大石水泥公司#3窑的改造

１ 概述

大石股份有限公司（以下简称ＴＣＢ）的前身是大石水泥公司，始建于１９６２年。公司位于马来西亚Ｐｅｒａｋ，Ｉｐｏｈ的大石工业区，是一个私营股份有限公司目前已在马来西亚证券市场（ＫＬＳＥ）上市。

自１９６４年７月公司首台半干法窑投入商业运行以来，ＴＣＢ已进行了多项改扩建工程，以扩大生产能力，改进工艺技术，提高经济效率和生产率。１９９３年，ＴＣＢ成功地完成了第４期改扩建，将总生产能力提高到１５０万ｔａ。从那时起ＴＣＢ的３条生产线，即＃１窑、＃３窑和改造后的＃２窑（以下简称＃４窑）同时生产。

１９９６年８月ＴＣＢ开始对＃３窑生产线进行改造，增加窑系统的上游和下游设施，将生产能力由２１００ｔｄ提高到５５００ｔｄ，从而将全厂熟料和水泥总生产能力分别提高到２５０万ｔ和３００万ｔ。由于金融危机，该改造工程被迫推迟，改造后的新线直到２０００年才调试。本文就＃３窑生产线的改造工作作一简要叙述。

２ 改造方案
此项目的改造目标、范围和内容如下：
　　

（１） 改造目标。将窑生产能力从２１００t/d提高到５５００t/d。
　　

（２） 改造范围。采用原料预均化库及最新的配料系统改善生料质量均一性，以提高熟料质量；提高过程控制自动化水平，以提高劳动生产率；进行环保配套改造，以最大限度地保护环境。
　　

（3） 改造内容。给现有原料配料系统重新建立模型、增加石灰石处理设备、增加生料粉磨系统、改造回转窑、增加１套煤粉制备系统和１台水泥磨。
　　

１９９６年，公司就工艺、设备的工程设计及主机设备与部件的供货向伯力鸠斯公司和Ｆ．Ｌ．Ｓ公司进行了招标；同时决定相当部分设备在当地生产。招标最终确定：由伯力鸠斯公司负责＃３窑的改造，并提供石灰石处理设施及１台用于生料制备的立磨及中控系统；由ＦＬＳ提供原料配料中的粘土和铁矿石的处理设施，并提供１台煤磨和１台水泥磨。

２．１ 原料配料系统

　　

（１）生料制备流程。＃３窑生料制备采用石灰石、粘土和铁矿石三组份配料生产。原粘土和铁矿石共用１台回转烘干机分别进行预烘干后储存于各自的储库，然后与石灰石分别计量后一起喂入ＬＭ３２－４莱歇磨（１７６ｔｈ）粉磨。原料配料由ＰＯＬＡＢ系统完成。
　　

本次改造中，为简化工艺，先将３种生产原料预配后的混合料直接喂入莱歇磨粉磨，后经单独的配料系统计量配料后进入新增的伯力鸠斯立磨（产量２３５ｔｈ）粉磨成生料成品。为满足改造后这一工艺流程的要求，对原ＰＯＬＡＢ配料系统进行了升级，并增加了１台Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｘ射线频谱仪——Ｃｕｂｉｘ ＸＲＦ。
　　

（２）由Ｆ．Ｌ．Ｓ公司提供一座机械化原料联合储库。该库配备了２座料仓，接受自卸卡车卸下的粘土及铁矿石；仓下各装有１台带变速传动的裙板喂料机（ＦＬＳ１６００×５．０），单机最大卸料速度为２００ｍ３ｈ。另外，还配备了２台ＭＭＤ５００破碎机，将含有硅石等块状硬物料的粘土及铁矿石的粒度降至＜２０ｍｍ的占９０％ 最大粒径：７２ｍｍ。其它还有一系列皮带输送机；一座带２台堆料机和１台取料机的长方形预均化库及４套Ｃｅｎｔｒｅｘ喂料机（Ｌｕｉｓｅ Ｆｏｅｒｄｅｒｔｅｃｈｎｉｋ 通过ＦＬＳ供货），用于ＰＯＬＡＢ系统的粘土和铁矿石计量。粘土、铁矿石破碎及储存系统流程见图１。

２．２ 石灰石制备系统

　　石灰石制备系统见图２。有关设备是克虏伯输送技术公司通过克虏伯－伯力鸠斯提供的。来自ＴＣＢ自备矿山及外购石灰石由净载重量为２０ｔ～５０ｔ的自卸汽车送入破碎机喂料仓。采用额定能力为９５０ｔｈ的ＰＢ２２０２５０型单转子反击式破碎机，将最大粒度达１５００ｍｍ的石灰石破碎至＜７５ｍｍ占９０％及＜１００ｍｍ占１０％，以满足直接喂入新增立磨和原莱歇磨的要求。新增１台ＳＲＫ３８０６－２０００振动喂料机，用于粘土分离。
　　

ＭｇＯ含量低的石灰石破碎后直接输送到圆形均化库。主要来自ＴＣＢ自备矿山的ＭｇＯ含量高的石灰石，破碎后被送入１座圆形储库，该库下装有带变速传动的裙板喂料机，用于少量取料。
　　

主皮带机及堆料机设计能力达１２００ｔｈ。圆形石灰石预均化库可储存２９０００ｔ石灰石。
石灰石用１台４５０ｔｈ取料机取出，并通过 ２５０ｍｍ×４２０ｍ管道输送机分别送入与莱歇磨、新增立磨及技改后与＃２窑生料磨相联的３座石灰石库。

２．３ 立磨生料制备系统

　　

立磨为伯力鸠斯带内置式调速高效动态选粉机的ＳＥＰＯＬ－３４５－ＲＭＲＳ的ＲＭ４３２１３４５立磨。设计能力：生料水分＜１％、细度（９０μ筛余）＜１５％时为
２３５ｔｈ。磨盘直径４．３ｍ，２对辊子直径２．２ｍ，驱动电机额定功率１８５０ｋＷ。为节约能量，装有１台外部循环斗式提升机，循环负荷２００％。
　　

该立磨是为＃４窑配套的，所需热气体由＃４窑提供。磨机风机风量为１０５ｍ３ｓ，电机额定功率为１２００ｋＷ，与一组高效低压损旋风筒组成闭路系统。收下来的产品送到２座经过改造的ＭＦ库（图３）。废气通过＃４窑电除尘器排放。
　　

生料产品可以送到＃１窑和＃４窑的储库或新增的１座连续均化库。新库与改造后的＃３窑储库及新窑喂料系统相连。
　　

系统改造后，原莱歇磨与新的混合原料喂料系统相连，烘干粉磨用热气体通过新的＃３窑排风机继续从＃３窑抽取。生料送入原间歇式均化库和储库（这些储库被保留，作为改造后的＃３窑喂料系统的一部分）。
　　

生料库总储量为２００００ｔ，以保证窑连续、平稳操作。原生料库和新生料库中的生料卸出后送入７０ｍ３的窑喂料小仓，仓下装有１台冲板流量计及１套标定用的旁路系统。

２．４ ＃３窑的改造

　　

１９９９年２月１日，在马来西亚因经济萧条而水泥需求低时，进行＃３窑的停窑改造，至２０００年５月结束。窑系统的改造由伯力鸠斯公司承担，具体改造内容如下
　

（１） 保留原５．０ｍ４．６ｍ×８１ｍ回转窑。更换窑传动，采用２×５５０ｋＷ双传动；更换窑烧成带筒体和窑头及窑尾段筒体 更换２号窑墩的轮带和托轮。在保持窑斜度不变，将窑转速提高到最高４．８ｒｍｉｎ。
　　

（２） 拆除原预热器，但保留并调整、加固砼结构，用于安装新的ＭＳＣ分解炉（多级燃烧）。同时 在紧靠原窑尾砼结构处（窑上方）新建高效五级双系列预热器ＤＯＰＯＬ９０。该分解炉燃烧产生热量占总耗热量的５０％，入窑物料分解率为９１％。
　　

（３） 拆除原多筒冷却机，在原位置上新建砼基础，并安装带射流板的推动篦式冷却机（ＲＥＰＯＬ３７３０－２Ｆ）。该冷却机通风方式设计为热回收区直接通风，冷却区风室通风，篦子面积为１０８ｍ３，能力为５５００ｔｄ，熟料负荷为５０．９ｔｍ２ｄ。所配电除尘器（由ＥＬＥＸ公司通过伯力鸠斯供货）的集尘面积约１３３９８ｍ２，设计风量为２２０℃时５６００００ ｍ３ｈ，排放浓度为３５ｍｇｍ３。
　　

出篦冷机熟料被送入原生产线５００００ｔ熟料库； 同时新建储量为１０００ｔ 的次熟料库（带有１台取料输送机），与新建的６号水泥磨相连。
　　

（４）窑尾废气处理系统，更换了窑尾排风机（３２０℃、８ｋＰａ时其体积流量为２４０ｍ３ｓ，电机额定功率为３０００ｋＷ）；新增增湿塔和电除尘器（均由ＥＬＥＸ公司通过伯力鸠斯供货）及废气排风机。废气处理能力（标况下）达３３４０００ｍ３ｈ，粉尘排放浓度３５ｍｇｍ３。
　　

（５） 新增中控系统ＰＯＬＣＩＤ－ＮＴ，进行原料配料、立磨和莱歇磨运行、原煤输送和粉磨、燃煤设施、＃２煤磨（ＦＬＳ）和改造后＃３窑的生产控制等。

（６） 煤粉计量采用了３种煤粉计量系统，分别为：
被保留的原用于窑燃烧器（１６．５ｔｈ）的煤粉计量系统（１６．５ｔｈ）；分解炉新配置的煤粉计量系统（１６．５ｔｈ）；原系统改造后向窑入口喷煤粉以稳定ＮＯｘ形成用的煤粉计量系统（２．０ｔｈ）。

２．５ 煤粉制备系统
由Ｆ．Ｌ．Ｓ公司提供的煤粉制备系统能力为３０ｔｈ，成品细度为１２％（９０μｍ筛余）、残余水分１％。该系统是公司现有煤粉制备系统的一部分，与其它系统共用上、下游设施。

在该煤粉制备系统，由型号为ＦＲＭ２１４２的Ｆｕｌｌｅｒ立磨（内装有可调速高效选粉机ＲＡＫ－２２．５）、袋式除尘器（有效面积１４４５ｍ２）和１台风机（９９０Ｐａ时的风量为１７４０Ｂｍ３ｍｉｎ）组成闭路系统。烘干热源来自改造后的＃３窑。
在有关各方的密切合作下，成功地对伯力鸠斯公司提供的过程控制系统进行了扩展，以增加对煤粉制备系统的控制。

２．６ 水泥粉磨
为适应提高后的熟料生产能力，ＴＣＢ委托Ｆ．Ｌ．Ｓ公司提供１套水泥终粉磨系统，见图５。在粉磨产品比表面积为３２０ｍ２ｋｇ时，系统的生产能力为１７９ｔｈ。需要时，该系统还可用于粉煤灰水泥的生产。
　　

该水泥终粉磨系统由１台ＨＲＰ－Ｗ－２．０辊压机和１台４．２ｍ×１２．５ｍ的ＵＭＳ管磨组成的混合粉磨系统。出辊压机的料饼被送入１台ＳＡＰＥＸ Ｍ－Ｂ３－４００－４５０－Ｃ－Ｖ打散机打散，再送入只装细研磨介质的单仓ＵＭＳ管磨粉磨。出管磨物料通过ＳＡＰＥＸ－４５０ Ｍ－２１０高效变速选粉机（转子速度可在７７ｒｍｉｎ～２３０ｒｍｉｎ之间调节）控制产品细度。如果ＵＭＳ管磨由于某种原因不能运转，辊压机能够以８４ｔｈ的产量生产比表面积为３２０ｍ２ｋｇ的普通硅酸盐水泥，此时电耗约为２８．９ｋＷｈｔ（辊压机＋管磨混合粉磨时的电耗为３．１ｋＷｈｔ），但水泥产品的需水量稍高。ＵＭＳ磨也可不带辊压机单独使用，此时当生产３２０ｍ２ｋｇ普通硅酸盐水泥时，其能力为９０ｔｈ，但应更换特殊级配的研磨介质。为满足上述需要，辊压机的两个辊子都装有带变频器的变速传动。

２．７ 环保控制

　　

ＴＣＢ水泥厂位于Ｉｐｏｈ市内，为满足排放要求，公司力求采用现有技术和成熟的环保设备将窑尾烟囱的粉尘排放浓度控制在３５ｍｇｍ３以下。为此该项目采用了２台电除尘器和３５台袋除尘器。同时，对燃烧过程中产生的废气进行了粉尘和有害气体（包括ＮＯｘ）排放的连续监测。

3 改造后#3窑生产线的运行情况

　　

改造后，所有新设备如石灰石破碎系统、粘土及铁矿石设施、立磨、＃３窑系统、煤磨和水泥磨的运行结果都令人满意.