“老線”煥生機(jī)——寧國水泥廠綜合節(jié)能技改紀(jì)實(shí)

  輥壓機(jī)自上世紀(jì)八十年代問世以來，以顯著的節(jié)能和大幅度提產(chǎn)而被迅速推廣。由于原料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)不再需要球磨機(jī)，其系統(tǒng)節(jié)電效果最顯著，流程最簡單，質(zhì)量滿足要求，投資也較節(jié)約。

  安徽海螺集團(tuán)寧國水泥廠一線4000t/d水泥熟料線于1985年試生產(chǎn)，運(yùn)行三十年多來，該生產(chǎn)線受工藝流程、設(shè)備配置等因素限制，系統(tǒng)能耗水平已落后于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。一線原料磨臺產(chǎn)不足300t/h、電耗接近24kWh/t，二線（2000t/d）原料磨臺產(chǎn)180t/h，電耗24kWh/t，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)落后，企業(yè)面臨較大的生產(chǎn)經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)。為進(jìn)一步優(yōu)化一、二線生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)，提高企業(yè)競爭力，決定實(shí)施以寧國一線輥壓機(jī)終粉磨為核心的綜合節(jié)能技改。

  分析主要問題，進(jìn)行項(xiàng)目前期方案論證

  一線/二線原料系統(tǒng)主要有三個問題：一是原料磨產(chǎn)量低、電耗高；二是工廠可采粘土資源總量不足，需持續(xù)外購粘土，新征粘土礦尚未實(shí)際開采；三是尾排風(fēng)機(jī)布置在增濕塔和電收塵之間，電收塵正壓操作，系統(tǒng)存在漏風(fēng)，運(yùn)行中設(shè)備維護(hù)困難，原料磨停機(jī)時，系統(tǒng)必須減產(chǎn)運(yùn)行。

  為優(yōu)化評審寧國一線原料磨設(shè)計(jì)，制訂了“輥壓機(jī)終粉磨”和“CK立磨”兩套原料技改技術(shù)方案。

  輥壓機(jī)終粉磨通過高壓料床粉碎完成對物料的剪切破壞，與立磨相比粉磨效率更高，也更節(jié)電。由于采用多次循環(huán)方式反復(fù)烘干物料，輥壓機(jī)系統(tǒng)用風(fēng)量僅為同產(chǎn)能立磨的75%，循環(huán)風(fēng)機(jī)的節(jié)電效果約2kWh/t，同時，由于物料提升通過機(jī)械輸送，相比立磨氣料提升更為省電。

  相對于立磨系統(tǒng)，輥壓機(jī)物料循環(huán)次數(shù)較多（約4次），喂料斗提和循環(huán)斗提負(fù)荷較大（2000t/h），對設(shè)備的制造和維護(hù)要求高，系統(tǒng)的操作要求更高。

  經(jīng)過綜合比較、現(xiàn)場論證和評審，確定寧國一線原料粉磨采用輥壓機(jī)終粉磨改造方案。

  確定主要技改方案

  根據(jù)評審方案，對一線原料中卸磨實(shí)施輥壓機(jī)終粉磨改造。以充分利用余熱為計(jì)算基準(zhǔn)，初步確定原料磨的合理產(chǎn)能約440t/h，相對回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率為70%（窯實(shí)際產(chǎn)能為4600t/d）；

  配料系統(tǒng)優(yōu)化是在二線原料磨邊新增一個混合料倉，由一、二線取料機(jī)同時為一線新增輥壓機(jī)系統(tǒng)供料，一線生料制備實(shí)現(xiàn)四組分配料。

  生料入庫優(yōu)化是利用現(xiàn)有入庫系統(tǒng)，一線輥壓機(jī)富裕產(chǎn)能可倒運(yùn)至二線生料庫，實(shí)際一臺輥壓機(jī)滿足兩臺窯生產(chǎn)，二線原料磨作為備用，利用谷電運(yùn)行。

  主要技改內(nèi)容為：利用一、二線原料磨中間空余場地，新增一套生產(chǎn)能力為440t/h的輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)；將一線堆料機(jī)能力由600t/h提升至900t/h，一、二線取料機(jī)可同時向輥壓機(jī)原料磨供料，滿足技改后原料磨滿負(fù)荷生產(chǎn)；在二線磨頭倉東側(cè)新增一座600t的混合料庫，由二線取料機(jī)取料、配料后與一線磨頭倉配料同時為原料輥壓機(jī)供料；改造廢氣處理系統(tǒng)，增濕塔及電收塵器保留，更換系統(tǒng)風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)由正壓操作優(yōu)化為負(fù)壓操作；利用現(xiàn)有生料入庫系統(tǒng)，提升入庫斗提能力至最大550t/h，庫頂增加至二線生料庫的輸送斜槽；一線輥壓機(jī)富余產(chǎn)能每年可向二線提供約90萬噸生料，二線原料磨年利用率可由80%降至20% 。

  主要優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

  一是現(xiàn)有原料配料為頁巖預(yù)配料改造：在現(xiàn)有二破區(qū)域增設(shè)一套220t/h頁巖反擊式破碎機(jī)；在二破對面空曠場地，增設(shè)50×30m（儲量5000t）堆棚作為臨時堆存，緩沖來料并可控制頁巖的水分；現(xiàn)有5個石灰石儲庫前面增建兩個Φ8m頁巖調(diào)配庫，并在現(xiàn)有石灰石庫底增設(shè)板鏈秤，實(shí)現(xiàn)頁巖與石灰石預(yù)搭配。

  二是一線/二線協(xié)同配料：一線三個磨頭倉分別儲存混合料、石灰石、鐵粉；二線新增一個混合料倉用以彌補(bǔ)一線取料機(jī)取料能力不足的問題。技改后一、二線取料機(jī)可同時向輥壓機(jī)供料，實(shí)現(xiàn)輥壓機(jī)原料“兩進(jìn)”，并充分發(fā)揮現(xiàn)有一、二線堆場的儲存、均化及取料能力。

  三是對原料輥壓機(jī)終粉磨進(jìn)行優(yōu)化：合理配置了輥壓機(jī)設(shè)備，確定采用Φ2000×1800mm輥壓機(jī)系統(tǒng)，循環(huán)風(fēng)機(jī)和尾排收塵系統(tǒng)合理匹配，采用了NSE2000循環(huán)斗提，最大能力提高至2200t/h，針對輥壓機(jī)出現(xiàn)的異常情況，斗提的適應(yīng)性大大提高。系統(tǒng)合理選擇高效動態(tài)選粉機(jī)，相應(yīng)配置了旋風(fēng)收塵器，為后期水泥產(chǎn)能大幅提高提供了保障；優(yōu)化廠房布置；優(yōu)化熱風(fēng)管道；優(yōu)化防磨損、防堵料；電收塵由正壓優(yōu)化為負(fù)壓運(yùn)行；對設(shè)備進(jìn)行檢修及人性化設(shè)計(jì)。

  四是生料成品輸送增設(shè)斜槽實(shí)現(xiàn)輥壓機(jī)生料可送至一、二線生料庫，實(shí)現(xiàn)一臺生料輥壓機(jī)可保兩條窯同時正常運(yùn)行。

  生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)果分析及總結(jié)

  寧國水泥廠一線原料輥壓機(jī)終粉磨為核心的綜合節(jié)能技改于2016年11月份開工建設(shè)，由海螺設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)、輥壓機(jī)由中信重工供貨。項(xiàng)目于2017年10月20日投產(chǎn)試運(yùn)行并順利完成了48小時性能考核。從現(xiàn)場運(yùn)行結(jié)果來看，總體運(yùn)行狀況良好，一、二線運(yùn)行銜接有序，工藝流程順暢、簡捷，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)均達(dá)到或超過設(shè)計(jì)性能考核要求。

  通過一年多的實(shí)際運(yùn)行，一線熟料綜合電耗由技改前72kWh/t下降至56kWh/t。二線原料磨實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)率僅為5%，二線熟料綜合電耗略高于一線0.5kWh/t。

  寧國水泥廠一線生料輥壓機(jī)終粉磨技改應(yīng)用較為成功，輥壓機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，液壓系統(tǒng)及電控系統(tǒng)運(yùn)行良好，尤其是技術(shù)指標(biāo)得到了很大提升。通過此次應(yīng)用和性能考核，對生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)提出如下建議：

  一、關(guān)于生料輥壓機(jī)終粉磨的選擇：原料綜合水分應(yīng)小于5%，生料輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)烘干能力不如立磨，水分過高，系統(tǒng)較難適應(yīng)；當(dāng)原料較硬、物料磨蝕性較強(qiáng)、易磨性差、邦德功指數(shù)大于12 kWh/t時，相對于立磨，采用輥壓機(jī)終粉磨優(yōu)勢更大，系統(tǒng)能夠更好發(fā)揮功效。

  二、生料輥壓機(jī)終粉磨需要注意的幾個問題：輥壓機(jī)終粉磨烘干主要在V選、上升風(fēng)管以及動態(tài)選粉機(jī)，熱風(fēng)溫度過低，物料烘干能力不足，溫度過高會導(dǎo)致輥壓機(jī)難以形成穩(wěn)定料床。系統(tǒng)溫度主要控制V選進(jìn)口和動態(tài)選粉機(jī)出口溫度，一般V選進(jìn)口溫度控制在180℃左右，動態(tài)選粉機(jī)出口溫度不大于90℃為宜，具體控制溫度還要結(jié)合實(shí)際原料水分、物料性質(zhì)等條件；由于原料水份較高，系統(tǒng)易結(jié)料，注意料管和風(fēng)管的防堵，溜子傾角盡可能大，同時物料通過面積加大，粘濕物料不宜采用階梯設(shè)計(jì)。系統(tǒng)除鐵對保護(hù)輥壓機(jī)的正常運(yùn)行、避免金屬顆粒進(jìn)入輥壓機(jī)輥面引起的磨損和破壞非常關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)上采用入料皮帶設(shè)置除鐵器和入V型選粉機(jī)溜子增設(shè)通過式除鐵器的雙保險(xiǎn)辦法，有效防止鐵質(zhì)材料進(jìn)入輥壓機(jī)；嚴(yán)格控制入輥壓機(jī)粒徑管理要求，石灰石粒度≤50mm占90%，最大入輥物料粒度≤75mm，確保輥壓機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行；輥壓機(jī)輥面柱釘表面掉角、斷裂現(xiàn)象較為嚴(yán)重，要加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)控、定期檢查維護(hù)，做好系統(tǒng)除鐵、控制物料粒度；定期檢查物料通道，提高V選內(nèi)選粉效率，減少細(xì)粉回料量、適當(dāng)降低輥壓機(jī)和循環(huán)斗提循環(huán)負(fù)荷，提高輥壓機(jī)實(shí)際功效。

  寧國廠一、二線綜合節(jié)能技改達(dá)到預(yù)期效果，核心技改項(xiàng)目——原料輥壓機(jī)系統(tǒng)達(dá)產(chǎn)、達(dá)標(biāo)，滿足了兩進(jìn)兩出（一、二線原料堆場同時供料，一、二線生料庫同時進(jìn)料）的要求，一臺原料輥壓機(jī)可保供兩條窯穩(wěn)定運(yùn)行。

  這套系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)原料粉磨的技術(shù)升級，通過優(yōu)化整合老線綜合節(jié)能技改，讓落后生產(chǎn)線煥發(fā)生機(jī)，也為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供很好示范。