麦塞博水泥厂2000t/d生产线介绍

麦塞博水泥厂位于埃塞俄比亚北部Mekelle市，厂区海拔约2km，占地面积257950m2。由丹麦FLS公司提供全套设备，土耳其ENKA公司安装，于1999年2月完工。该生产线总投资1.3亿美元，设计能力为年产60万t熟料，熟料热耗3050kJ/kg，水泥综合电耗115kWh/t，以重油为燃料。 

中国建材总公司(简称CBMC)与埃方签署了为期2年的合同，期限由1999年12月18日至2001年12月18日。中方主要负责生产线调试和组织生产、生产管理、设备维修和生产培训。CBMC与我公司达成协议由我公司派出生产维修技术人员和岗位人员，共同完成合同中规定任务。1999年11月中旬中方人员开始陆续抵达现场，逐步展开各项工作。通过调试我们感觉到该生产线工艺布局紧凑，生产流程顺畅，设备选型合理且质量过硬，机电自动化装备水平较高，但某些设备存在一些缺陷，有时影响到全线的运转率。 

1　生产线的工艺配置及特点 

　　 
1.1　矿山及原料均化系统 
　　

工厂选用皮带走廊运输原料，皮带走廊的长度约2km。矿山锤式破碎机的型号为EV-200×200-1。在调试过程当中，锤头的使用寿命在10个月左右，只有在破碎砂岩时磨损较严重。 
　　

原料的均化采用矩形堆场，配有SU-7.732-560/22.158型布料机，布料能力560m3/h，2台LHO-BC-OC-300/35取料机，取料能力为300m3/h。石灰石的旱季储量为:2×17900t，雨季的储量为:2×10200t；页岩的旱季储量为:2×8100t，雨季时由于页岩的水分含量较大，所以在此之前多储备一些页岩，储量为:(8100+24500)t；另外，堆场内还可以储备3600t砂岩，3600t铁石，3200t石膏。 

1.2　生料粉磨系统 
　　

原料主要来自于厂区周围的矿山及河床，运输方便，易磨性较好。生料磨规格为Φ5.0m×8.25m+2.2m，带有2.2m的烘干仓。磨体齿轮传动，电动机功率2900kW，装球量176t，球体直径为20～90mm，设计产量为172t/h，实际已达到180t/h，可处理入磨物料水分达4%，出磨物料的水分<0.5%，成品细度<14%。系统配有Sepax-475mm-124型选粉机并带有2个Φ5.0m旋风筒。系统风机功率为1190kW。 
　　

系统的一些特点: 
　　

1)窑尾的废气可作为生料制备的热源，由于工艺布局紧凑，高温风机的位置距离生料磨入料口很近，来自窑尾的高温废气几乎没有太大的热量损失就能被利用。预热器出口与生料磨进口之间的温度差在20℃左右。 
　　

2)出磨斜槽内部有一个可调溢流闸板(见图1)，它主要起到锁风的作用。溢流闸板由3块铁板构成，在铁板a的底部有一排锯齿形小孔，可以将沉积下来的碎小研磨体和一些极难研磨的物料排出。铁板b和c通过螺栓连接在一起，c板的位置可以作上下调整，合理的固定铁板c的位置可以起到很好的锁风作用。 
　　 




　　图1　可调溢流闸板 

　　

出磨物料经过溢流闸板、斗式提升机送至选粉机前的另一个斜槽，该斜槽中间被一缩口分开，缩口下方是一分格轮，每隔一定时间转动1次。出磨物料输送到这里时，较重的碎小研磨体和一些难磨物料落入缩口而被排出。随同排出的细粉经一振动筛筛分后重新回到出磨斜槽，较重较硬的大颗粒被外排，对保护高速旋转的选粉机转子非常重要，同时也有利于提高粉磨效率。 

1.3　生料均化系统 
　　

该生产线采用储存量为10000t的CF型均化库。直径16m，高43m。库底有7个下料点，每个下料点周围有6个充气区，均化系数可达12，具有电耗低、气体消耗量低的优点。均化电耗0.2kWh/t。均化库的卸料系统由过程控制单元自动调节。 

1.4　熟料烧成系统 
　　

窑尾采用的是LP型单系列低压损五级旋风预热器和ILC低氮型分解炉。C1、C2直径均为5400mm，C3、C4、C5直径均为5700mm。分解炉设计在窑尾的上升烟道上，分为2部分:上部是在线部分，规格为Φ6.6m×18m，底部是方形的低氮部分，规格为3.0m×3.0m。烟气在在线部分能滞留大约3.4s，而在低氮部分只能滞留0.2s；回转窑的规格为:Φ3.75m×57m，斜度为:4%，主传动功率为250kW；窑头采用富勒克莱克斯型篦式冷却机，技术先进，运行可靠。回转窑燃烧器是新型的Swirlax燃烧器，型号为:SOG-219-330-8，燃烧器油枪型号为:TFSM-65KM。分解炉油枪的型号为:OEC-4B。 
　　

1)预热器的旋风筒主要是以高的传热效率、低的压力损失、高的分离效率和小的外形尺寸为标准，使旋风筒布置合理、方便，有效地减少了预热塔面积，保证了较大的维修空间。为了能够降低压力损失，在设计上采取了较大的旋风筒气流的进口和出口，为气流提供了较大的回旋空间。另外也考虑到了内筒的因素。外形结构见图2。 

　　 




　　图2　预热器结构 

　　

该生产线C1～C5的分离效率分别为:93%、88%、85%、82%和78%，压力损失要比普通的旋风筒降低40%～50%，整个系统热量交换进行得比较完全。投料正常时，预热器出口温度在280～290℃左右，充分地利用了热源。再加上较高的入窑物料的分解率和冷却机较高的热回收效率，这些都是达到高产低耗的有利条件。 
　　

2)从窑头罩过来的800℃左右的热风以切线进入分解炉，由于分解炉较大的容积以及底部缩口产生的喷腾作用，加之合理的气体涡流，使得窑尾烟气与进入到分解炉内的生料粉和燃料得到充分的混合，同时也延长了生料粉在分解炉内的停留时间，使热交换进行得更加完全，生料的分解率达到90%～95%。另外，生料从分解炉下锥体的上部和上升烟道中喂入，这不仅有利于提高分解率，而且还可以有效地控制窑尾上升烟道的温度，防止结皮现象的发生。这种分解炉非常适合使用低质油，有效降低了分解炉内的NOx含量。 
　　

3)回转窑主燃烧器便于调节，一次风消耗量要比传统的燃烧器低许多，提高了窑内的传热效率。通过调整轴向风和径向风手动分配阀门可以实现对火焰形状的调整。另外，燃烧器的喷嘴区域是可以伸缩的内、外套筒，通过调节改变喷嘴喷射的有效面积，从而改变轴向风和径向风的风速，同样能够调整火焰。 
　　

燃烧器内部的油枪包括:头部、管道、轴和联轴器。头部内有火嘴、燃油扩散器和顶针等。通过调节燃油扩散器的位置可以调整燃油的扩散程度，扩散程度愈大，火焰越短越粗；反之，火焰越长越细。在生产中，燃油流量是通过顶针来控制的。顶针可以前后移动，通过控制顶针和油枪喷嘴的相对位置来实现对燃油流量的调节。油枪的工作油压为2.5×103kPa，在这样的压力下，燃油得到了很好的雾化。 
　　

分解炉有4根油枪，安装在分解炉锥体下方大约500mm处。每根油枪的旁边都有1个清灰孔，通过它可以看到火焰的底部，火嘴上的积灰也可以及时地被清除掉。燃油和压缩空气在油枪内混合，混合物喷出油嘴的同时被雾化。雾化用压缩空气的工作压力为6×102kPa。生产过程中，燃油流量是由燃油站的电动阀门来控制的。 
　　

4)冷却机共分为2个区段:一段为控制流量区(CFG)，篦床宽度3m，有效长度5850mm，在长度方向上分为2个室，采用了空气梁技术；二段为低漏料区(RFT)，篦床宽度3m，有效长度8250mm，在长度方向上分为3个室，冷却风直接被鼓入风室冷却篦板和熟料。CFG区供风系统见图3。 
　　 




　　图3　CFG区供风系统示意 

　　

CFG区的冷却方式是分区域冷却的，1室在宽度方向上可分为左(L)、中(C)和右(R)3个区，分别由1L、1C、1R风机冷却。2室在宽度方向上分为左(L)和右(R)2个区由2L、2R风机冷却。在每个冷却区域上，熟料的分布并不相同，根据实际情况调整各个区域的冷却风压和风量，可使熟料的冷却效果达到最佳(见表1和表2)。风压和风量的调整可以通过调节为单个区域提供冷却风的管道上的阀门来完成。1室和2室的风室内压力是由1台密封风机(1S)控制的。密封风机的气流从活动篦板和固定篦板的缝隙以及篦床的密封部分吹出，所以落入篦板下面风室内的熟料非常有限，而且密封气流十分有力地冲入篦板表面与另一篦板前沿之间的空隙，否则，熟料粉将在这个区域沉积下来，使两者之间的缝隙变宽，造成篦板前沿的损伤。  




注：风机编号中1~5代表1~5室。 
　　

通过CFG区的气流强劲有力，使得熟料分布到篦床的整个宽度上，这不仅防止了熟料粘结在一起，还起到了调整气流的作用，使得熟料处于一种沸腾状态，热量的回收达到70%以上。同时也有效地阻止了熟料在篦板间隙中沉积下来而造成篦板的损伤，延长了篦板的使用寿命。CFG篦板特有的倒“T”字形的篦缝，能够捕获因突然停机而落下的细小颗粒，而且在下次开机时，这些颗粒能被气流自动清除。在RFT区，所有的冷却空气由篦板下方通过篦板的狭缝鼓入熟料层，通过调整冷却风比例和篦床料厚，可使出冷却机熟料温度达到期望值。经过冷却后的熟料，温度为环境温度+80℃。 
　　

篦冷机各部分由一定数量的风机提供冷却风量，这样能很好地控制各部分风量，使冷却熟料消耗的空气量相应的减少。可以根据生产的实际情况对上述参数进行必要的调整，以求得合理的参数控制。 

1.5　水泥粉磨系统 
　　

水泥粉磨选用1台Φ4.6m×12.5m的双仓磨，中心传动，传动功率3500kW，设计台时产量120t/h，磨内设计装球量222.9t，其中一仓77.1t，二仓145.8t，填充率27.3%，球体直径由15～90mm。但实际操作中填充率为23%，装球量为80%左右，磨机的功率已接近满负荷，磨机台时产量在110～120t/h左右。由于实际情况与设计上的差别，磨机的运行状况势必达不到其应有的水平。该系统配备有Sepax-375mm-222型选粉机，并带有4个旋风除尘器，旋风筒直径2750mm，系统风机HF5S223TSR型，风量2175m3/min，功率375kW。该系统采用了磨内喷水装置。 
　　

虽然与生料磨选粉机型号相同，但是生料磨选粉机底部是连接在磨出口上升管道之上，而水泥磨选粉机底部是一个锥体，锥体下部是一个外排闸板。出磨物料经撒料盘撒落在气流中，物料中较重的颗粒不能被气流所带动而落下来，被收集到选粉机下部的锥体中定时外排。分级后粗粉中成品率占10%以下。  

2　生产调试中出现的一些问题 

在生料磨系统，由于设计上各种原料均通过同一条运输皮带运送到各自的磨头仓，所以上料过程就显得比较紧张，有时不得不停磨等料，影响了磨机的连续运转。调试后期更换了砂岩的品种，砂岩的用量减少了许多，从而也就缓解了上料的紧张程度。 
生料磨试运转初期，选粉机的风量明显不足，单纯靠提高系统风机的风量常常会产生一些负面的影响。比如，磨内物料向前运动过快，不能充分的破碎和研磨，而且经常发生堵塞出磨篦子的现象，严重影响了生料磨的连续运转。将系统风机和选粉机之间的循环风管道更换成较大直径的以后，选粉效率和粉磨效率都得到了很大的提高。 
　　

在调试过程中，CF库库底的一个卸料口经常被生料块儿堵死，经过分析发现，当雨季来临，降雨量较大，库顶收尘风机运行时，将雨水从库顶通风口抽到库内，造成生料结块儿，而且总是在特定的区域结块，从而引起该卸料口堵塞。之后，我们采取了一定的防雨措施，避免了类似问题的再次发生。 
　　

水泥磨采用磨内喷水系统来降低磨内的温度，但实际使用中虽然操作人员尽量将磨出口温度控制在一个较高的位置，但依然能感觉出出磨水泥还是有点潮湿。如果磨机出口的温度控制过高，会使石膏脱水。所以我们在操作过程当中，尽量采取改善磨内通风的办法来降低磨内温度。尽量做到能少喷水则少喷水，以降低水泥中的含水量。 
　　

由于该地区的电力水平比较落后，经常由于停电和电压波动等造成停机，严重地影响了整个系统的连续运转，增加了许多能源和设备上的消耗。对烧成系统影响尤为严重，这些不必要的停机造成了烧成系统热工制度的极不稳定，使得前后过渡带的窑皮经常发生脱落，所以不仅影响到回转窑的高效运转，而且对耐火材料的使用寿命也造成了不同程度的影响。此外，停机时高温物料和气体对设备的损害也引起了高度的注意。如:该生产线三次风闸板靠近窑头一端，虽然正常运转时有1台冷却风机用于冷却闸板，但冷却效果并不理想，加之几次停电，闸板在高温气体的作用下发生了严重的变形，一直无法正常使用，严重地影响了系统风量在分配上的随时准确的调节，给生产、操作带来了一定的困难。如果高温物料和气体一旦影响到了回转窑筒体、篦冷机和ID风机，那么后果更是不堪设想。为了将这种情况下对设备的损伤减少到最小，该生产线配备了1台小型柴油发电机，停电1min后，发电机自动启动，可供给1台备用小型空压机(压缩空气可以提供给回转窑大齿圈油站和一些必要的气动闸板使用)、窑慢转电动机、一次风备用风机(用于冷却主燃烧器)和窑口冷却风机(此时的冷却风被改变风向，用于冷却篦冷机1室的篦板及熟料)。一段篦床也可以利用临时电源定时活动一下，以防熟料粘结在一起。另外，停电时，一些没有冷却手段的设备应及时撤离高温区，如分解炉的油枪、增湿塔内的水枪等。系统电压波动造成设备保护性停机，由于电力供应很快恢复正常，最好的办法就是在尽可能短的时间内恢复设备的正常运转，防止在高温情况下对设备造成不必要的损伤。我们还要求岗位人员及时、准确地检查各个设备的实际情况，做到心中有数，为及时地启动设备做好各项准备。 
　　

由于埃国国内的水泥市场需求量较小，加之落后的交通运输条件，使得水泥销售量远远低于生产线的生产能力，所以无法进行长时间的连续运转，年运转率为37%，熟料产量25万t。由于生产不能正常连续进行，实际的熟料热耗大约在3135kJ/kg，比设计热耗偏高些，熟料电耗为120kWh/t，熟料日产量2100t。