粉磨站的设计与建设
随着新型干法水泥在我国的迅猛发展,生产线产能规模越来越大,而现代经济的发展和交通物流的发达,使得水泥生产的各个环节可以依据资源和市场分开到几个地方进行,最普遍的做法就是熟料生产就近于石灰石资源、水泥粉磨站就近于工业废渣和销售市场,以达到节能减排、降低成本的目的。
在进行粉磨站的设计和建设时,我们应该清楚,水泥是区域性产品、季节性产品、同质化程度很高的产品,是以规模来提升效益的产品。在进行粉磨站的建设时,我认为有三个问题需要探讨,一是规模大小,二是生产线的布局数量,三是粉磨工艺的开路和闭路。
一、粉磨站的规模
我认为,粉磨站从它的产生根源来说是临时性设施。
目前水泥行业已经产能过剩严重、竞争非常激烈。在布局时,水泥企业应积极寻找大容量市场或高成长市场,布局厂址离主市场有多近就多近、成本有多低就多低。关键是成本领先和区域控制,必须十分重视工艺生产、台产、物资价格、运输距离、财务和管理费用等因素的运筹。
粉磨站单独设立并生产,有利有弊。我认为弊处在于,原本可以依靠的行政管理(销售、财务、保卫、后勤食堂宿舍等),以及化验室、机修车间、总降、空压站、水循环站、地磅和围墙等生产附属设施,都必须单独设立,增加了投资从而增加了管理成本和产品成本;正所谓“麻雀虽小,五内俱全”。这样的话,水泥成本中的基建和设备的折旧以及各种费用的分摊占比,肯定比完整生产线要大。
但是,我们也不能象布局销售网点那样来设计、建设粉磨站。现代建筑多用高标号水泥,而Φ2.4m以下的水泥磨是很难生产高标号水泥的,所以磨机规格不能太小。
因此,我们必须对规模进行控制,以100~200万吨年产为宜。
二、生产线的布局数量
粉磨站是因需求市场而建,而需求市场不可能只要一个或两个产品,市场需要低标号水泥,也需要高标号水泥。
粉磨站只有一条生产线对生产多品种水泥不利,必须轮换并洗磨生产。况且单台磨机的磨内磨细这个环节适应不了多个品种水泥的生产,因此粉磨站最好应至少两条生产线。比如年产100万吨水泥的粉磨站,可以用两条Φ3.2×13m的水泥磨而不要一条Φ4.2×13m的水泥磨。
三、粉磨站的生产工艺
熟料生产线的配置和布局基本定型,但水泥粉磨却千差万别!这与磨前处理、磨内磨细、磨后选粉的不同有关,也与水泥品种、水泥目标用户的喜好、生产厂家自身操作管理习惯等有关。
带辊压机的球磨机只承担30~40%的粉磨任务,球磨机的主要功能变成了修正水泥颗粒级配、以减小辊压机水泥产品较大的需水量,这种系统多采用了开流球磨机。这种系统生产的水泥,因为水泥颗粒成正态分布、分布广,水化时密实度高、稠度高、塌落度小,水泥早期强度大;开路磨比闭路磨可以多掺混合材3~5%。也正因为如此,所以我认为辊压机一定要配置的大;比如Φ4.2×13m水泥磨有配置Φ1700×800mm辊压机、Φ1700×1000mm辊压机的,也有配置Φ1800×1200mm辊压机、Φ1800×1600mm辊压机的;Φ1700辊压机的电机功率为900KW×2;Φ1800辊压机的电机功率为1250KW×2;虽然设备投资(包括电缆及电器元件)大了,但电机功率大了不并等于电耗也同等大了,只不过是“大马拉小车”而已,我认为是值得的,或许辊压机不会“过劳”而故障频发(在粉磨站中,辊压机算是故障率最高的设备了)。
闭路磨出磨水泥温度80~90℃(冬季65~75℃)。开路磨物料在磨内停留时间长,水泥温度达115~120℃(冬季95~105℃),如此造成磨内石膏脱水、过粉磨严重而水泥颗粒含有静电使得罐车卸料困难。开路磨还有个如何处理铁渣的问题,我觉得用山西龙舟输送机械有限公司的气化沉淀式除铁(渣)器来解决较好。
在传统塑性混凝土的应用中,开路磨水泥比闭路磨水泥有明显的经济优越性(配制材料成本低)。但随着预拌混凝土及外加剂并泵送的普遍应用,闭路磨水泥呈现了明显的优势。
为了尽可能满足开路水泥和闭路水泥用户的需求,我认为可以在设计时为双闭路联合粉磨方式,而在生产时则按需要切换开路或闭路。
最后,我想谈谈对工艺设计进行优化的看法。
工艺设计是否合理,直接关系到一次性投资和今后的生产成本并带来长期困扰。粉磨站的物流是非常关键的,没有好的规划是不行的,否则就会导致有生产能力却运不进来、送不出去,所以一定需要有专业的设计单位进行设计,有经验的专业人士进行监督建设。
粉磨站的生产线布局,我认为还是以紧凑为好,不要一字直线型。一字直线型虽然便于今后扩展,再加上总降没有布置于用电负荷集中点附近,就会使得电缆线过长,从而加大了一次投资也使得今后运行中电耗增加(这个电缆耗电可是看不到的损失)。同时,水电阻、进相机等设备可以就近安装在被控制的设备旁边,也可节省电缆。
粉磨站的熟料堆场,我个人认为宜小,但配料库宜大。粉磨站的熟料由于外运进来,温度已经不见得很高甚至常温了,对生产不定有利(但因为物料温度低,而对设备有利)!如果是自己有熟料生产线供应的话,更没有必要在粉磨站造堆场,完全可以先堆在熟料生产线上;粉磨站只要熟料配料库储量足够就可以了,平常随时运输补充,这样对生产有利。如此可以减少铲车的运输费用!熟料的卸车入库,我认为可以用3种方式:提升机入库,斜拉链入库,皮带机长距离输送入库。
为了减少铲车的使用,应该多用电力进行物料的厂内运送。因此,粉磨站可以建设联合堆场并用悬臂刮板取料机取料(用一台熟料取料机,一台混合材等取料机)。这样,堆场一侧汽车进场倒料、另一侧则取料并皮带机送到配料站。配料站也可以小型化,甚至用钢板焊接斗从而节省基建投资、加快建设速度、降低投产后的生产运行成本。
为了优化工艺流程,磨前配辊压机的预粉磨闭路系统,配合料可以直接进循环提升机(省却旁路系统)。无论是圈流生产还是开流生产,都必须设置磨尾抽风除尘,而且水泥磨尾的排风量必须保证,否则将制约生产!因此,磨尾排风机还应该留有足够的余量,这也正如我们的磨机电机功率留足余量一样,有利于增产的需要。
粉磨站的水泥储库宜多库搭配出厂。如果要更好的话,则再配置个均化库(应适应100吨水泥灌装车的接口高度和倒车位置),库侧散装、库底包装。所有储库都用钢板库(库底板以下仍为钢筋混凝土),以节省投资并提高建设速度。
包装机组的收尘器仅设置一台即可,且放置于最高处,地面一层为电气室和纸袋仓库;装车机的顶棚用轻钢结构。
如果粉磨站规模在100万吨左右,又是两条生产线,我觉得辽宁北票市理想机械工程有限公司的多点进料、多点取料磨机值得采纳。
循环水站的水泵应该用自吸式的,如此可以省却与水池同样深的水泵房建设费用,而将泵房建于水池上或水池旁。一条粉磨线只要一台水泵即可(消防泵全厂一台即可,实际上更可以借用生产水泵),不必备用;因为粉磨站只有辊压机主轴承及其减速器油站和液压站、磨机的主轴承及其油站、磨机的减速机和电动机油站、选粉机油站、水冷式空压机、大型风机轴承,还有罗茨风机等需要水冷却,水泵故障一会儿有油站的循环冷却可以对付一阵子的;即使水泵故障一时修不好,可以生产线停机。因此原因,也是我 “越简单越好”指导思想的要求,粉磨站都不必配置备用设备,如空压机不用备用、总降不用保安电源备用等等。
空压站用简易钢构房即可,这样净空可以更高些。
总降也可以直接用10KV降压至400V的变电所,而10KV高压电机则可以直接从外界拉入(不过,开停机要频繁通知外界而不利于管理)。生活用电应与生产电网分开,否则生活用电天天要通,则总降就要天天开着;这样可降低电耗,最起码变压器基本电价的节约是比较可观的。
在北方寒冷地区,因为建筑或土建冬季施工困难而停工,水泥厂就没有必要开下去,也要跟着停产;否则从设备管理方面说,故障率将明显升高,设备维护检修费用也将随之升高。这在设计时就应明确,避免投资浪费。
以上是我个人管见,游历所得,值此粉磨站设计与建设蓬勃发展之际,抛砖引玉与大家讨论。
编辑:易洪兴
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