個(gè)錐體，錐體下部是一個(gè)外排閘板。出磨物料經(jīng)撒料盤撒落在氣流中，物料中較重的顆粒不能被氣流所帶動(dòng)而落下來，被收集到選粉機(jī)下部的錐體中定時(shí)外排。分級(jí)后粗粉中成品率占10%以下。  

2　生產(chǎn)調(diào)試中出現(xiàn)的一些問題 

在生料磨系統(tǒng)，由于設(shè)計(jì)上各種原料均通過同一條運(yùn)輸皮帶運(yùn)送到各自的磨頭倉，所以上料過程就顯得比較緊張，有時(shí)不得不停磨等料，影響了磨機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)試后期更換了砂巖的品種，砂巖的用量減少了許多，從而也就緩解了上料的緊張程度。 
生料磨試運(yùn)轉(zhuǎn)初期，選粉機(jī)的風(fēng)量明顯不足，單純靠提高系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量常常會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面的影響。比如，磨內(nèi)物料向前運(yùn)動(dòng)過快，不能充分的破碎和研磨，而且經(jīng)常發(fā)生堵塞出磨篦子的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了生料磨的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。將系統(tǒng)風(fēng)機(jī)和選粉機(jī)之間的循環(huán)風(fēng)管道更換成較大直徑的以后，選粉效率和粉磨效率都得到了很大的提高。 
　　

在調(diào)試過程中，CF庫庫底的一個(gè)卸料口經(jīng)常被生料塊兒堵死，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雨季來臨，降雨量較大，庫頂收塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，將雨水從庫頂通風(fēng)口抽到庫內(nèi)，造成生料結(jié)塊兒，而且總是在特定的區(qū)域結(jié)塊，從而引起該卸料口堵塞。之后，我們采取了一定的防雨措施，避免了類似問題的再次發(fā)生。 
　　

水泥磨采用磨內(nèi)噴水系統(tǒng)來降低磨內(nèi)的溫度，但實(shí)際使用中雖然操作人員盡量將磨出口溫度控制在一個(gè)較高的位置，但依然能感覺出出磨水泥還是有點(diǎn)潮濕。如果磨機(jī)出口的溫度控制過高，會(huì)使石膏脫水。所以我們?cè)诓僮鬟^程當(dāng)中，盡量采取改善磨內(nèi)通風(fēng)的辦法來降低磨內(nèi)溫度。盡量做到能少噴水則少噴水，以降低水泥中的含水量。 
　　

由于該地區(qū)的電力水平比較落后，經(jīng)常由于停電和電壓波動(dòng)等造成停機(jī)，嚴(yán)重地影響了整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，增加了許多能源和設(shè)備上的消耗。對(duì)燒成系統(tǒng)影響尤為嚴(yán)重，這些不必要的停機(jī)造成了燒成系統(tǒng)熱工制度的極不穩(wěn)定，使得前后過渡帶的窯皮經(jīng)常發(fā)生脫落，所以不僅影響到回轉(zhuǎn)窯的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，而且對(duì)耐火材料的使用壽命也造成了不同程度的影響。此外，停機(jī)時(shí)高溫物料和氣體對(duì)設(shè)備的損害也引起了高度的注意。如:該生產(chǎn)線三次風(fēng)閘板靠近窯頭一端，雖然正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有1臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)用于冷卻閘板，但冷卻效果并不理想，加之幾次停電，閘板在高溫氣體的作用下發(fā)生了嚴(yán)重的變形，一直無法正常使用，嚴(yán)重地影響了系統(tǒng)風(fēng)量在分配上的隨時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)，給生產(chǎn)、操作帶來了一定的困難。如果高溫物料和氣體一旦影響到了回轉(zhuǎn)窯筒體、篦冷機(jī)和ID風(fēng)機(jī)，那么后果更是不堪設(shè)想。為了將這種情況下對(duì)設(shè)備的損傷減少到最小，該生產(chǎn)線配備了1臺(tái)小型柴油發(fā)電機(jī)，停電1min后，發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，可供給1臺(tái)備用小型空壓機(jī)(壓縮空氣可以提供給回轉(zhuǎn)窯大齒圈油站和一些必要的氣動(dòng)閘板使用)、窯慢轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、一次風(fēng)備用風(fēng)機(jī)(用于冷卻主燃燒器)和窯口冷卻風(fēng)機(jī)(此時(shí)的冷卻風(fēng)被改變風(fēng)向，用于冷卻篦冷機(jī)1室的篦板及熟料)。一段篦床也可以利用臨時(shí)電源定時(shí)活動(dòng)一下，以防熟料粘結(jié)在一起。另外，停電時(shí)，一些沒有冷卻手段的設(shè)備應(yīng)及時(shí)撤離高溫區(qū)，如分解爐的油槍、增濕塔內(nèi)的水槍等。系統(tǒng)電壓波動(dòng)造成設(shè)備保護(hù)性停機(jī)，由于電力供應(yīng)很快恢復(fù)正常，最好的辦法就是在盡可能短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，防止在高溫情況下對(duì)設(shè)備造成不必要的損傷。我們還要求崗位人員及時(shí)、準(zhǔn)確地檢查各個(gè)設(shè)備的實(shí)際情況，做到心中有數(shù)，為及時(shí)地啟動(dòng)設(shè)備做好各項(xiàng)準(zhǔn)備。 
　　

由于埃國國內(nèi)的水泥市場需求量較小，加之落后的交通運(yùn)輸條件，使得水泥銷售量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，所以無法進(jìn)行長時(shí)間的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，年運(yùn)轉(zhuǎn)率為37%，熟料產(chǎn)量25萬t。由于生產(chǎn)不能正常連續(xù)進(jìn)行，實(shí)際的熟料熱耗大約在3135kJ/kg，比設(shè)計(jì)熱耗偏高些，熟料電耗為120kWh/t，熟料日產(chǎn)量2100t。