越南柴山水泥1 000 t/d生產(chǎn)線的技術(shù)改造

苑明華，譚長明，孫 云

(南京西普水泥工程集團有限公司，南京 211100)

越南黃龍水泥集團于2016年初收購柴山水泥廠，該廠的設(shè)計能力為日產(chǎn)熟料1 000 t，改造前基本能夠達到設(shè)計產(chǎn)量，但運行不穩(wěn)定且能耗較高。越南黃龍水泥集團為了提升集團競爭力，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，決定對生產(chǎn)線進行大幅度提產(chǎn)，同時降低能耗，發(fā)揮其最大潛力。特邀請南京西普水泥工程集團對生產(chǎn)線存在的問題進行分析、判斷，并提出合理的解決方案，解決生產(chǎn)現(xiàn)場存在的安全隱患、確保生產(chǎn)線實現(xiàn)高水平穩(wěn)定連續(xù)運轉(zhuǎn)。

考慮空間、市場、停窯周期以及資金等各方面因素，生產(chǎn)線技改分三期進行。一期主要進行煤磨系統(tǒng)技改，主要目的是新建一套能夠滿足3 300 t/d熟料生產(chǎn)線供煤需求的煤磨系統(tǒng)，并為二期技改騰挪場地；二期主要對原料調(diào)配、原料粉磨、生料均化、燒成窯尾、燒成窯中、燒成窯頭、熟料儲存等等進行車間技改，主要目的是提產(chǎn)降耗；三期主要新建一套配套的水泥粉磨及包裝系統(tǒng)。

1 原料調(diào)配

現(xiàn)有原料調(diào)配站可以不做大的改動，仍然為現(xiàn)有原料磨供料。新建一套原料調(diào)配系統(tǒng)為新增原料粉磨系統(tǒng)供料，只需在石灰石庫頂進料皮帶處增加分料設(shè)備，使來自堆場的物料可以進入現(xiàn)有原料調(diào)配系統(tǒng)，也可由膠帶輸送機送至新調(diào)配系統(tǒng)。新建原料調(diào)配系統(tǒng)由原有的一座Φ8 m庫儲存石灰石，三座Φ6 m圓庫分別儲存粘土、砂巖和鐵粉。每種物料均由定量給料機按比例從各儲庫中卸出，并經(jīng)膠帶輸送機送至新建原料粉磨系統(tǒng)。

2 原料粉磨

原有原料磨產(chǎn)量為110～115 t/h，產(chǎn)量無法滿足技改后的需求，且業(yè)主建議將現(xiàn)有原料粉磨系統(tǒng)挪作它用，故此次技改新建一套能夠單獨供應(yīng)3 300 t/d熟料生產(chǎn)線的原料粉磨系統(tǒng)，計劃新增一套臺時產(chǎn)量280 t的原料立磨系統(tǒng)。

新增原料粉磨采用輥式磨系統(tǒng)以節(jié)省占地，降低電耗，并且可以在不拆除原有設(shè)備的情況下進行大量施工，縮短停窯時間。磨機烘干熱源為窯尾廢氣(來自新增預熱器系統(tǒng))，窯尾廢氣由新增高溫風機引取送至磨機，新增一套廢氣處理系統(tǒng)，廢氣經(jīng)袋收塵處理后排放。

原料混合料在磨內(nèi)進行研磨、烘干，從立磨風環(huán)中落下的塊料由斗式提升機送回立磨繼續(xù)粉磨。經(jīng)磨內(nèi)選粉機選出的合格生料粉被氣流帶出，進入旋風分離器分離，收下的生料粉經(jīng)空氣輸送斜槽(新增)、斗式提升機(新增)送入生料均化庫。出旋風分離器(新增)廢氣由原料磨循環(huán)風機(新增)將一部分作為循環(huán)風返回磨內(nèi)，其余進入袋收塵器(新增)，排風機(新增)將凈化后的氣體排入大氣。

3 煤 磨

原有煤磨(Φ2.4×4.75 m)能力較小，不能滿足提產(chǎn)要求，并且該處空間需要用來新建窯尾預熱器系統(tǒng)，故此次技改新建一套能夠單獨供應(yīng)3 300 t/d熟料生產(chǎn)線的煤磨系統(tǒng)[1]。新增一套臺時產(chǎn)量大于20 t的風掃煤磨系統(tǒng)，并優(yōu)先進行技改。新建完成后，由新煤磨系統(tǒng)供應(yīng)原生產(chǎn)線繼續(xù)運行，然后再拆除原煤磨系統(tǒng)，為二期技改騰挪空間。

新增煤粉制備采用風掃磨系統(tǒng)，磨機規(guī)格為Φ3.4×(7.5+2.5)m。當原煤水分≤8%，原煤粒度≤20 mm，出磨煤粉水分≤1%，煤粉細度為80 μm篩篩余3%時，磨機產(chǎn)量為20～22 t/h(無煙煤，中等易磨)。煤磨利用窯頭廢氣作為烘干熱源[2]，原煤由原煤倉下喂料機喂入磨內(nèi)烘干與粉磨，烘干并粉磨后的煤粉隨同氣流進入袋收塵器，經(jīng)袋收塵器將煤粉收下，經(jīng)袋收塵器凈化后的廢氣排入大氣，煙氣的正常排放濃度≤50 mg/m3(標)。

煤粉倉下設(shè)有煤粉計量輸送裝置，煤粉經(jīng)此裝置分別送至分解爐和回轉(zhuǎn)窯。

煤粉制備系統(tǒng)設(shè)置有嚴密的安全措施，如防爆閥、CO2滅火系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)及煤粉倉CO氣體監(jiān)測系統(tǒng)、溫度監(jiān)測等。

4 燒成窯尾

原燒成窯尾預熱器系統(tǒng)全部拆除，原有塔架內(nèi)只放置一套3 300 t/d分解爐及煙室。新增設(shè)一套五級預熱器及塔架放置于原有塔架旁，與原有塔架內(nèi)新增分解爐組成窯尾預分解系統(tǒng)，該系統(tǒng)技改后產(chǎn)量為3 300 t/d[3]。部分設(shè)備參數(shù)見表1。

表1 預熱器規(guī)格參數(shù)表

為了縮短停窯時間，先在原有塔架旁進行施工和安裝，待基本施工完畢后，再拆除原有塔架內(nèi)設(shè)備。原有塔架僅安裝煙室和分解爐，并且充分考慮應(yīng)用原有塔架結(jié)構(gòu)，減少對塔架的改造，大大縮短了停窯時間。

5 燒成窯中

現(xiàn)有生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Φ3.2×48 m，業(yè)主希望充分利用原回轉(zhuǎn)窯基礎(chǔ)，盡量提高技改后生產(chǎn)線的臺時產(chǎn)量，經(jīng)過計算和結(jié)合實際生產(chǎn)經(jīng)驗，選定新的回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Φ4.5×49 m，標定產(chǎn)量為3 300 t/d，同時三次風管及窯頭罩重新設(shè)計并更換。更換回轉(zhuǎn)窯后，現(xiàn)有窯墩可以最大程度利用，但需要進行加固。該項目采用了T型加固技術(shù)，可以滿足使用要求。Φ4.5×49 m的回轉(zhuǎn)窯，長徑比已經(jīng)不足11，因此設(shè)計中該回轉(zhuǎn)窯最高轉(zhuǎn)速可達4.58 r/min，以滿足薄料快燒工藝的要求[4]。

6 燒成窯頭

原有窯頭篦冷機使用效果不理想，出料溫度偏高，產(chǎn)量大幅提升后，更不能滿足熟料冷卻要求，且原有冷卻機技術(shù)落后，熱回收效率較低，易損件較多。根據(jù)現(xiàn)場布置條件，在現(xiàn)有空間內(nèi)更換為更為先進的第五代不漏料無磨損穩(wěn)流冷卻機，并適當增加冷卻面積，保證滿足生產(chǎn)線提產(chǎn)的要求。將原窯頭罩、篦冷機及配套設(shè)備包括破碎機全部拆除，重新設(shè)計、制造、安裝全新的步進式冷卻機，冷卻風機重新配置。

技改后的冷卻機篦床寬3.6 m，長21.6 m，有效面積為77.76 m2。由于該冷卻機受空間限制，屬于寬而短，不利于熟料的冷卻，但采用了漸變技術(shù)后，熟料的出料溫度順利控制在環(huán)境溫度+80 ℃以下。

原有廢氣處理系統(tǒng)保留，新增加一套廢氣處理系統(tǒng)，一起處理窯頭廢氣。由于技改后系統(tǒng)產(chǎn)量大幅提升，原有熟料拉鏈機不能滿足生產(chǎn)需要，根據(jù)技改方案更換全新熟料拉鏈機，滿足3 300 t/d熟料輸送要求。

7 熟料儲存

原有生產(chǎn)線設(shè)置一座Φ15 m熟料庫，有效儲量6 000 t，不能滿足技改后生產(chǎn)需要，另新建一座Φ26 m熟料庫，有效儲量20 000 t。

8 結(jié) 語

第一期煤磨車間施工時，回轉(zhuǎn)窯正常運轉(zhuǎn)，在設(shè)備大修期間，啟用新煤磨車間；在第二期施工中，原料磨、預熱器塔架等施工中，回轉(zhuǎn)窯一直正常運轉(zhuǎn)，待所有準備工作完成后進行了原有設(shè)備的拆除和新設(shè)備的連接工作，達到了設(shè)計的目的。現(xiàn)第一期煤磨車間和第二期原料粉磨及燒成系統(tǒng)均已達產(chǎn)達標，提產(chǎn)降耗目標達到預期目標，并移交業(yè)主，第三期正在緊張施工中。