东江金磊水泥有限公司2500t/d生产线设计与调试（一）
2007-01-25 00:00
1、概述
东江金磊水泥有限责任公司，是湖南省三大水泥骨干企业之一，拥有三条Φ3.5×145m湿法回转窑生产线和三条Φ3.0×10m塔式机立窑生产线，年产水泥100万吨。公司于2002年通过了ISO9002质量体系认证，获得了产品进出口自主经营权。2003年10月，公司决策层从自身的发展需要出发，坚决贯彻国家“控制总量、调整结构、提高质量、保护环境”的建材工业发展方针，决定在厂区内扩建一条2500t/d新型干法水泥熟料生产线。
合肥水泥研究设计院承担了该项目的可行性报告编写、工程设计及生产线主机设备供货和调试达标工作等。项目正式开工于2004年3月，2004年12月28日烧成系统点火烘窑。2005年1月18日系统达标。
该项目的顺利投产为金磊公司创造了更好的经济效益和社会效益，实现了“生产技术进步，经济效益提高，环境保护良好”的目标，为公司实现可持续发展打下良好的基础。
本文就该生产线的主要设计特点、设备配置与生产调试情况作一简要介绍。
2、主要设计原则
金磊公司虽然技术力量较强，但对大型干法水泥生产工艺及装备了解不多。因此设计前制定了以下的设计原则。
以“技术先进、生产可靠、节省投资、提高效益”为前提，既要技术先进可靠，还要最大限度地节约投资，保证产品质量。
充分考虑公司现在的生产及场地特点，因地制宜，确保生产线设计的灵活性，为今后进一步发展留有余地。
充分利用当地的原燃材料，生料、水泥配料使用粉煤灰，熟料烧成使用无烟煤。
立足国内成熟、先进的技术和装备，最大限度地控制项目投资。
合理选用工艺设备及流程，尽量减少物料的转运点和落差，减少粉尘的飞扬，按照国家标准对所有的尘源点设置高效收尘器，使本项目的各项排放指标达到国家环保标准。
选用节能设备，合理使用调节手段，尽量减少系统漏风，加强保温隔热，采取必要措施提高效率，将能耗指标控制在国内先进水平。
采用先进、可靠的集散型计算机控制系统，以达到生产控制的高效、节能、稳定和优化控制的目的，并最大程度地减少操作岗位定员。
3、主要工艺流程及设备配置
石灰石破碎及预均化
石灰石自卸汽车运进厂区后，卸入石灰石破碎机前的卸料仓内，经板式喂料机喂入一台单段锤式破碎机，当进料粒度≤1000mm，出料粒度≤50mm时，生产能力800t/h。
破碎后的石灰石，经由带式输送机送入Φ80m石灰石预均化堆场。堆场储量24000吨。
原料配料及输送
配料站设一座Φ8×18m库用于储存石灰石，三个Φ8×18m配料库, 分别储存砂岩、硫酸渣、干粉煤灰。石灰石、砂岩、硫酸渣、干粉煤灰分别由库底调速电子皮带秤、转子秤按设定配比卸出,经带式输送机送至生料磨。由多元素荧光分析仪和微机组成的生料质量控制系统,可自动分析出磨生料成份,并据分析结果和目标值自动调节电子皮带秤、转子秤转速控制各原料的下料量,确保出磨生料成份合格。
生料粉磨
按比例配合后的原料经带式输送机送入生料磨内粉磨，生料磨为集烘干和粉磨于一体的HRM3400立磨，生产能力为180t/h。烘干热源来自窑尾高温风机排出的高温废气, 气体温度250℃。出磨废气经高效旋风收尘器分离后，成品由机械输送设备送入均化库。废气由系统排风机送入窑磨废气处理系统。
窑、磨废气处理
窑尾预热器的废气，经增湿塔降温后经高温风机排出，一部分送至原料磨作烘干热源，其余部分与原料磨排出的废气汇合，进入电收尘器净化，由排风机排入大气
在系统布置上，窑磨废气处理系统与生料磨和预热器塔架呈环状矩形布置，排废气的钢烟囱依附在预热器塔架上，不但布置紧凑、占地少，而且废气管道短，节省投资。
生料均化库及窑尾喂料
设置一座Φ18×50m多股流连续式均化库储存、均化生料。均化库的储量8750吨。由斗式提升机送至均化库顶的生料呈放射状多点下料入库分层堆放,由充气槽卸入均化库内经气力搅拌均匀合格后,经由气动回转阀、流量控制阀卸出生料库进入计量小仓,生料经计量小仓下的调速皮带秤计量后,由斜槽、提升机喂入预热器系统。
熟料烧成系统
系统是按无烟煤作燃料设计，采用在线式大容积的分解炉，直径6m，高度26m，带鹅颈管，有利于燃料在炉内的充分燃烧，同时增加了物料在炉内的停留时间，提高了入窑生料分解率；窑头喷煤管采用采用丹麦史密斯公司的DUOFLEX型第三代水泥窑用燃烧器，可通过改变内外风速度和风量比例，灵活调整火焰形状和燃烧强度，具有一次风量少，火焰形状好，燃料燃烧充分等特点。
熟料烧成系统采用φ4.0×60m回转窑，单系列五级旋风预热器。窑头、分解炉燃煤比例为4∶6。窑尾在分解炉底部设有二个燃烧器，分解炉用三次风从窑头罩上抽取。
熟料冷却、储存及输送
熟料冷却机采用带控制流篦板的第三代空气梁冷却机，篦床有效面积64m2，主要特点如下：单位冷却风量小，冷却效果好。篦板温度低，运行良好；控制流篦板的高阻力特性增强了冷却机系统抗料层波动的稳定性；控制流篦板的高穿透性，对料层进行深层次的气固热交换，有效的消除了“红河”现象；与大窑头罩配合使用，可有效的提高二、三次风温，提高冷却机的热效率，降低熟料热耗。
入冷却机熟料温度为1365℃，出冷却机熟料温度为65℃+环境温度，整个冷却机系统的热效率达到75%。冷却机出口设有熟料破碎机，出破碎机的熟料经链斗输送机送入一座熟料圆库内储存。 出篦冷机的高温气体分为三部分。第一部分作为二次风和三次风由窑头罩进入烧成系统；第二部分作为煤磨烘干的热源；其余部分废气经电收尘器净化处理后排入大气。出冷却机的熟料由链斗输送机送入一座Φ32×23m熟料库中储存。总储量30000吨。库侧设有熟料散装系统。
煤粉制备及计量系统
煤磨选用一台φ3×9m风扫式钢球磨,当入磨水分≤8%,出磨水分≤1%,产品细度为0.08mm方孔筛筛余≤2～4%时,磨机能力为18t/h。原煤经原煤仓底圆盘给料机计量后, 进入磨内粉磨,随气流出磨的合格煤粉由动态选粉机和煤磨专用防爆袋收尘器收集。各煤粉仓下设有环状天平秤,对煤粉进行计量,计量后的煤粉用罗茨风机直接送入窑头多通道喷煤管入窑煅烧,送入窑尾分解炉燃烧的煤粉则采用螺旋泵输送（由罗茨风机供气）。烘干用热风来自窑头篦冷机废气。
水泥粉磨及输送
水泥磨选用2套Φ3.2×13m开路磨与辊压机组成的闭路球磨系统，产量为2×65t/h。
来自水泥配料站的混合料经过皮带输送机送至辊压机的稳料仓中，与打散分级机选出的粗颗粒一起均匀地进入辊压机挤压成料饼，由提升机送入打散分级机分选，大于3mm的粗颗粒（未挤压好的料和边缘漏料），返回到辊压机的稳料仓中等待重新挤压；小于3mm的细颗粒经过挤压后，结构受到了破坏，物料的易磨性得到了改善，再送入开流水泥磨粉磨成符合成品要求的水泥。
自动控制系统
整条生产线采用siemens公司的集散型ＤＣＳ控制系统，自动化程度较高。
4、调试及生产达标情况
生产调试是生产线建设过程中的一个重要环节，是将设计、土建、安装工作等转化为实际生产的一个重要过程，生产线在短时间内达标达产可为业主创造最佳的经济效益。调试工作是一个系统工程，牵涉到业主、设计、安装及装备厂家等相关单位。
4.1调试的组织
进入调试阶段后即成立了由业主、主要设计者、生产调试人员和安装单位的技术人员组成的调试小组。每天处理各类问题：人员的组织和调配；原燃材料和备品备件的供应；图纸设计修改；处理试车过程中出现的机电问题等。
4.2调试过程
调试资料准备与人员培训
设计院料编制了各车间的生产调试说明书；并与业主一道共同编制了全厂设备润滑表、各岗位安全操作规程、各岗位操作记录表格、备品备件计划、及调试大纲和试车方案。组织举行了多次培训，内容包括工艺、电气、机械专业知识，授课人员由各方面专业人员组成，加快了业主对干法窑的掌握。
单机试车
单机试车是对机电设备制造、安装质量的初次检验，按照相关标准和规范进行验收。进行单机试车时，对设备的空载电流(注意与额定电流的比较)、温升、振动、声音等进行了检查、观察和记录。一是检测装备质量和安装质量是否合格；二是为设备带负荷试车时对比用。
电器打点及无负荷联动是单机设备考核之后，负荷试车之前的一个重要阶段，是对施工接线的一次全面检查，是对电器自动化设计及集散型计算机控制系统(以下简称DCS)应用软件的一次全面检查及考核。其主要目的是使工厂的设备、装置、设施能够按预定的程序运行。中控与现场人员密切配合按组起、组停；组起、连锁停；组起、紧停进行试验，直至达到要求为止。
负荷试车
负荷试车是在无负荷联动之后生产调试的最后一道环节。该阶段工作的主要目的是从石灰石破碎开始有计划、有步骤地打通整条生产线，在各工序连续运转的基础上，使各主要生产车间分别达到规定的性能考核指标，进而完成达标考核。
立磨的调试从12月初开始进行。期间遇到过二件事：
（1）循环风机进口阀门因风叶与轴出现相对滑动，导致中控显示开度与现场实际情况不符，磨内拉风不够，所以每次投料不久就因料层过厚震动较大，反复多次，最终得以解决，磨机停停开开，台产保持在110t/h左右，累计磨制了2800余吨生料。
（2）在高温风机液力偶合器更换期间，立磨一直处于不正常状态，落辊3-5min之后，就开始振动，连续数天，经过分析，也尝试了几种可能的办法：取消挡料圈，调整辊隙，清理管道，磨内喷水等；第三天立磨系统才运行正常。
这次调试，有下列几个因素值得总结：
1)气温较低时，空气密度大，介质较重，风机负荷大，同等电流情况下磨内拉风不够，烘干能力差，物料排不出去，使料层厚度增加产生振动；
2)入磨物料中粉煤灰太干，颗粒间凝聚力小，不易形成稳定料层，导致设备振动；
3)落辊时间掌握不准确，不是太迟就是太早；
4)风、料、辊压之间的平衡因缺乏经验很难把握，导致振动；通过几天的不断摸索、尝试，基本掌握了立磨的操作和规律，使立磨在不长的时间内产量达到了230t/h的水平，且能做到长时间的平稳运行。
12月中旬开始初次点火烘窑，整个烘窑过程共历时五天，过程也比较顺利。后因高温风机的液力偶合器故障而中断;第二次点火，调整了操作方法，结果使升温时间明显缩短，但最终由于分解炉燃煤输送管道施工布置不合理，使两根煤管阻力失衡堵塞而再次中断；第三次点火投料后，因C4下料管堵塞停窑。随后对入炉撒料箱进行了彻底的整改，解决了堵料积料的问题，另各级翻板阀也彻底地进行了检查，确保了翻板阀在热态始终保持良好的灵活性。从12月28日点火后
全线一直比较正常。入窑生料喂料量已稳定在180～210t/h。
对于窑操作，根据实际情况，采取边操作、边总结、边提高的方式进行经验积累，针对系统出现的每一个问题，认真地分析，不断地调整操作参数，总结规律，优化操作方案。现在中控操作员能很轻松地解决常见的问题。
4.3生产达标情况
调试初期先使用烟煤生产，进而采用烟煤与无烟煤混合搭配使用。调试期间实际进厂各原燃材料分析结果见表2和表3。
调试期采用石灰石、砂岩、硫酸渣、粉煤灰四组份配料，熟料率值确定为：KH=0．88~0．90；SM=2．5~2．7；IM=1．5~1．7。
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