尖峰集团金马水泥厂1000t/d生产线设计实践及体会

　　1 前言

　　 浙江尖峰集团金马水泥厂位于浙江省金华市大竹乡境内。工厂始建于1993年，总规模为水泥40万吨/年，分二期实施。1996年工厂第一条日产水泥熟料600吨的SP窑生产线投入运营，并形成20万吨普通硅酸盐水泥的能力。但是，由于一期工程投资超过1.6亿，单位产品成本高，经济效益不理想，在此情况下，二期工程是用8000万元，上一条600t/d SP窑生产线，还是稍增加一点投资上一条1000t/d NSP新型干法水泥生产线，在集团公司内部引起了争论，经过广泛调查研究，对投资及经济效益的分析，最终，决定在原预留的扩建位置上建一条1000t/d熟料的NSP窑生产线，使工厂的最终规模达到56万吨，成为浙江省内规模最大的新型干法水泥厂，通过扩建第二条干法生产线，将金马水泥厂的水泥生产成本降下来，并使工厂的技术水平上一个台阶。
　　1998年9月，浙江尖峰集团金马水泥厂对扩建1000t/d新型干法水泥生产线的设计进行了招标，我院有幸中标，并立即针对工厂现况，开展研究工作，并于10月完成扩建工程的可行性研究工作。11月完成该工程的初步设计。12月开始该工程的施工图设计。1998年12月28日扩建工程破土动工，经过建设、设计、施工、安装、监理等单位的共同努力，实际投资约8500万元。于1999年10月1日一次点火成功，烧出了质量合格的熟料，并很快投入正常运行，水泥熟料产量保持在1100t/d左右运行，并在1999年11月、12月及2000年年初的销售中发挥了效益，为金马水泥厂经济效益的提高发挥了作用。实现了1000t/d干法生产线当年开工、当年达标国内新水平。
　

　　2 主机设备配置及运营情况
　　(1) 原料磨
　　金马水泥厂采用石灰石、粘土、硫酸渣配料，配合料综合水份＜3.84%。600t/d生产线采用φ3.5×6mm风扫式球磨机作为原料粉磨主机。1000t/d生产线是继续选用风扫磨，还是选择立磨、中卸磨、尾卸磨？为了慎重起见，我院对原料进行了易磨性加工试验，试验结果，金马水泥厂石灰石邦德功指数为8.64kwh/t，生料为8.31kwh/t，易磨性等级为A+，易磨性较好。此外，厂院成立联合调查组对国内1000t/d干法生产线立磨使用情况进行了调研，根据调查结果、原料加工试验结论及工厂一线风扫磨使用情况，决定新的生产线仍采用风扫磨，规格为φ3.8×7.2m，装机容量1400kw，设计产量4900孔筛筛余12%时80t/h，粉磨电耗设计为19kwh/t。原料磨投入生产后，其产量超过85t/h，单位产量电耗好于设计指标。
　　(2) 煤磨
　　工厂采用烟煤作为煅烧用煤，原煤经过简易均化后送入煤磨粉磨，原煤水份＜10%，粒度＜25mm。根据原煤的粒度，含水量及一线煤磨使用情况，1000t/d 新型干法水泥熟料生产线煤粉制备采用我院φ2.4×（4+2）m风扫式球磨作为主机，该磨机设计装机容量为240KW，产量为4900孔筛筛余10~12%，出磨煤粉水份＜1%时10t/h。目前，该磨机产量一直保持在11t/h以上运行，其它指标都好于设计指标。
　　(3) 烧成系统
　　根据金马水泥厂原料、燃料全部外购的情况，烧成系统配置如下：
a 窑尾预热器及离线型分解炉：
C1：2-φ3100mm； C2：1-φ4500mm； C3：1-φ4500mm；
C4：1-φ4950mm；C5：1-φ4950mm； 分解炉：φ3300mm
b 窑尾高温风机：
W6-2×29-7 NO21.5，流量220000m3/h，负压8000Pa，工作温度300℃，瞬时450，装机容量710kW。
c 增湿塔：φ5.8×26m，处理风量177000~195000m3/h
d 回转窑：φ3.2×50m，斜度4%，装机容量160kW，转速0.36~3.57r/min
生产能力1000t/d熟料。
e 熟料冷却机：LBT24135水平推动篦式冷却机，入料温度1400℃，出料温度65℃+环境温度，篦床有效面积29.16m2，生产能力1000t/d。
f 窑尾电收尘器：24/10/3×7/0.4鲁奇收尘器，处理风量210000m3/h
g 窑头电收尘器：18/7.5/3×9/0.4鲁奇收尘器，处理风量16000 m3/h
上述主机组成的烧成系统，投产后热耗、产量都优于设计指标（1000t/d、3428KJ/kg.cl）系统运转率超过90%。
　　(4) 水泥粉磨系统
　　一般来说与1000t/d熟料生产线配套的水泥磨能力要求在55t/d左右，金马水泥厂所在地属于电力输入地区，电价较高，峰谷电价差较大。此外，该地区水泥销售淡旺季非常明显，旺季水泥供不应求，水泥粉磨能力不足。鉴于上述情况，本工程水泥粉磨能力确定为70t/h以上，系统采取圈流形式，并配有O-SEPA高效选粉机和带有复膜滤料的气箱脉冲袋式除尘器，该系统能满足粉磨42万吨/年以上水泥的能力，该磨机在99年底水泥销售旺季中发挥了重要作用。
　　(5) 水泥包装及散装
　　新线水泥袋装和散装比例为60﹕40，根据这一比例，水泥包装配置了一台固定式四咀包装机，包装能力60t/d；水泥散装配置了二套散装设施，每套能力为100t/h，散装设备能满足1000t/d新型干法生产线生产的水泥100%散装出厂的要求。

　　3 设计特点
　　(1) 工艺流程简捷、流畅，紧凑。整条1000t/d 干法生产线采用三磨一烧方案，三磨为一条φ3.8×7.2m原料磨，一条φ2.4×6m煤磨，一条φ3.8×13m水泥磨，一烧为φ3.2×50m带五级旋风预热器，离线分解炉的烧成系统。整个新线占地3公顷。
　　(2) 原料磨采用风扫磨，简化了粉磨流程，系统中运动部件的减少，使得故障率降低，系统稳定性提高，运转率高于其它型式的磨机系统。实践证明，该系统不仅故障率低，运转率高，维修工作量小，运行可靠，电耗由于金马水泥厂原料好磨，也较低，每吨生料电耗，系统为16KWh以下。与立磨粉磨方案相当。此外，由于系统简单，投资也低。
　　(3) 烧成系统适应性强。针对金马水泥厂原料、燃料全部外购，特别煤采购点较多的现状，烧成系统分解炉采取离线式，离线式分解炉由于燃烧用气体含氧量高于在线式，不仅有利于燃料的燃烧，而且，分解炉体积可以小一些，可降低部分投资。
　　(4) 窑尾废气突破传统的先进高温风机，后进增湿塔的方式，采取先进增湿塔，后进风机的方式，这样不仅节约了大量风管投资，而且，紧凑了布置，有利于改善高温风机的工作条件（进风机气体含尘浓度的降低和温度的下降使风机叶轮磨损减少），延长高温风机的使用寿命，降低了系统运营成本。
　　(5) 水泥粉磨由O-SEPA选粉机，复膜滤料气箱脉冲除尘器，水泥磨等设备组成，不仅粉磨选粉效率高，粉尘排放浓度低，系统阻力小，而且，系统能力大，产量达70t/h以上，能适应工厂地区销售旺季要求粉磨能力大和尽量利用低谷电，降低产品成本的要求。
　　(6) 生产设施尽量露天化布置，以降低工程造价。工艺设计中凡能露天布置的设备和设施露天布置，这不仅使流程简单，而且为土建专业节省了大量围护材料和框架方面的投资。例如，皮带机走廊，生料均化库不设屋盖，煤磨车间，原料磨车间等不设围护。
　　(7) 重视环保，节约资源。新的生产线扬尘点都设置了高效电除尘或袋式除尘器。煤磨及水泥磨采用专用除尘器，特别是水泥磨采用复膜滤料袋式除尘器，该种收尘器具有收尘效果好，阻力小，寿命长等特点，经除尘后的气体含尘浓度＜50mg/Nm3，大多在20~40mg/N m3，这不仅减少水泥损失，节约了资源而且由于滤料阻力小，水泥生产电耗有一定程度的下降。
　　(8) 自动化程度高，1000t/d新型干法生产线采用PLC控制方式，该系统具有投资合理、实用、先进、可靠等特点。可实现集散控制功能，操作人员仅需在中央控制室就能实现对生产的控制和指挥。
　　(9) 节能降耗，生产线物料全部采用机械输送，以降低输送电耗。生产用冷却水循环利用率90%以上。原料烘干，原煤烘干利用窑头和窑尾废气，每年可节煤4000吨以上。
　　(10) 投资低，本工程在设计中坚决贯彻实用、先进、节约投资的原则，各专业在保证可靠先进的前提下，优化方案，为节约投资创造条件。在厂院的大力配合下，本工程总投资约8500万元，单位水泥投资202元/t，这在目前已建成的1000t/d 新型干法生产线中是最低的。
　　(11) 建设工期短
　　本工程从1998年12月28日开工，经过建设单位、设计院、施工单位、安装单位、监理单位的通力合作，仅用10个月的时间完成了本工程的建设，创造了同类型工厂建设速度的记录。
　　(12) 达标达产快
　　本工程于1999年10月1日点火，很快就达到了1000t/d的熟料产量，经过几个月的试生产，目前已达产，产量一直维持在1100t/d熟料左右运行，热耗低于3428KJ/kg.cl。原料磨、煤磨、水泥磨能力均好于设计指标。