新廣水泥6000t/d生產線調試總結
2007-01-09 00:00
筆者有幸參與了該生產線的調試工作，現將工廠概況及生產調試過程中發(fā)現問題作一總結，供同行參考。
一、工廠概況
為解決廣州市荔灣區(qū)西村一帶水泥廠粉塵擾民問題，舊廣水決定遷址華都區(qū)，并于2003年4月2日，新廣州水泥廠各投資方在新址舉行了遷建工程奠基典禮。新廣州水泥廠位于花都區(qū)馬溪工業(yè)園內，由德國海德堡水泥集團、廣州越秀集團、廣州水泥股份有限公司共同投資，中材建設有限公司總承包。工程范圍包括新建一條日產6000噸熟料、年產230萬噸高標號水泥的生產線及附屬設施（包括礦山破碎及長皮帶輸送）。
主機設備一覽表：
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設備名稱 |
型號 |
主要參數/能力 |
|
破碎機 |
單段雙轉子，LPC1020D22 |
破碎粘土和石灰石的混合料1200t/h(dry) |
|
堆取料機 |
堆：STKR27/1400 ?。築RIDGE SCRAPE 引進德國BEDESCHI |
堆:1400t/h 取:520t/h(dry) |
|
原料立磨 |
LM60.4 引進德國LOESCHE GMBH |
520t/h(dry) 主電機功率：5000Kw |
|
煤立磨 |
LM 35.3 引進德國DLOESCHE GMBH |
45t/h(dry) |
|
大布袋 |
2×6 DPL 28×12/5.9 引進REDECAM GROUP |
處理風量：1400000m3/h 過濾風速：0.93m/s 出口氣體含塵濃度:10mg/Nm3 |
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預熱器 |
WTPRLNZ7950/5 Pc 引進德國KHD |
雙系列5級 分解爐：45m Ф5385, 2x15m Ф3735 |
|
回轉窯 |
Ф5.2х70m 引進德國KHD |
能力：6000t/d 斜度：3.5% 轉速范圍：0.60～3.55r/min 2檔支撐 |
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冷卻機 |
HE9-1445R/1445R 引進德國CP |
總冷卻面積：133.5m2 冷卻機效率：74 % |
原料磨、煤磨均采用立磨系統(tǒng)，立式輥磨集破碎、粉磨、烘干、選粉等工序于一體，流程簡單，便于布置。與同規(guī)模的管磨系統(tǒng)比較，其優(yōu)越性在于系統(tǒng)簡單，電耗低，設備重量輕，占地少，系統(tǒng)投資低，噪音小，烘干能力強，整個系統(tǒng)漏天布置，省去了廠房，降低了投資。
篦冷機破碎機采用先進的輥式破，出篦冷機的熟料粒度在5～10mm；出篦冷機的廢氣經過接力風機、熱交換器后，匯入窯尾的大布袋收塵器，降低了設備投資，減少了排塵點，同時采用高效率的布袋收塵器，粉塵排放濃度僅為17.25mg/Nm3左右,達到了歐洲先進水平。
二、各系統(tǒng)調試與測試
將各系統(tǒng)調試的操作參數、調試中出現的問題及解決方法做一簡單介紹，以饗讀者。
1. 原料磨系統(tǒng)的調試
a.原料磨主要操作控制參數
|
喂料量 |
480～560t/h |
為使設備不超負荷運轉，喂料量控制在540～550 t/h |
|
磨輥壓力 |
90～115bar |
|
|
主電機電流 |
280～320A |
|
|
選粉機轉速 |
1380～1450rpm |
基本控制在1400rpm左右 |
|
磨機進口壓力 |
-7～-9 mbar |
可以通過循環(huán)風機入磨風管上閥門開度的PID自動調節(jié)來實現，入磨負壓在-8mbar左右 |
|
磨內壓差 |
95～103mbar |
|
|
磨機進口溫度 |
220℃左右 |
|
|
磨機出口溫度 |
90～105℃ |
|
|
磨機振動 |
8～12mm/s |
|
對立磨的操作，我們本著穩(wěn)定料層厚度、穩(wěn)定磨機振動、穩(wěn)定磨內壓差、穩(wěn)定產品細度的四穩(wěn)原則，通過調整喂料量、調整風量、調整選粉機轉速來實現高質、高產。
b.出現的問題及解決措施
臺時產量這樣高的單臺磨機在國內尚屬第一，在調試中也遇到了不少問題，列舉如下：
|
故障點 |
原因 |
解決措施 |
|
磨輥軸承 |
由于廠家設計選型原因，磨輥軸承在運轉不到2個月的時間里，均存在不同程度的磨損，影響了生產 |
廠家重新對磨輥軸承進行選型，更換初始磨輥軸承 |
|
液壓系統(tǒng) |
運轉時間不長，檢查液壓缸內出現劃痕 |
廠家更換液壓缸 |
|
取料機 |
由于石灰石和粘土的混合料休止角受水分的影響，取料機取料能力受限，導致混合料倉空，致使磨機開不起。
在溫度32℃，物料休止角受水分的影響如下（附圖片）：
水分1.48% 混合料休止角37.4°
水分2.16% 混合料休止角40.9°
水分3.95% 混合料休止角82.2° |
1.在混合料質量合格的情況下，降低粘土的摻加量，減少礦山破碎時的噴水量；
2.對料耙液壓系統(tǒng)進行改造：更換電機，提高電機功率，使料耙運行速度由現場實測的0.07m/s提高到0.146m/s；增加料耙機構液壓系統(tǒng)的冷卻裝置，避免油站長期連續(xù)工作時，油溫溫升過快，造成油站發(fā)熱，影響取料機正常工作 |
|
成品細度 |
在選粉機轉速最高的情況下，降低拉風，細度還是跑粗 |
磨內風速高引起選粉機導風葉片角度變化，致使磨內系統(tǒng)紊亂,整個系統(tǒng)工況不穩(wěn)。適當調節(jié)喂料量、風量和選粉機轉速，使三者能夠相匹配。 |
測試現場休止角照片如下：
圖1 含水量為2.16%的休止角照片 圖2含水量為3.95%的休止角照片
C.達標達產
功夫不負有心人，經過CBMI工程技術人員的不懈努力及廠家的配合，取料機和原料磨均已圓滿達到合同目標。
|
子項 |
合同目標 |
實際指標 |
|
取料機 |
取料機能力：干基520t/h, |
取料機能力：干基559.21t/h |
|
原料磨系統(tǒng) |
能力：干基520t/h 電耗：19kwh/t 出磨生料細度：R80um≤13.34% 出磨生料水分：≤0.5% |
能力：干基527.50t/h 電耗：19.57kwh/t, 符合合同要求 出磨生料細度：R80um≤13.31% 出磨生料水分：≤0.1% |
在生產中，我們發(fā)現：相同的研磨壓力下，磨機的電耗隨磨機出口溫度的變化而明顯變化。當磨機出口溫度在96～105℃時，磨機主電機功率穩(wěn)定在4400～4800kw之間，不會出現5000kw的高報值，電耗較低，但是磨機吐渣明顯加大，吐渣在150～200t/h，循環(huán)斗提機的電流在45A左右，有時還會出現循環(huán)斗提機被堵的現象；當磨機出口溫度在88～95℃時，磨機主電機功率穩(wěn)定在4900～5000kw之間，時時出現5000kw的高報值，電耗明顯增加，但是磨機吐渣很小，基本在8～50t/h，循環(huán)斗提機的電流在30A以下。
從性能測試的最終結果我們可以看出：采用立磨系統(tǒng)，電耗遠遠低于管磨系統(tǒng)，真正實現水泥生產企業(yè)追求的“優(yōu)質、高產、低消耗”，實現水泥行業(yè)節(jié)能、節(jié)地，真正實現了國家對建材行業(yè)的要求，建設節(jié)約型社會。
2. 煤磨系統(tǒng)的調試
a.煤磨主要操作控制參數
|
參數 |
煙煤 |
無煙煤 |
備注 |
|
磨機產量(t/h) |
46～50 |
39～57 |
堆焊初期，磨無煙煤能夠達到60t/h |
|
磨輥壓力(bar) |
60左右 |
55～70 |
|
|
主電機功率(kw) |
600左右 |
700～830 |
|
|
選粉機轉速(rpm) |
510～520 |
460～500 |
|
|
磨機入口壓力(mbar) |
-5左右 |
-5～-1 |
外排比較多，磨機進口負壓比較小 |
|
磨機入口溫度(℃) |
190～210 |
230～250 |
磨無煙煤時，萊歇專家要求控制在此范圍 |
|
磨內壓差(mbar) |
63～68 |
76～90 |
|
|
磨機出口溫度(℃) |
80～90 |
85～93 |
可以通過磨內噴水PID自動調節(jié)來實現 |
|
磨機振動(mm/s) |
4～7 |
8～10 |
|
b.煤磨目前存在最大的問題：對煙煤適應，對無煙煤不太適應。
初次磨制無煙煤時，磨機功率明顯下降，磨內壓差顯著上升，磨振比較小，開磨沒有多長時間就要停磨，將磨內物料甩空，即使降低選粉機轉速，加大拉風，但無煙煤產量依然很低。給人的感覺就是磨輥根本沒有觸到磨盤上的無煙煤，無煙煤便被摔掉，可能無煙煤較煙煤滑，輥煤之間摩擦力小的緣故。
針對這一難題，萊歇專家提出：加高擋料環(huán)。但加高擋料環(huán)之后，磨制煙煤的效果也比較差，加高部分被迫割掉。最后按照萊歇專家要求用高鉻焊條對磨盤進行堆焊8mm。
堆焊初期磨制無煙煤或煙煤和無煙煤的混合煤時，磨機功率明顯上升，磨內壓差高達90mbar，磨機振動大，基本在8～10mm/s。磨機產量比磨煙煤時產量還高，基本55～60t/h，細度R80um≤2%。但好景不長，持續(xù)一個星期左右，磨況還是會惡化，表現出明顯的不適應。
目前，煤磨磨煙煤無任何異議，產量、質量均合格。對于無煙煤，CBMI、GCPN、LOESCHE三方也已達成共識：對磨盤進行徹底改造。現在GCPN磨煙煤，保證大窯7000t/d的產量，以應對10月到次年5月的黃金銷售時節(jié)。
3. 燒成系統(tǒng)的調試
a.燒成系統(tǒng)主要操作控制參數
l 窯尾煙室溫度：基本在950～1050℃，尾溫過高，容易引起窯尾煙室及上升管結皮。
l 分解爐溫度：此溫度表征爐內燃燒及分解情況，一般控制在855～865℃。通過窯尾喂煤量的PID自動調節(jié)來實現。出爐氣溫過高，引起爐后系統(tǒng)物料過熱結皮的幾率大。
l C1旋風筒出口氣體溫度：一般在320～350℃，減料煅燒時溫度會超過350℃。
l 窯尾煙室及預熱器出口氣體成分：煙室O2含量控制在2～4％，C1旋風筒出口O2含量在1.5～2.5％。
l 預熱器系統(tǒng)的負壓：預熱器各部位的負壓，表明了各部位的阻力。一般情況下，當錐體負壓增大時，表明旋風筒錐體堵料，要通知現場及時檢查。
l 窯頭及窯尾負壓：窯尾及窯頭負壓反映二次風入窯及窯內流體阻力的大小。正常生產時，窯頭負壓在－0.8～－0.6，通過接力風機進口閥門開度的PID調節(jié)來實現。
l 窯速、生料喂料量及喂煤量：
|
單列喂料量(t/h) |
窯速(rpm) |
頭煤(t/h) |
尾煤(t/h) |
|
200 |
3.0～3.2 |
12～13 |
15～18 |
高溫風機轉速基本上控制在80％。
l 三次風溫、二次風溫：二次風溫控制在1000～1200℃，三次風溫控制在800～1000℃。三次風溫高，物料粘性大，易造成沉降室堵料。當然沉降室堵料跟配料也有一定關系。
l 篦冷機的篦床壓力及篦速：一段篦床壓力在40mbar,篦速8.5～9.0s/min; 二段篦床壓力在40～50mbar,篦速17.5～18 s/min。
l 入窯分解率基本在90～96％。
以上均為滿負荷時燒成系統(tǒng)操作參數。目前窯系統(tǒng)單列的喂料量已經達到了225t/h，熟料產量超過7000t/d。
b.達標達產
|
子項 |
合同目標 |
實際指標 |
|
燒成系統(tǒng) |
能力：≥6000t/d
電耗：24.01kWh/t 熱耗：≤ 737 Kcal/kg f-CaO：≤1.0% 占85% ≤1.5% 占15% 出冷卻機熟料溫度：≤ 60℃ |
能力：6683.36t/d
電耗：26.19kWh/t 熱耗：687.51 Kcal/kg f-CaO：≤1.0% 占 98.6% ≤1.5% 占 1.4% 出冷卻機熟料溫度：42.15℃ （測量時的環(huán)境溫度在23～28℃） |
熟料的三天強度為32.07MPa,28天強度為62.1 MPa，均以達到GCPN的內控質量指標。
C.環(huán)保方面
在最近一次的廣州市環(huán)保質檢部門檢測中，該燒成系統(tǒng)的NOx、Sox排放均達到水泥行業(yè)國家特級排放標準，粉塵排放濃度僅有17.25mg/Nm3，年排放量遠遠低于控制指標。粉塵、噪聲等各項檢測指標均已達到國家要求。
窯尾煙氣監(jiān)測結果
|
監(jiān)測
項目 |
監(jiān)測
頻次 |
廢氣量
(m3/h) |
實測
濃度
(mg/m3) |
排放速率
(kg/h) |
噸產品
排放量
(kg/t) |
達標
情況 |
標準限值 | |
|
第
一
天 |
二
氧
化
硫 |
第1次 |
1861589 |
171 |
318 |
0.05 |
達標 |
400 mg/m3
1.2 kg/t |
|
第2次 |
1860471 |
168 |
313 |
0.05 |
達標 | |||
|
第3次 |
1630502 |
204 |
333 |
0.06 |
達標 | |||
|
平均值 |
1784187 |
181 |
323 |
0.05 |
達標 | |||
|
氮
氧
化
物 |
第1次 |
1861589 |
262 |
488 |
0.08 |
達標 |
800 mg/m3
2.4 kg/t | |
|
第2次 |
1860471 |
269 |
500 |
0.08 |
達標 | |||
|
第3次 |
1630502 |
263 |
429 |
0.07 |
達標 | |||
|
平均值 |
1784187 |
265 |
472 |
0.08 |
達標 | |||
|
氟
化
物 |
第1次 |
1861589 |
0.18 |
0.335 |
0.00 |
達標 |
10 mg/m3
0.03 g/t | |
|
第2次 |
1860471 |
0.18 |
0.335 |
0.00 |
達標 | |||
|
第3次 |
1630502 |
0.27 |
0.440 |
0.00 |
達標 | |||
|
平均值 |
1784187 |
0.21 |
0.375 |
0.00 |
達標 | |||
|
第
二
天 |
二
氧
化
硫 |
第1次 |
1562397 |
178 |
278 |
0.05 |
達標 |
400 mg/m3
1.2 kg/t
|
|
第2次 |
1610710 |
172 |
277 |
0.05 |
達標 | |||
|
第3次 |
1652714 |
202 |
334 |
0.06 |
達標 | |||
|
平均值 |
1608607 |
184 |
296 |
0.05 |
達標 | |||
|
氮
氧
化
物 |
第1次 |
1562397 |
320 |
500 |
0.08 |
達標 |
800 mg/m3
2.4 kg/t
| |
|
第2次 |
1610710 |
338 |
544 |
0.09 |
達標 | |||
|
第3次 |
1652714 |
330 |
545 |
0.09 |
達標 | |||
|
平均值 |
1608607 |
329 |
530 |
0.09 |
達標 | |||
|
氟
化
物 |
第1次 |
1562397 |
0.27 |
0.422 |
0.00 |
達標 |
10 mg/m3
0.03 g/t
| |
|
第2次 |
1610710 |
0.12 |
0.193 |
0.00 |
達標 | |||
|
第3次 |
1652714 |
0.17 |
0.281 |
0.00 |
達標 | |||
|
平均值 |
1608607 |
0.19 |
0.300 |
0.00 |
達標 | |||
①驗收標準:廣東省地方標準《大氣污染物排放限值》(DB44/27-2001)中水泥廠大氣污染物最高允許排放限值(二類控制區(qū)第二時段限值)。
4. 水泥磨系統(tǒng)的調試
a.GCPN水泥磨各品種水泥物料配比及比表、細度情況見下表
|
水泥品種 |
熟料（％） |
石膏（%） |
石灰石（%） |
粉煤灰（%） |
比表（m2/kg） |
細度(R80um) |
|
PC32.5R |
86 |
4 |
0 |
10 |
330±10 |
≤4.0% |
|
86 |
4 |
10 |
0 | |||
|
PO32.5R |
88 |
4 |
3 |
5 |
330±10 |
|
|
PO42.5R |
90 |
4 |
6 |
0 |
開：380±10 閉：370±10 |
2.0±1% |
相對其它水泥企業(yè)來說，GCPN的水泥質量很高。
目前，磨制PC32.5R水泥時，閉路磨的產量已經達到125t/h；磨制PⅡ52.5 水泥時，閉路磨的產量已經達到100t/h，開路磨的產量也已達到88Tt/h.
GCPN也曾試驗過摻加3％的窯灰來磨制PO42.5R水泥，但其試驗效果不甚理想：磨機臺時產量比較低。
b.出現的問題及解決措施
在生產中主要是磨機臺時產量提不上去，磨機電耗高。為此，CBMI、GCPN、合肥院三方協(xié)商做篩余曲線，調整研磨體的級配。11月21日下午5時開路磨開始生產PⅡ52.5水泥，配比：熟料90.0%，石膏4.0%，石灰石6.0%。運轉15小時之后急停磨機取樣做篩余曲線。一倉沿物料前進方向平均取了5個點，二倉沿物料前進方向從揚料板開始到磨尾取9個樣，具體數據如下：
|
取樣點 |
一倉 |
二倉 | ||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
揚料板 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 | |
|
0.9mm篩余(%) |
32.0 |
20.7 |
11.8 |
4.3 |
2.0 |
1.9 |
1.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
|
0.2mm篩余(%) |
57.6 |
50.2 |
40.5 |
26.9 |
17.5 |
13.7 |
11.0 |
1.9 |
0.4 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
|
0.08mm篩余(%) |
80.0 |
73.8 |
67.5 |
56.2 |
45.7 |
40.9 |
37.1 |
18.2 |
7.8 |
5.4 |
3.1 |
2.1 |
2.1 |
2.4 |
篩析曲線如下：
從磨內篩析數據來看,磨內的主要問題是糊磨，即二倉后半段鋼段和襯板表面都包上了一層料，從而降低了研磨效率。
從篩析曲線上我們可發(fā)現，二倉后幾個取樣點的0.08mm篩余值不再下降，即篩析曲線趨于水平。比表面積也不再增長。解決這個問題的最好辦法是加助磨劑或加入適當比例的粉煤灰，但性能測試期間，GCPN不允許加粉煤灰，更不允許加入助磨劑。
此外，根據磨內篩析數據和對磨內情況的觀察，結合考慮平時的磨音大小，三方一致認為一倉破碎能力過剩，故減少一倉Φ90mm球4t，減少Φ80mm球6t，補充 Φ50mm球10t。根據磨機總產量和磨內測量的結果，初算二倉研磨體的消耗在3～4t，故用Φ10×10的段補足4t。
c. 達標達產
|
子項 |
合同目標 |
實際指標 |
|
水泥磨系統(tǒng) |
能力：≥83t/h 電耗：43.7kwh 出磨水泥比表：360±5m2/kg 入庫水泥溫度：≤ 70℃ |
能力：≥88.41t/h 電耗：45.52kwh 出磨水泥比表：371m2/kg 入庫水泥溫度：63.23℃ |
d. 環(huán)保方面
一提水泥磨，映入腦海最大的莫過于它的粉塵了，但CBMI在各輸送揚塵點均設立了高效率的布袋收塵器，現場實測煙塵濃度遠遠低于驗收標準要求?，F將水泥生產過程中磨機系統(tǒng)的大布袋收塵器出口處的粉塵檢測結果列于下表：
|
固定污染源粉塵或煙塵監(jiān)測結果 | |||||||||||
|
序號 |
系統(tǒng) 名稱 |
項目 |
監(jiān)測結果 |
平
均
值 |
驗
收
標 準 |
達標 情況 | |||||
|
第一天 |
第二天 | ||||||||||
|
第一次 |
第二次 |
第三次 |
第一次 |
第二次 |
第三次 | ||||||
|
1 |
水泥磨 收塵器 出口 |
濃 度 |
－－－ |
11.9 |
8.4 |
26.9 |
19.2 |
24.6 |
18.2 |
50 |
達標 |
|
煙 氣 流 量 |
－－－ |
153550 |
154473 |
150309 |
151988 |
152011 |
152466 |
－－－ |
－－－ | ||
|
排 放 量 |
－－－ |
1.827 |
1.298 |
4.043 |
2.918 |
3.739 |
2.765 |
－－－ |
－－－ | ||
|
2 |
水泥磨 收塵器 出口 |
濃度 |
8.3 |
12.1 |
6.8 |
21.1 |
5.2 |
7.9 |
10.2 |
50 |
達標 |
|
煙氣流量 |
19120 |
26037 |
36100 |
36874 |
29211 |
29333 |
29446 |
－－－ |
－－－ | ||
|
排放量 |
0.159 |
0.315 |
0.245 |
0.778 |
0.152 |
0.232 |
0.313 |
－－－ |
－－－ | ||
5． 包裝及發(fā)運
包裝與發(fā)運系統(tǒng)運轉正常，每臺包裝機的能力達到110t/h，水泥汽車散裝機的能力已經達到481t/h/臺，碼頭水泥裝船機的能力達到305t/h，滿足了GCPN 每天6000多噸的發(fā)貨量。
三、結束語
CBMI總承包的新廣州水泥廠遷建項目6000t/d熟料生產線在技術裝備、工藝水平及環(huán)保方面都走在了世界前列，符合21世紀水泥行業(yè)發(fā)展的方向，為水泥行業(yè)在節(jié)能、節(jié)地、節(jié)約資源、發(fā)展循環(huán)經濟等方面樹立了典范，更為CBMI進一步拓展國際市場奠定了堅實的基礎。
相對于總承包項目生產調試工作，該項目順利完成留給我們的啟示是：掌握工藝和設備技術性能，不斷積累操作經驗，提高預先發(fā)現問題的能力，做好項目建設。
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