3000t/d灰水泥線改2000t/d白水泥線設(shè)計(jì)

袁俊，曾計(jì)生，張慶民，姚秀麗，馬占領(lǐng)（中材建設(shè)有限公司，北京 100176）

0 前言

阿爾吉尼亞屬阿拉伯伊斯蘭國(guó)家，國(guó)家對(duì)白水泥需求較大，當(dāng)?shù)啬硺I(yè)主最近新上了2條6000t/d灰水泥，因此決定將原來(lái)老的3000t/d灰水泥線改造成2000t/d白水泥線，本文將此灰改白項(xiàng)目從工藝設(shè)計(jì)方面做詳細(xì)介紹。

1 白水泥配料

白水泥和普通水泥最大的區(qū)別在于白水泥熟料中鐵相礦物C4AF極少，這是因?yàn)镕e2O3對(duì)白度的影響很大，只有嚴(yán)格限制原、燃料中的Fe2O3含量，一般要求生料中的w(Fe2O3)≤0.3%，才能滿足白水泥的生產(chǎn)要求。本項(xiàng)目采用石灰石，高嶺土，石英砂配料，各物料化學(xué)成分及配比見(jiàn)表1。

表1 生料化學(xué)成分及配比 %

本項(xiàng)目原料采用三高設(shè)計(jì)：LSF=95.7;SM=6;IM=10.5；w(Fe2O3)≤ 0.3%。

2 改造方案

老線是2014年設(shè)計(jì)的3000t/d普通硅酸鹽水泥線，主機(jī)配置見(jiàn)表2。

表2 3000t/d普通硅酸鹽水泥線主機(jī)配置

2.1 破碎系統(tǒng)改造

本項(xiàng)目石灰石來(lái)自老線石灰石破碎系統(tǒng)，高嶺土和石英砂都是外購(gòu)成品不需要破碎，因此只是對(duì)石灰石破碎系統(tǒng)進(jìn)行改造。為了降低石灰石里混合的黏土等雜質(zhì)，我們?cè)谑沂扑楹笤黾恿艘坏篮Y子，篩上料進(jìn)白水泥線，篩下料去其它灰水泥線。改造流程見(jiàn)圖1虛線內(nèi)部分。

圖1 石灰石破碎改造流程

2.2 原料粉磨改造

經(jīng)過(guò)核算，原2臺(tái)Ф4.2m×9.5m球磨每臺(tái)產(chǎn)量能達(dá)到110 t/h，滿足2 000 t/d白水泥生產(chǎn)線要求，不需要替換，只是為了減少鐵的進(jìn)入，磨機(jī)襯板材質(zhì)需要改為中合金鋼，其硬度要求≥HRC46～50,沖擊韌性≥35 J/cm2；研磨體的材質(zhì)需要采用納米復(fù)合稀土鉻合金鑄造磨球（高鉻球），其表面硬度要求≥60，鉻含量≥12%。同時(shí)利用現(xiàn)有生料庫(kù)系統(tǒng)。

考慮到石英砂硬度高，不好粉磨，我們將石英砂用兩臺(tái)Ф2.9m×16m濕法球磨單獨(dú)粉磨，每臺(tái)產(chǎn)量8 t/h，然后再送入生料磨一同粉磨，濕法磨研磨體采用鵝卵石或者剛玉，見(jiàn)圖2。同時(shí)配料系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)改造。

圖2 濕法磨流程

2.3 燒成系統(tǒng)改造

經(jīng)過(guò)核算，老的燒成系統(tǒng)，窯系統(tǒng)，預(yù)熱器系統(tǒng)，ID風(fēng)機(jī)和收塵器系統(tǒng)，預(yù)熱器燃燒器等都滿足2 000t/d白水泥生產(chǎn)線要求，不需要更換?？紤]到節(jié)能要求，我們?cè)谙滦泄艿郎显黾右慌_(tái)空-空換熱系統(tǒng)，將回收的290℃熱風(fēng)作為二次風(fēng)送入窯頭和三次風(fēng)送入分解爐，并利用老的三次風(fēng)管作為新的二次風(fēng)和三次風(fēng)輸送風(fēng)管，具體流程見(jiàn)圖3。

圖3 下行管道改造

由于二次風(fēng)并不來(lái)自漂白機(jī)廢氣，因此不需要二次風(fēng)進(jìn)窯頭罩而是直接進(jìn)入帶二次套筒的燃燒器里，這樣可以將窯頭罩做小，節(jié)省設(shè)備和耐火材料費(fèi)用。帶二次套筒燃燒器設(shè)外形圖見(jiàn)圖4。

圖4 帶二次套筒燃燒器

白水泥線和灰水泥線在燒成最大的區(qū)別就是白水泥線有一套漂白系統(tǒng)，傳統(tǒng)方案都會(huì)在回轉(zhuǎn)漂白機(jī)后串聯(lián)一臺(tái)篦冷機(jī)，流程圖見(jiàn)圖5。但是，本項(xiàng)目引進(jìn)ITECA公司最先進(jìn)回轉(zhuǎn)漂白機(jī)，出口物料溫度能控制在最低200℃，保證小于250℃，因此后面不需要再串聯(lián)篦冷機(jī)。拆除現(xiàn)有篦冷機(jī)和冷卻風(fēng)機(jī)，利用現(xiàn)有篦冷機(jī)空間和高度安裝新回轉(zhuǎn)漂白機(jī)，出料盤運(yùn)機(jī)和廊道都不用調(diào)整，大大節(jié)約設(shè)備和土建費(fèi)用，流程圖見(jiàn)圖6。

圖5 漂白機(jī)串聯(lián)篦冷機(jī)方案圖

圖6 單獨(dú)漂白機(jī)方案

按照漂白機(jī)出口250℃計(jì)算，收塵風(fēng)量只有150 000 m3/h而且是飽和水蒸氣，并且風(fēng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原來(lái)的430 000 m3/h，為了利用老的電收塵器，最重要是要防止結(jié)露，在多次討論后，決定采用以下措施：

（1）電收塵入口增加一個(gè)Ф1.2 m的冷風(fēng)閥，當(dāng)收塵器內(nèi)部風(fēng)量不夠是可以打開(kāi)冷風(fēng)閥，但必須保證電收塵器如口溫度高于露點(diǎn)至少30℃。

（2）做好收塵器保溫和密封工作，將人孔門等有漏風(fēng)的地方密封好。

（3）灰斗增加加熱器。

（4）收塵器內(nèi)部電場(chǎng)有腐蝕的部分重新涂上高溫防腐漆。

由于白水泥采用三高設(shè)計(jì)，比較難燒，液相量少，燒成溫度高，一般在1500～1600℃左右，同時(shí)要求耐火材料含鐵量低，因此燒成系統(tǒng)的耐火材料需要更換。

2.4 粉磨系統(tǒng)改造

經(jīng)過(guò)核算，老的2臺(tái)Ф3.8m×13m的球磨在產(chǎn)品比表面積要求4 000 cm2/g時(shí)，每臺(tái)產(chǎn)量能達(dá)到60 t/h。滿足2 000 t/d白水泥生產(chǎn)線要求，不需要更換，只是為了減少鐵的進(jìn)入，磨機(jī)襯板材質(zhì)需要改為中合金鋼，其硬度要求≥HRC46～50，沖擊韌性≥35 J/cm2；研磨體的材質(zhì)需要采用納米復(fù)合稀土鉻合金鑄造磨球（高鉻球），其表面硬度要求≥60，鉻含量≥12%。同時(shí)利用現(xiàn)有水泥料庫(kù)和包裝發(fā)運(yùn)系統(tǒng)。

3 結(jié)語(yǔ)

改造方案得到業(yè)主高度認(rèn)可，在盡量利用老設(shè)備同時(shí)進(jìn)行局部改造，新增了2臺(tái)石英砂濕法磨系統(tǒng)和一臺(tái)漂白機(jī)系統(tǒng)，費(fèi)用控制在了業(yè)主預(yù)算之內(nèi)。目前項(xiàng)目正在建設(shè)施工階段，預(yù)計(jì)2022年下半年點(diǎn)火，我們將繼續(xù)關(guān)注項(xiàng)目運(yùn)行情況。