麥塞博水泥廠2000t/d生產(chǎn)線介紹

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)電自動化裝備水平較高，但某些設(shè)備存在一些缺陷，有時影響到全線的運轉(zhuǎn)率。 

1　生產(chǎn)線的工藝配置及特點 

　　 
1.1　礦山及原料均化系統(tǒng) 
　　

工廠選用皮帶走廊運輸原料，皮帶走廊的長度約2km。礦山錘式破碎機(jī)的型號為EV-200×200-1。在調(diào)試過程當(dāng)中，錘頭的使用壽命在10個月左右，只有在破碎砂巖時磨損較嚴(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LHO-BC-OC-300/35取料機(jī)，取料能力為300m3/h。石灰石的旱季儲量為:2×17900t，雨季的儲量為:2×10200t；頁巖的旱季儲量為:2×8100t，雨季時由于頁巖的水分含量較大，所以在此之前多儲備一些頁巖，儲量為:(8100+24500)t；另外，堆場內(nèi)還可以儲備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，電動機(jī)功率2900kW，裝球量176t，球體直徑為20～90mm，設(shè)計產(chǎn)量為172t/h，實際已達(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: 
　　

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，每隔一定時間轉(zhuǎn)動1次。出磨物料輸送到這里時，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)一振動篩篩分后重新回到出磨斜槽，較重較硬的大顆粒被外排，對保護(hù)高速旋轉(zhuǎn)的選粉機(jī)轉(zhuǎn)子非常重要，同時也有利于提高粉磨效率。 

1.3　生料均化系統(tǒng) 
　　

該生產(chǎn)線采用儲存量為10000t的CF型均化庫。直徑16m，高43m。庫底有7個下料點，每個下料點周圍有6個充氣區(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。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)，運行可靠?；剞D(zhuǎn)窯燃燒器是新型的Swirlax燃燒器，型號為:SOG-219-330-8，燃燒器油槍型號為:TFSM-65KM。分解爐油槍的型號為: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%，整個系統(tǒng)熱量交換進(jìn)行得比較完全。投料正常時，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，同時也延長了生料粉在分解爐內(nèi)的停留時間，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)手動分配閥門可以實現(xiàn)對火焰形狀的調(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，通過控制頂針和油槍噴嘴的相對位置來實現(xiàn)對燃油流量的調(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閥門來控制的。 
　　

4)冷卻機(jī)共分為2個區(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個區(qū)由2L、2R風(fēng)機(jī)冷卻。在每個冷卻區(qū)域上，熟料的分布并不相同，根據(jù)實際情況調(diào)整各個區(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臺密封風(fēng)機(jī)(1S)控制的。密封風(fēng)機(jī)的氣流從活動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，這些顆粒能被氣流自動清除。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?？梢愿鶕?jù)生產(chǎn)的實際情況對上述參數(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Φ4.6m×12.5m的雙倉磨，中心傳動，傳動功率3500kW，設(shè)計臺時產(chǎn)量120t/h，磨內(nèi)設(shè)計裝球量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)臺時產(chǎn)量在110～120t/h左右。由于實際情況與設(shè)計上的差別，磨機(jī)的運行狀況勢必達(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)底部是一個錐體，錐體下部是一個外排閘板。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而落下來，被收集到選粉機(jī)下部的錐體中定時外排。分級后粗粉中成品率占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)計上各種原料均通過同一條運輸皮帶運送到各自的磨頭倉，所以上料過程就顯得比較緊張，有時不得不停磨等料，影響了磨機(jī)的連續(xù)運轉(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)量常常會產(chǎn)生一些負(fù)面的影響。比如，磨內(nèi)物料向前運動過快，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)運行時，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，但實際使用中雖然操作人員盡量將磨出口溫度控制在一個較高的位置，但依然能感覺出出磨水泥還是有點潮濕。如果磨機(jī)出口的溫度控制過高，會使石膏脫水。所以我們在操作過程當(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等造成停機(jī)，嚴(yán)重地影響了整個系統(tǒng)的連續(xù)運轉(zhuǎn)，增加了許多能源和設(shè)備上的消耗。對燒成系統(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)窯的高效運轉(zhuǎn)，而且對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)時高溫物料和氣體對設(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，雖然正常運轉(zhuǎn)時有1臺冷卻風(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設(shè)備的損傷減少到最小，該生產(chǎn)線配備了1臺小型柴油發(fā)電機(jī)，停電1min后，發(fā)電機(jī)自動啟動，可供給1臺備用小型空壓機(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閘板使用)、窯慢轉(zhuǎn)電動機(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電源定時活動一下，以防熟料粘結(jié)在一起。另外，停電時，一些沒有冷卻手段的設(shè)備應(yīng)及時撤離高溫區(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間內(nèi)恢復(fù)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，防止在高溫情況下對設(shè)備造成不必要的損傷。我們還要求崗位人員及時、準(zhǔn)確地檢查各個設(shè)備的實際情況，做到心中有數(shù)，為及時地啟動設(shè)備做好各項準(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)行長時間的連續(xù)運轉(zhuǎn)，年運轉(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，實際的熟料熱耗大約在3135kJ/kg，比設(shè)計熱耗偏高些，熟料電耗為120kWh/t，熟料日產(chǎn)量2100t。