銅陵海螺5000t/d熟料國產化示范線工程掃描

　　銅陵海螺5000t/d熟料國產化示范線(以下簡稱銅陵二線)是國內第一條全部采用國產化主機設備的5000t/d熟料級水泥生產線。該生產線由國內最大的水泥集團——安徽海螺集團為建設業(yè)主，由中材國際南京水泥工業(yè)設計研究院(以下簡稱南京院)承擔工程設計和技術支撐服務。該生產線燒成系統(tǒng)主機設備(預熱分解系統(tǒng)、回轉窯、篦冷機、燃燒器)由南京院開發(fā)設計并進行設備成套供貨。

　　銅陵二線建設工程設計合同及燒成系統(tǒng)主機設備成套供貨合同簽訂于2000年12月份，工程在2001年2月破土動工建設，主生產線于2002年3月建成并開始進行生產調試，2002年6月全線建成投產，2002年10月各項主要技術經(jīng)濟指標均達到或超過設計指標。目前，系統(tǒng)熟料產量穩(wěn)定于5600t/d以上，操作穩(wěn)定，各項參數(shù)正常。由于在項目設計和建設中，業(yè)主和設計院緊密配合，優(yōu)化方案，充分利用原有的設施和條件，使銅陵二線建設總投資僅用2.56億元，建設周期13個月，均達到國內水泥熟料生產線建設最佳水平。

1　建設背景和建設條件

　　安徽海螺集團是國務院確定的120家國家級企業(yè)集團之一，是中國最大的水泥企業(yè)，市場和銷售渠道穩(wěn)定。銅陵海螺水泥有限公司(以下簡稱銅陵海螺公司)是由安徽海螺集團公司控股的水泥股份有限公司，位于安徽省銅陵市西南約12km的古圣村，所處地域的水泥生產資源豐富、品質優(yōu)良；廠區(qū)西距黃金水道長江約1.3km，廠區(qū)西北距寧銅鐵路終端站一橫港南站約3.5km，水陸運輸條件優(yōu)越。而且，公司培養(yǎng)有一大批熟悉新型干法生產的技術管理及營運管理人才。所有這些都使銅陵海螺公司具有很好的擴建條件。

　　近10年來，代表當代水泥生產技術水平的新型干法生產技術和裝備技術已日趨成熟，水泥工業(yè)生產大型化已成為水泥生產發(fā)展的大趨勢。中國水泥工業(yè)大力發(fā)展新型干法水泥，加速淘汰落后工藝已成為一項重要任務。國家主管部門也提出了我國發(fā)展水泥工業(yè)的“T”型規(guī)劃，特別是2000年8月國家經(jīng)貿委主任盛華仁視察海螺集團時，提出了建設大型干法水泥國產化示范線的指示，體現(xiàn)了我國水泥工業(yè)進行結構調整的緊迫性。

　　安徽海螺集團作為中國最大的水泥企業(yè)，義不容辭地站到了推動我國大型化新型干法水泥發(fā)展的前列。在系統(tǒng)總結集團工程建設經(jīng)驗及考察調研國內已投產的4000t/d和5000t/d水泥生產線的基礎上，從振興民族工業(yè)、推動國家大型水泥機械工業(yè)發(fā)展出發(fā)，于2000年9月決定全部采用國產主機設備，在銅陵建設1條5000t/d水泥熟料生產線，并立即開始籌建。

　　銅陵海螺公司原有1條4000t/d熟料的生產線(即銅陵一線)，是國家“八五”重點建設項目，其主機設備從丹麥F.L.S公司引進，技術裝備水平達到20世紀90年代國際先進水平。銅陵一線于1996年建成投產，生產情況良好，現(xiàn)在回轉窯熟料產量穩(wěn)定在4500t/d水平，各項技術經(jīng)濟指標均達到或優(yōu)于設計指標，并于1998年6月通過國家驗收。為其配套，工廠已建有石灰石礦山和約5km的石灰石長膠帶輸送系統(tǒng)，水泥、熟料裝船專用碼頭，進廠鐵路專用線，水外理廠，供配電設施及完整的輔助生產和行政生活設施。

2　主要設計原則、建設內容及主要技術經(jīng)濟指標

2.1　主要設計原則

　　根據(jù)上述情況，我們在設計工作開始前就確定本項目要以“高可靠性、低投資、低成本、高效益”為設計目標。根據(jù)這一設計目標，特制定了以下設計原則：

　　(1)切實領會國家經(jīng)貿委盛華仁主任對于海螺集團公司建設大型干法水泥國產化示范線的指示精神，有效貫徹“生產可靠、技術先進、節(jié)省投資、提高效益”的設計指導方針，把本項目建成具有我國自主知識產權的示范生產線。

　　(2)以生產可靠為先決條件，開發(fā)和選用國內先進成熟、穩(wěn)妥可靠、節(jié)能降耗、信譽質量好的技術裝備，同時通過優(yōu)化設計，保證本項目達到良好的效果。

　　(3)銅陵二線建設設計時，要結合一線進行總體規(guī)劃優(yōu)化，利用一線已有的富裕能力，完善一線存在的缺陷，使一線、二線互通互補，平衡發(fā)揮全廠各部分的最佳能力。同時要考慮二線建設過程中，不影響或少影響一線的生產。

　　(4)二線建設設計時，必須保證環(huán)保、勞動安全、工業(yè)衛(wèi)生、消防等各方面達到國家和各有關部門的標準或規(guī)定。

2.2　主要設計和建設內容

　　鑒于上述設計原則，在銅陵二線工程建設中，我們充分考慮合理利用已有設施，以降低建設工作量和建設投資。在新建生產線和一線設施綜合優(yōu)化基礎上，確定銅陵二線建設的主要設計內容有：

　　(1)新建1條熟料生產線。含新建設石灰石預均化堆場、原料配料站到熟料儲庫的完整熟料生產線。(2)改、擴建部分項目。具體內容有：擴建石灰石礦山(含新增1套石灰石破碎系統(tǒng)并對原有石灰石輸送長膠帶進行提速改造)；新增1套粉砂巖破碎及輸送系統(tǒng)；改造和增加粉砂巖、硫酸渣、原煤輸送及旁路系統(tǒng)；改造原有的總降壓站，新建二線配電系統(tǒng)；在原中央控制室內增設二線中控設備和通迅聯(lián)絡設施；擴建循環(huán)給水、壓縮空氣系統(tǒng)。

2.3主要技術經(jīng)濟指標

　　根據(jù)工廠各種條件及目前我們的技術水平，確定了銅陵二線的設計主要技術經(jīng)濟指標見表1。

3　主機設備及主要物料儲存的配置

　　銅陵二線的主要物料儲存及主機設備的配置情況分別見表2、表3。

4　銅陵二線主要設計特點

　　(1)設計中充分挖掘一線(包括礦山)各環(huán)節(jié)的富裕能力，在二線設計中進行合理平衡調配，改造補缺，特別是對原料儲存、輸送及輔助生產設施，盡可能改造、挖潛，利用原有設施，大大降低了二線的建設工程量；即降低了建設投資，又使全廠的綜合生產能力更趨平衡，全廠總圖布置也緊湊合理。

　　(2)二線燒成系統(tǒng)全部采用南京院開發(fā)研究的技術和設備，特別是5000t/d預分解系統(tǒng)(NC型雙系列五級預熱器系統(tǒng)＋NST－1型在線噴旋管道分解爐系統(tǒng))、NC－III型控制流充氣梁篦冷機、NC－15Ⅱ型三通道煤粉燃燒器等，其性能優(yōu)良、操作可靠。其同預熱器C1出口溫度< 340℃，系統(tǒng)壓損<4.8kPa。這標志著南京院在大型水泥生產技術和設備的研究開發(fā)上，已經(jīng)達到了國際水平。

　　(3)土建設計中打破條條框框，敢于創(chuàng)新，采用了許多投資、施工便利的新技術。如窯尾塔高約90m，平面尺寸17m×25.6m，高寬比接近5.3，體積大、荷載重。我們對該塔架結構方案采用了多種布置形式的計算、分析比較，并做過多次風洞試驗研究，合理選擇設計參數(shù)，最大限度地實現(xiàn)滿應力設計。因窯尾塔架柱(主要豎向受力構件)的用鋼量占窯尾總用鋼量的30％左右，因此合理地選擇柱的截面形式可降價工程投資。我們在設計中對H型鋼柱、方形鋼管柱、圓形鋼管柱、鋼筋混凝土柱進行了比較，后選擇了綜合經(jīng)濟指標較好的鋼管混凝土柱方案，使燒成窯尾框架用鋼量僅為900t，比用純鋼柱節(jié)約了較多鋼材。又如直徑Φ60m的熟料庫，體積大，受力情況與常規(guī)庫不同，為此，我們對該庫進行大量的計算的反復優(yōu)化，結果與同類庫比，減薄了庫壁的厚度，鋼材用量節(jié)省200多t。在設計Φ110m石灰石預均化堆場時，南京院在水泥行業(yè)首次對這么大直徑的堆場頂蓋采用空間網(wǎng)殼結構，受力合理、用料經(jīng)濟、造型美觀、容易滿足較大的跨度，可以用較小的構件組成較大的空間，便于工廠化生產，安裝簡便快捷，施工過程中不需要大型吊裝機械，且整個頂蓋比同規(guī)模的庫頂蓋節(jié)省鋼材300t左右。

　　(4)在本項目中，主機全部采用了國產設備，特別是5000t/d雙系列五級旋風預熱器分解爐系統(tǒng)、Φ4.8m×74m回轉窯、5000t/d篦冷機、MLS4531生料磨等大型主機設備，均是國內首次使用的設備，在業(yè)主和各有關單位的共同努力和密切配合下，取得了突破性的成功?，F(xiàn)在生產線運行正常 ，各項技術經(jīng)濟指標均達到設計值。這一方面體現(xiàn)了海螺集團領導層洞察國內外水泥技術、設備加工的現(xiàn)狀，敢為人先的科學判斷和決策能力；另一方面也表明近年來我國水泥機械設備開發(fā)加工能力有了長足進步；同時也證明南京院在大型生產線的設備研發(fā)、系統(tǒng)配置和總體布局上，已非常成熟，達到了得心應手的境界。真正把本項目建成了具有我國自主知識產權的示范生產線。

　　(5)本項目窯頭、窯尾設置電除塵器，其余各揚塵設置高效袋除塵器，全廠除塵都按高標準設計，使生產中粉塵排放量(標況)達到小于50mg/m3。在燒成系統(tǒng)特別是分解爐設計中，考慮多種降NOX措施，有效降低了廢氣中的NOx含量。另外，對于噪聲大的設備、車間采取消音、隔音等措施。在總圖布置中，有機結合植樹種花等綠化措施。上述措施使得全廠環(huán)保水平達到了高標準。 5　銅陵二線的生產調試及運行

　　銅陵二線經(jīng)過13個月的建設，于2002年3月18日進入單機調試、聯(lián)動試車、點火烘窯和待料階段，4月22日正式進入投料試生產調試階段。由于本生產線是國內投產的第一條國產化5000t/d生產線，在全廠設計、國產設備的開發(fā)制造、生產線建設安裝、生產操作等各方面都存在需探索和協(xié)調的地方。因此，在調試期間，對一些地方進行了優(yōu)化處理，使系統(tǒng)在較短的時間內達到了設計指標，并能長期連續(xù)穩(wěn)定運行。調試期間，我們主要進行的優(yōu)化處理有以下三點：

　　(1)生料立磨的優(yōu)化。因本生產線首次采用了國內開發(fā)設計和制造的第一臺大型立磨(MLS4531)，在生產調試初期，出現(xiàn)了液壓系統(tǒng)漏油、蓄能器能力不足、磨機振動較大等問題，使立磨粉磨能力和運轉率都不能達到設計指標，生料供應滿足不了燒成系統(tǒng)的要求。因此燒成系統(tǒng)無法滿負荷運行，只能低負荷或低運轉率運行。對此，業(yè)主方和南京院、設備供應商、施工商安裝單位花大力氣研究了立磨存在的問題，找出原因，并進行了處理。如為每個液壓缸增備了2個40L的蓄能器；又對液壓缸頭處導向套的材質與數(shù)量作了改進。此外，還針對立磨振動較大的問題，額外進行了基礎加固處理。通過一系列的調整改進，使立磨運行趨于正常，粉磨能力及運轉率均達到或超過設計指標，磨產量超過400t/h。這一分析調整、改進過程，大約用了近3個月的時間。為國產大型立磨的完善，積累了豐富的經(jīng)驗。

　　(2)廢氣處理系統(tǒng)的優(yōu)化。本生產線生料粉磨和窯尾廢氣處理采用單風機高濃度電除塵系統(tǒng)，由于處理風量很大，大風管上的大閥門調整控制難盡人意，使立磨用風量的調節(jié)困難，影響了立磨的運行。經(jīng)分析研究，我們采用最簡單的辦法，改造了風管，使系統(tǒng)運行很快達到了正常水平。

　　(3)窯頭廢氣溫度偏高的優(yōu)化。設計時考慮一、二線的結合而將煤粉制備系統(tǒng)設置在窯尾，采用窯尾廢氣作煤磨熱源；又由于調試初期較長時間的低負荷運行，篦冷機噴水系統(tǒng)長期不用而損壞，使得燒成系統(tǒng)滿負荷運行初期窯頭廢氣溫度偏高，影響窯頭電除塵器的安全運行。經(jīng)分析研究，我們對篦冷機噴水系統(tǒng)進行了恢復，以對篦冷機內氣體采取分隔措施。經(jīng)過處理，窯頭廢氣溫度偏高的問題徹底得到解決，在解決了上述問題，并對系統(tǒng)進行了優(yōu)化改進后，生產線全線實現(xiàn)了完全正常生產。

6 　結語

　　經(jīng)過近2年的籌建、建設和生產調試，海螺集團公司、南京院 及有關施工、安裝單位、設備廠家的領導和技術人員齊心合力，傾注了大量的心血，終于使銅陵海螺5000t/d熟料國產化示范線的建設取得了成功。該生產線的建成投產，實現(xiàn)了國家經(jīng)貿委盛華仁主任對海螺集團公司建設大型干法水泥國產化示范線的指示精神，真正做到了“生產可靠、技術先進、節(jié)省投資、提高效益”。

　　銅陵海螺5000t/d熟料國產化示范線的建設成功，標志著我國水泥生產技術、大型設備研發(fā)制造技術達到了新水平，具備了和國外技術、設備競爭的能力，其各方面的意義是非凡的。該生產線的建成，是與海螺集團領導高瞻遠矚、以振興中華水泥工業(yè)為己任的使命感及對國內外水泥工業(yè)總體發(fā)展的準確把握分不開的。該生產線的建成，會帶領國內水泥工業(yè)掀起一個建設大規(guī)模、低投資新型干法水泥生產線的熱潮，促進我國水泥工業(yè)的結構調整，為我國水泥工業(yè)駛上良性發(fā)展的軌道做出了貢獻。

　　作為該生產線的工程設計和技術支持單位，南京院在提供優(yōu)良技術服務的同時，也豐富和積累了為大型水泥生產線提供技術服務的經(jīng)驗，進一步提高了技術服務水平。我們將認真總結本工程建設成功的經(jīng)驗，通過不斷完善和優(yōu)化，使我院的設計、技術達到世界先進水平。

摘自《中國水泥》2003年02月號