湖南益阳东方水泥1500t/d熟料生产线改造至3700t/d项目总结

　　湖南益阳东方水泥有限公司系湖南省第一批新型干法水泥生产企业，近年来，随着水泥生产企业的增加和水泥生产技术的不断提高，该公司现有的1#线1200t/d、2#线1500t/d（指标2500t/d）水泥熟料生产线因规模小、能耗高、整体效益差等弊端日益显现。公司决定根据国家节能减排及产能置换的原则，对现有系统进行升级改造，在尽可能利用现有装备及设施的前提下，采用国内先进技术，改造2#熟料生产线，扩大生产线规模，提高水泥熟料产量，降低煤电消耗，提高企业的市场竞争力。

　　本次改造方案确定的主要指标为：熟料产量为3700t/d，力争4000t/d，熟料电耗≤58kWh/t ，熟料烧成标煤耗≤103Kg/t。

　　江苏羚羊水泥工程公司在国内外设计建设了50余条1500-5000吨/日水泥熟料生产线，并在西南地区对40余条水泥熟料生产线实施增产节能降耗技术改造。公司拥有设计、改造、生产管理和调试等方面一大批专业人员，在水泥行业拥有专业、丰富的工程经验。根据益阳东方水泥原有生产线实际情况及要求，我公司认真分析厂里现有情况，对各个环节严格把控，采用国内先进的工艺方案，确保各个指标达到最优。同时业主也要求以最短的时间，与新线停窑对接时间只有5个月，这也使得设计受到各方面的限制，既要考虑后期指标保障，又要利旧以减少整体成本，同时也要考虑施工与老线生产存在交叉情况，这无疑给整个工程增加了很大难度。

　　该项目由江苏羚羊水泥工程公司承担工程设计并提供烧成系统关键设备， 2019年5月15日开始投料试生产，并在当月顺利达标，目前日产熟料稳定在3700-4200吨。该项目总投资1.6亿元（包含土建费用）。下面对该生产线的主要设计思想、工艺方案及生产运行情况逐一介绍：

　　1、原料处理部分

　　更换现有破碎机、配料秤及输送，破碎机能力由180t/h提高到350t/h。土建基础及存储库全部利用原构筑物，同时更换破碎系统袋式除尘器、风机，确保粉尘达标排放。

　　2、原料粉磨及废气处理

　　选择辊压机系统作为原料粉磨设备，确保系统≥280t/h。与采用立磨系统的原料粉磨相比，辊压机系统具有结构简单、单位产量高、粉磨能耗低等优点，而对于原有的辊压机系统存在的一些不足之处我们通过优化工艺布置及设备配置解决：1）对V型选粉机布料不均匀问题，我们采用我公司的专有技术，通过增加稳料仓和宽皮带机布料方式解决；2）对于卧式选粉机选粉效果差问题，则通过选用我公司吸收国外技术开发的立式低速低阻选粉机加以解决，这就确保出磨生料中0.2mm以上的粗颗粒小于1.5%，同时选粉机的后期维护量及寿命大大提高。

　　新的辊压机系统，采用我公司吸收国外先进技术后国产化的旋风收尘器，收尘效率：95%，减少后续循环风机的磨损，系统阻力比行业内同类型其他产品低30%~40%，从而达到降低系统风机电耗的目的。选择并重新布置新的磨排风机、高温风机、窑尾袋式收尘器（利用原电收尘基础进线扩建）、增湿塔及生料输送设备等。

　　目前原料磨产量稳定在300t/h，生料系统电耗12kWh/t 左右，细度根据窑生产要求控制在R80<14，。详见下图

　　3、烧成窑尾，预热器是此次设计成败的关键，由于现场情况等多方面因素的限制，窑选用Ф4.3×54m短窑设计方案，短窑对原料的适应能力相对比较差。预热器任何的波动：塌料、分解率不够等情况，都会反应在窑上面，造成熟料不合格。因此预热器设计考虑尤为重要。

　　设备采用我公司研发的单系列“6级预热器+管道型分解炉”系统，该系统具有系统运行阻力低、生产稳定性好、表面热损失小、烧成热耗低等优点，采用大蜗壳、短柱体的结构形式，优化了各级预热器的断面风速、内筒直径及深度，以增加传热效率，降低系统阻力。

　　采用特殊设计的翻板阀、撒料箱、分料阀，确保其在运行过程中锁风、均匀撒料及分料调节的正常可控。

　　C1旋风筒设置内旋流及二路出风装置，大大提高分离效率，并大幅降低该段运行阻力，确保整个预热器系统正常运行条件下出口阻力≤-5400Pa，目标≤-5000Pa。

　　考虑现场实际情况，在施工方面拆除#2窑尾框架中所有设备及内部构件，保留外框架立柱、横梁和砼楼面，在现有框架外再搭接新框架楼。老框架楼内布置分解炉、上升烟道、C2、C4，C6预热器，在新框架楼内布置C1、C3、C5预热器，分解炉容积约1700立方米，所有预热器规格按4000 t/d的生产能力设计。

　　目前窑系统产量稳定在3700~4200t/d，熟料烧成标煤耗95~98Kg/t。各参数详见下图:

　　4、烧成窑头

　　拆除现有#2生产线的窑头所有设备，重新布置窑头罩、喷煤管、篦冷机及配套风机、熟料拉链机、窑头袋收尘器、窑头排风机等设备。

　　根据目前#2线窑头实际位置，我们采用国内先进技术，设计一台带中置高温熟料破碎机的四代篦冷机，二段传动。尺寸4.4m x 23m。篦床有效面积：94m2。带中置破的第四代篦冷机具有单位面积冷却效果好、热回收效率高、设备运行可靠等优点，利用成熟的中置破碎技术更能保证熟料出篦冷机小于65°C+环境温度。

　　5、煤磨系统

　　业主方原生产系统分别建有一套立式煤磨系统，实际生产过程中因为煤磨运行不正常，煤粉细度无法控制，导致煤磨系统产量低、粉磨电耗高，吐渣严重，此次改造我们采用如下方案改造：

　　原有厂房可基本不作改动，拆除原有立磨，在原址上布置我公司研发生产的LY19.2煤立磨，该磨机采用德国技术，在确保磨机产量25 t/h（R80< 4%）的同时，粉磨电耗大大降低到 30 Kwh/t。重新设计防爆袋收尘器、风机及配套管道，更换煤粉计量设备、输送罗茨风机以满足改造后窑用煤粉的供应。

　　目煤磨产量稳定在25t/h，R80细度控制在2~3%左右。运行稳定可靠，操作简便，能耗较低。详见下图:

　　目前：益阳东方水泥3700t/d熟料生产线采用的工艺技术和装备先进成熟可靠，熟料综合电耗目前统计下来在48kWh/t 左右。各项指标均达到并优于设计要求。 特别是我公司开发的高效低阻预热器+Ф4.3×54m短窑设计方案的成功应用，为水泥行业积累了宝贵的经验，也为同行进行类似项目的设计有很大的参考价值和意义。